DE952739C - Entladungsroehre mit ionisierbarer Gasfuellung, Gluehkathode und Anode zur Einschaltung in einen Hauptentladungskreis - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. NOVEMBER 1956

R 8882 VIII c /21g

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Gasschaltröhren und bezieht sich insbesondere auf gasgefüllte Dreipolröhren, wenn sie auch auf gasgefüllte Röhren ohne Steuergitter ebenfalls anwendbar ist.

Es ist bekannt, daß man mittels des Steuergitters einer gasgefüllten Dreipolröhre den Ionisierungsvorgang in der Gasfüllung einleiten kann. Wenn beispielsweise ein positiver Impuls ίο einem negativ vorgespannten Gitter zugeführt wird, kann die Röhre in einem bestimmten Augenblick zum Zünden gebracht werden, wenn ihre Gitterspannung dabei die sogenannte Steuerkurve schneidet. Wenn jedoch die Röhre erst gezündet hat, läßt sich mittels des Steuergitters die Entladung praktisch nicht unterbrechen, selbst wenn man das Steuergitter an eine sehr viel stärker negative Spannung als die sich aus der Steuerkurve ergebende anlegt. Man spricht daher dlavon, daß das Steuergitter einer ionisierten gasgefüllten Dreipolröhre seine Steuerfähigkeit verloren hat.

Der Grund für diesen Verlust der Steuerfähigkeit liegt darin, daß das negativ vorgespannte Gitter nach Ionisierung der Gasfüllung positive lohen aus dem Plasma anzieht, bis es von so vielen Ionen umgehen ist, daß seine negative Vorspannung vollkommen neutralisiert wird. Wenn man nun eine noch stärkere negative Vorspannung an das

Steuergitter anlegt, werden lediglich noch mehr positive Ionen angezogen, bis auch die höhere negative Vorspannung neutralisiert ist. Das Gitter büßt daher seine Steuerfähigkeit ein. Der übliche Weg zur Wiederherstellung der Steuerfähigkeit des Gitters zur Zündung der Entladung besteht erstens darin, den Vorgang der fortlaufenden Ionisierung zu unterbrechen, d. h. die Entladung zu unterbrechen, und zwar dadurch, daß man die Anoden-Kathoden-Spannung unter den zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens notwendigen Wert absenkt, und zweitens darin, daß man die Entionisierung, bei der das Plasma verschwindet, lange genug fortsetzt, indem man die Anoden-Kathoden-Spannung unterhalb des erwähnten Wertes hält, so daß der größte Teil der Ionen, welche die Gitterabschirmung bilden, sich wieder mit freien Elektronen vereinigen kann und somit vom Gitter fort diffundiert. Somit wird durch die Entionisierungsgeschwindigkeit der Gasfüllung die sogenannte Erholungszeitspanne einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre bestimmt und dadurch auch die Wiederholungsfrequenz begrenzt, mit welcher die Röhre als Schalter, z. B. als Zahlet oder in einem Ablenkstromkreis betrieben werden kann.

Ein Zwecl: der Erfindung besteht darin, die Entionisierungszeit einer gasgefüllten Röhre zu vermindern.

Weiterhin bezweckt die Erfindung die Erholungs-Zeitspanne des Gitters einer gasgefüllten Dreipolröhre zu verkürzen.

Es ist bekannt, in einer Gasentladungsröhre mit Steuergitter außer der Kathode noch eine weitere Heizeinrichtung anzubringen, die zur Unter-Stützung der Bildung von Quecksilberdampf dient. Diese weitere Heizeinrichtung liegt damit über dem Ouecksilberspiegel.

Es ist ferner bekannt, in einer Gasentladungsröhre außer der Hauptkathode noch eine Hilfskathode anzubringen, welche von der Anode der Röhre jedoch weiter entfernt liegt als die Hauptkathode. Der Zweck der Hilfskathode besteht darin, eine Zündung des Lichtbogens herbeizuführen.

Die Erfindung besteht in einer Entladungsröhre mit ionisierbarer Gasfüllung, Glühkathode und· Anode zur Einschaltung in einen Hauptentladungskreis, unter Verwendung einer weiteren Heizeinrichtung außer der-Kathode und ist dadurch ge-So kennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung sich in der Nähe der Anode befindet und den in der Nähe der Anode befindlichen Teil der Gasfüllung heizt, zum Zwecke, die Entionisierungszeit,^abzukürzen, nachdem eine Entladung zwischen der Glühkathode und der Anode stattgefunden hat.

