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Entladungsröhre Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre
mit gebündelter Elektronenströmung, deren eine Elektrode eine Stromsp.annungskennEnie
mit einem nicht auf Sekundäremi ,sionserscheinungen beruhenden fallenden Abschnitt
aufweist.
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Es sind Verstärkerröhren bekannt, in denen die Entladung wie bei Kathodenstrahl-Oszillographenröhren
durch elektronenoptische Bündelungsmittel zu einem dünnen, durch, Blenden begrenzten
;F'adenr strahl zusammengedrängt wird, der entweder hinsichtlich seiner Richtung
oder hinsichtlich seiner Stromstärke gesteuert wird. Röhren dieser Art können jedoch
nur mit Strahlstromstärken, die im Vergleich mit der Entladungsstromstärke gewöhnlicher
Röhren mit üngebündelter Entladung klein sind, betrieben werden. Sie weisen hohe
Innenwiderstände auf und erfordern höhere Betriebsspannungen, so dafi sie als Ersatz
für die üblichen, Verstärkerrühren nicht ohne weiteres geeignet sind. Es ist ferner
eine Elektronenröhre bekannt, deren. Steuerelektrode eine der Kathodenform entsprechende
Aussparung aufweist und; deren Entladungsstrom durch ein .in der Entladungsrichtung
verlaufendes. Magnetfeldgebündelt wird. Diese Art der Bündelung erfordert für die
Erzeugung des Magnetfeldes einen zusätzlichen: Aufwand. Diese Nachteile haften auch
einer ,bekannten, zur Erzeugung ultrahochfrequenter Schwingungen dienenden Röhre
an, in welcher ein durch ein Magnetfeld gekrümmter Elektronenstrahl zwischen zwei
Auffangelektroden
hin und her schwingt, deren eine mit dem Ausgangskreis
verbunden :ist.
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Die bekannten Elektronenröhren mit reusenförmigen: oder wendelförmigen
Gitterelektroden weisen selbst dann, wenn die Drähte aufeinanderfolgender Gitter
in einer Flucht angeordnet sind., im Betrieb das sogenannte Stromverteilungsrauschen
.auf, welches durch die statistischen Schwankungen der Verteilung des Entladungsstromes
auf .das Schirmgitter und die Anode verursacht wird. Die Schwankungsmöglichkeit
und damit das Rauschen -ist um so größer, je mehr Kanten das in der Elektronenströmung
.befndhiche Schirmgitter aufweist, da es sich an diesen Kanten entscheidet, ob die
Elektronen zum Schirmgitter oder zur Anode übergehen. Es ist ferner bekannt, eine
teilweise fallende Stromspannungskennlinie durch Ausnutzung von S.ekundärernissionseTscheinungen
zu gewinnen. Gewisse Mängel dieser Röhren, von denen besonders die beträchtliche
zeitliche Inkonstanz stört, lasisen es aber erwünscht erscheinen, den fallenden
Kennl.inienverlauf -auf - einem anderen Wege zu erreichen.
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Gegenstand der Erfindung .ist eine Entladungsröhre mit einer längs
gekrümmter-Bahnen.verlaufenden gebündelten Elektronenströmung und zwei Auffangelektrocden,
deren eine eine teilweise fallende Stromspannungskennlinieaufweist, welche gekennzeichnet
ist durch eine geradlinige Kathode, eine aus zwei zu beiden Seiten der Kathode angeordneten
Stäben bestehen& Elektrode, ferner durch, eine diese umschließende, mit zwei
in einer zu der durch die Stabelektrode -bestimmten Ebene senkrecht stechenden Ebene
liegenden Schlitzen versehene Schirmelektrode, durch außerhalb der Schirmelektrode:
nebeneinander angeordnete Auffangelektroden und schließlich durch eine sämtliche
genannten Elektroden umschließende rohrförmige Elektrode. Infolge der Bündelung
des Entladungsstromes durch die stabförmigen Elektroden und die besondere Ausbildung
der Schirmelektrode ist der zu letzterer übergehende Stromanteil klein. Infolge
der geringen Kantenzahl der Schirmelektrode ist aber auch das Stromverteilungsrauschen
dieser Röhre kleiner als es bei Verwendung einer anders ausgebildeten Schirmelektrode
wäre. Da die Elektronenströmung praktisch der ganzen Kathodenoberfläche entnommen
wird, läßt. sich eine verhältnismäßig große Entladungsstromstärke in Verbindung
.mit einem niedrigen Innenwiderstand erreichen. Da das Fallen eines Kennlinienabschnittes
auf einer Stromverteilungserscheinung beruht, bleibt diese Eigenschaft während der
Lebensdauer der Röhre praktisch unverändert. In Abb. i ist eire Querschnitt durch
ein nach der Erfindung aufgebautes Elektrodensystem schematisch dargestellt.
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Die Kathode o ist zwischen den zu ihr parallelem Drähten .der der
Stabelektrode i angeordnet. In der Entla.durlgsrichtung folgt die Schirmelektrode
2, welche .aus einem Blechzylinder besteht, der an einander gegenüberliegenden und
gegen die durch die Stabelektrode bestimmten, Ebene um go° versetzten Stielken mit
Längsschidtzeh: oder- Off nungen versehen ist. Die Auffangelektrode 3, welche
eine Stromspannunbaskennlinie mit teilweise fallendem Verlauf aufweist, liegt völlig
außerhalb der durch die Kathode co, und die Schlitze der Schirmelektrode 2 bestimmten
Ebene. In der Nähe derselhen und von der Kathode noch weiter entfernt befindet sich
eine weitere Auffangelektrode 4, während eine rohrförmige Elektrode 5 alle anderen
Elektroden umschließt und ein niedriges positives, ein negatives oder Nullpotential
führt. Die den Strahlstrom bildenden Elektronen beschreiben nach ihrem Austritt
aus den Schlitzen der Schirmelektrode? gekrümmte Bahnen, welche sie entweder der
Auf fangelektrode3 oder der weiter entfernten Auffangelektrode 4 zuführen.
Bei einem kritischen Wert des Potentials der Elektrode 3 treffen die gebündelten
Elektronenströmungen vollzählig auf bestimmte Teile der Auffangelektrode 3, während;
sie bei einem höheren Potential der Elektrode 3 andere, von den Strahlerzeugungselektroden
weiter entfernte Teile treffen und bei einem hinreichend hohen Potential diese Auffangelektrode
,gänzlich verfehlen und die Auffangelektrode 4 erreichen. Somit bewirkt eine ausreichende
Erhöhung .des Potentials der Elektrode 3, da.ß der zu ihr fließende Strom praktisch.
Null wird,.
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Abb. 2 zeigt eine Kennlinie einer solchem Elektrodenanordnung. In
der Ordinatenrichtung sind die Ströme und in der Abszissenrichtung d,ie Spannungen
.der Elektrode 3 aufgetragen. Die Kurve Ga gibt den Zusammenhang zwischen dem vorn
der Elektrode 3 aufgenommenen Strom und der Spannung dieser Elektrode an, während
die Kurve b die Abhängigkeit des zur Auffangelektrode 4 fließenden Stromes von der
Spannung der Auffangelektrode 3 zeigt. Die Vorspannungen der übrigen Elektroden
i, 2, 4 und 5 betragen der Reihe nach - go, -I- 120, -h 70, und -I- 22 Volt. Das
kritische Potential der Elektrode 3 liegt bei -i- i2o Volt. Der an den entsprechenden
Punkt anschließende fallende Teil der Kennlinie a ist solchen Spannungswerten der
Elektrode 3 zugeordnet, welche höher sind als die Spannungen Galler anderen Elektroden.
Der ent- i sprechende Anstieg des zur Auffangelektrode 4 abgelenkten Stromes ist
der Kurve b zu entnehmen. Das Verhalten der in Abb. i dargestellten Elektrod e:nanordnung,
in der an der Elektrode 3 ein negativer Widerstand .auftritt, beruht darauf, daß
eine Erhöhung es Potentials der Elektrode 3 eine Verlängerung .der Bahnen der aus
den Schlitzen der Schirmelektrode 2 austretenden Elektronen zur Folge hat. Der Verlauf
der Strahlspuren auf den Auffangelektroden 3 und 4 sowie der .durch eine Gasfüllung
sichtbar gemachten. Elektronenbahnen bestätigt .diese Erklärung. Die Auffangelektrode
3 kann: auch zylindrisch ausgebildet sein, so daß das elektrische Feld: zwischen,den
Elektroden 3 und 5, abgesehen von der näheren Umgebung der EleJktroden, 2: und 4,
radial verläuft.