Fig. ι ist eine Seitenansicht einer gasgefüllten Dreipolröhre, deren Kolben teilweise weggebrochen dargestellt ist;

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs' der Schnittebene 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt einer anderen Ausführungsform, wobei die Schnittebene wieder ebenso gewählt ist wie für Fig. 2; Fig. 4 enthält zwei Kurven, welche dife Plasmadichte in Abhängigkeit von der Zeit angeben, um den Unterschied im Verhalten einer gasgefüllten Dreipolröhre gemäß der Erfindung einerseits und gemäß dem Stande, der Technik andererseits zu veranschaulichen;

Fig. 5 und 6 sind Schaltbilder für gasgefüllte Dreipolröhren nach Fig. 1 bis 3.

Die Wirkungsweise der Erfindung und ihre Vorteile lassen sich am besten durch Betrachtung des Verhaltens einer üblichen gittergesteuerten Gasentladungsröhre in einem Kippschwingungskreis, d.h. in einer Schaltung nach Fig. 5 und 6 erläutern, die zur Erzeugung einer Ablenkspannung für ein Oszilloskop benutzt werden kann. Wenn man in der derartigen Schaltung eine gewöhnliche gittergesteuerte Entladungsröhre mit Gasfüllung an Stelle der Röhren 10 und 10' in Fig. 5 und 6 einsetzt und wenn man annimmt, daß die im übrigen betriebsfertige Schaltung durch Schließung des Schalters 5¹ im Ladekreis des Speicherkondensators C in Betrieb gesetzt wird, so steigt die Spannung an diesem Kondensator exponentiell auf einen Wert an, der in der Nähe des zur Zündung der Gasröhre erforderlichen Wertes liegen wird. Sodann soll dem.Steuergitter eine Synchronisierspannung zur Zündung der Röhre zugeführt werden. Wegen des sehr geringen inneren Widerstandes einer ionisierten Gasröhre wird sich der Kondensator sehr schnell entladen. Wenn er unter die sogenannte Löschspannung der Gasfüllung entladen ist, beginnt die Plasmadichte abzunehmen. Das Plasma führt jedoch während dieser Abnahme seiner Dichte weiterhin Strom, und die Kondensatorspannung sinkt daher erheblich unter die Löschspannung der Röhre, und zwar nahezu bis auf Null. In diesem Zeitpunkt soll ein neuer Arbeitszyklus beginnen, jedoch besitzt die Röhre, wenn die Plasmadichte noch nicht genügend abgenommen hat, einen sehr niedrigen Widerstand, selbst wenn sie noch nicht wieder zündet, so daß eine Verzögerung des Wiederaufladungsvorganges hervorgerufen wird. Diese Verzögerung nimmt ihr Ende, wenn die Plasmadichte so. weit abgeklungen ist, daß die negative Vorspannung des Gitters nicht mehr genügend neutralisiert wird, d. h. wenn das Steuergitter die Entladung in der Röhre für die dann vorhandene kleine Anodenspannung wieder sperrt. Danach kann die wirksame, d. h. die nicht neutralisierte Gittervorspannung und die Spannung am Kondensator progressiv ansteigen. Wenn jedoch die Gittervorspannung gegenüber der Kondensatorspannung der Röhre zu langsam ansteigt, kann eine Anoden-Kathoden-Spannung auftreten, bei welcher die Röhre vorzeitig zündet. Wenn diese Gefahr besteht, so kann man ihr lediglich durch Verkleinerung der Aufladegeschwindigkeit begegnen. Dies läßt sich aber nur auf Kosten der Schwingfrequenz des Oszillators oder auf Kosten der von Spitze zu Spitze gemessenen Amplitude der erzeugten Sägezahnspannung oder schließlich auf Kosten beider Größen erreichen. Man sieht also, daß die Entionisierungszeit die Schwingfrequenz

eines Ablenkkreises und/oder die Steilheit der Ablenkspannung, die in diesem Kreis erzeugt wird, begrenzen kann und daß diese Begrenzung auf die Verzögerung des Beginns der Kondensatorladung und außerdem noch auf die Begrenzung der Ladegeschwindigkeit zurückzuführen ist. Aus diesem Grund ist es in hohem Grad wünschenswert, die Entionisierung in einer gasgefüllten Röhre zu beschleunigen.

ίο Eine derartige Erhöhung der Entionisierungsgeschwindigkeit ist nicht nur für Ablenkschaltungen von Bedeutung, sondern auch für eine Vielzahl anderer Schaltungen, die mit gasgefüllten Röhren arbeiten, nämlich Zählschaltungen, Zeitkreise für Schweiß apparate, Modulatoren für Impulssenderöhren usw.

Gemäß Fig. ι und 2 soll eine erfindungsgemäße Röhre mit einem Kolben ii eine Gasfüllung besitzen, welche durch den Buchstaben G angedeutet ist. Im Kolben if sind in der angegebenen Reihenfolge eine indirekt geheizte Kathode 12, ein mit einem Spalt 16 versehenes zylinderförmiges Steuergitter i}3 und eine Anode 14 vorhanden. Natürlich enthält die Röhre auch ein Heizelement für die Kathode 12, Halterungsdrähte für die verschiedenen Elektroden sowie Zuleitungen für die verschiedenen Elektroden und schließlich ein Entlüftungs- und Abschmelzröhrchen. Die Bestandteile 11 bis 14 der Röhre sind auch bei den bekannten Gasentladungsröhren vorhanden. Diese bekannte Röhre kann gemäß der Erfindung durch die Hinzunahme eines Wolframheizdrahtes 15 zwischen dem Steuergitter 13 und der Anode 14 abgewandelt werden, und zwar entweder allein durch die Hinzunähme eines solchen Heizdrahtes 15, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, oder in Kombination mit einer Hilfsanode 21.

Bei einer Versuchsreihe bezüglich der Entionisierungsgeschwindigkeiten von gewöhnlichen gasgefüllten Röhren wurde entdeckt, daß zwischen der Zündung einer als Ein- und Ausschalter dienenden Röhre und der vollständigen Wiederherstellung der Steuerfähigkeit des Gitters die Temperatur der freien Elektronen im Plasma von einer hohen Temperatur von etwa 10000⁰ Kelvin, die im Lichtbogen herrscht, auf zwei verschiedene Temperaturen abfiel. Die erste Temperatur ist diejenige der Kathode 12 und bezieht sich auf Elektronen innerhalb des Steuergitters 13, während die zweite Temperatur die Zimmertemperatur ist und für die Elektronen gilt, die sich außerhalb des Steuergitters 13, d. h. zwischen diesem Steuergitter und der Anode 14 befinden. Die Untersuchung dieser Erscheinung führte zu dem Schluß, daß im ersten Teil des Abklingvorganges des Plasmas die aus positiven Ionen gebildete Gitterschicht an Dicke zunimmt, während gleichzeitig die Plasmadichte sich vermindert und die Dickenzunahme dabei so lange fortschreitet, daß die Gitterschutzschichten an den Kanten des Spaltes 16 sich berühren, so daß tatsächlich das Plasma in zwei Teile zerlegt wird, von denen der erste innerhalb und der zweite außerhalb des Steuergitters liegt. Während der andauernden Emission von sogenannten heißen Elektronen auf der Kathode 12 kühlen sich die freien Elektronen des ersten innerhalb des Steuergitters gelegenen Teils des Plasmas nicht unter die Kathodentemperatur ab. Hierdurch bleibt die Diffusionsgeschwindigkeit der Elektronen hoch, und da die Ionen mit derselben Geschwindigkeit diffundieren wie die Elektronen, tritt der bekannte Vorgang einer ambipolaren Diffusion auf, und es wird die Diffusionsgeschwindigkeit der verhältnismäßig schweren positiven Ionen im ersten innerhalb des Steuergitters gelegenen Teils des Piasmas ebenfalls hoch bleiben. Dies führt, wie bekannt, zu einem schnellen Abklingen des Plasmas. Der außerhalb des Steuergitters gelegene Teil des Plasmas ist jedoch gegen die von der Kathode ausgehenden heißen Elektronen geschützt. Die freien Elektronen' in diesem zweiten Teil des Plasmas kühlen sich daher schnell auf Zimmertemperatur ab, worauf die ambipolare Diffusion und "das Abklingen des Plasmas verhältnismäßig langsam vor sich gehen.

Im Fall einer Dreipolröhre wird also die Heizeinrichtung zur Aufrechterhaltung einer hohen Elektronentemperatur in demjenigen Teil des Plasmas, der zwischen dem Gitter und der Anode liegt, zur Beschleunigung des Abklingens vorgesehen. Die go Erholungszeit des Gitters hat sich dadurch um einen Faktor von etwa 2 bis 3 verkleinern lassen.

Die Heizeinrichtung in Fig. 2 besteht aus einem Glühdraht 15, der entweder allein oder zusammen mit einer Hilfsanode 21 oder auch zusammen mit einer anderen Elektrode zur Erreichung der weiter unten beschriebenen Wirkungsweise verwendet werden kann. Wenn der Heizdraht 15 allein benutzt wird, so muß er an eine Heizstrom quelle angeschlossen werden, kann jedoch anderweitig ohne Anschluß bleiben. Die Enden des Heizdrahtes können nämlich an eine ungeerdete Batterie (30 in Fig. 5) angeschlossen werden oder an Klemmen einer ungeerdeten Sekundärwicklung des Heiztransformators. Bei dieser Schaltung kann der Heizdraht seine Aufgabe der Heizung der freien Elektronen, unabhängig davon erfüllen, ob der Heizdraht ein einfacher Heizdraht, d. h. einfach ein heißer Draht, ist oder ob er aus einer eine reichlich bemessene Elektrönenmenge liefernden Elektronenquelle, z. B. aus einer thorierten Wolframkathode, besteht. Jedoch ist die Verwendung eines einfachen Heizdrahtes viel weniger wirksam als die Verwendung einer geheizten Elektronenquelle. Bei der Verwendung einer Elektronenquelle können die thermischen Geschwindigkeiten der Elektronen ohne weiteres die durchschnittliche Temperatur der Plasmaelektronen bei etwa 2200⁰ Kelvin über Zimmertemperatur halten, ohne die durchschnittliche Temperatur der Bauteile der Röhre nennenswert zu erhöhen.

Der Heizdraht 15 kann außer an der vorzugsweise gewählten Stelle, nämlich an der Spaltöffnung 16, auch noch an anderer Stelle angebracht werden. Dies ist deshalb möglich, weil ein stetig verteiltes Plasma dieselbe durchschnittliche Dif-

fusionsgeschwindigkeit innerhalb seines ganzen Volumens anzunehmen strebt und weil deshalb die Elektronentemperatur zwischen dem Gitter 13 und der Anode 14 im wesentlichen überall gleich ist, unabhängig davon, wo sich der Heizdraht 15 befindet. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß zwar eine geheizte Elektronenquelle gegenüber einem einfachen Heizdraht zum Zweck der Aufrechterhaltung der Temperatur der freien Elektronen zu bevorzugen ist, daß aber auch ein einfacher Heizdraht noch innerhalb der Erfindung liegt. Dementsprechend ist es möglich, wenn auch nicht in erster Linie beabsichtigt, einen Widerstandsheizdraht außerhalb der Anode zu verwenden, der z. B. auf die Anode oder auf die Außenwand des Röhrenkolbens aufgewickelt werden kann, so daß also im letzteren Fall die ganze Röhre 10 geheizt werden würde.

Es wurde gefunden, daß eine indirekt geheizte

ao Oxydkathode als Elektronenquelle an Stelle des Heizdrahtes 15 verwendet werden kann. Derartige Kathoden haben etwa um etwa iooo⁰ Kelvin tiefere Betriebstemperaturen. Daher ist ein Wolframheizdraht zu bevorzugen. Dies veranschaulicht einen Grundgedanken der Erfindung, nämlich daß eine hohe durchschnittliche thermische Geschwindigkeit für die vom Heizelement ausgesandten Elektronen wichtiger ist als die Erzeugung einer großen Elektronenmenge.

Da die Elektronentemperatur in einem brennenden Lichtbogen von der Größenordnung von 10 ooo° Kelvin sein kann, sieht man, daß eine Hilfsentladung Elektronen von noch höherer Temperatur als ein glühender Wolframdraht liefern kann. Dies läßt sich auf verschiedene Weise erreichen, beispielsweise dadurch, daß man eine Hilfsanode 21 zusammen mit dem Heizdraht 15 verwendet, d. h. daß man eine Ausführungsform benutzt, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn eine Hilfsentladung zwischen dem Glühdraht 15 und der Hilfsanode 21 gezündet wird, um als Quelle heißer Elektronen zu dienen, muß ihr Strom auf einen sehr kleinen Wert begrenzt werden, so daß diese Hilfsentladung nicht selbst ein Plasma .erzeugt. Wenn nämlich der Strom der Hilfsentladung nicht in diesem Sinne klein gehalten wird, kann das Gitter niemals seine Steuerfähigkeit zurückgewinnen, da die Gitterschicht fortlaufend Ionen aus der Hilfsentladung aufnehmen würde. Der Speisekreis für die Hilfsentladung enthält dementsprechend außer einer Spannungsquelle 31 einen Strombegrenzungswiderstand 32.

Die Kurve A in Fig. 4 stellt qualitativ das Abklingen des Plasmas in einer üblichen Gasentladungsröhre in dem Intervall dar, welches mit der Abschaltung der Anoden-Kathoden-Spannung beginnt. Zu dieser Kurve ist zu bemerken, daß erstens die ,Abklinggeschwindigkeit verhältnismäßig klein ist und daß zweitens die Plasmadichte schließlich Null wird. Die Kurve B stellt das Abklingen des Plasmas in einer Röhre dar, in welcher während der Stromlosigkeit der Hauptentladung eine Hilfsentladung mit geringer Stromstärke unterhalten wird. Zu dieser Kurve ist festzustellen, daß erstens die Abklinggeschwindigkeit erheblich größer ist als bei der Kurvet und daß zweitens, obwohl die Plasmadichte schnell einen sehr kleinen Wert erreicht, sie doch stets oberhalb Null bleibt. Der Strom in der Hilfsentladungsstrecke muß so niedrig gewählt werden, daß der erwähnte Restwert der Plasmadichte so klein ist, daß das Steuergitter seine Steuerfähigkeit ungeachtet der noch vorhandenen geringen Plasmadichte zurückgewinnen kann.

In Fig. 5 ist die Röhre 10 nach Fig. 1 und 2 mit ihrer Anode 14 und mit ihrer Kathode 12 an einen Kondensator C angeschlossen, der durch die Spannungsquelle 35 geladen wird. Der Zuleitung 36 zum Steuergitter 13 wird, wenn der Kondensator C entladen werden soll, ein Auslösesignal zugeführt. Zur Lieferung des Heizstromes für den Heizdraht 15 dient eine Spannungsquelle 30, und es ist ferner zwischen dem Heizdraht 15 und der Hilfsanode 21 eine Spannungsquelle 31 in Reihenschaltung mit einem Widerstand 32 vorhanden. Der Schalter S im Aufladekreis des Kondensators C wird zur Inbetriebnahme der ganzen Schaltung geschlossen.

Die meisten Bestandteile der Röhre in Fig. 3 sind von gleicher Ausbildung wie diejenigen in Fig. 2 und tragen daher dieselben Bezugszeichen. Jedoch enthält die Anode 14' einen durchlöcherten Teil 17, der, wie erläutert werden wird, elektronendurchlässig ist und durch den hindurch heiße Elektronen in den Raum zwischen der Anode und dem Steuergitter eintreten können. Außerhalb der Anode 14' ist in der Nähe des elektronendurchlässigen Teils 17 eine kastenförmige Abschirmung 19 angebracht, welche eine Hilfskathode 20 und eine Hilfsanode 21 enthält.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 und in der Schaltung nach Fig. 6, in welcher wie in Fig. S der Kondensator C aus der Spannungsquelle 35 geladen und über die durch einen Auslöseimpuls an der Gitterzuleitung 36 gezündete Röhre entladen wird, ist eine Spannungsquelle 31 von solcher Höhe vorhanden, daß ein. Lichtbogen zwischen der Hilfskathode 20 und der Hilfsanode 21 aufrechterhalten werden kann. Die Spannungsquelle 31 soll über einen großen Strombegrenzungswiderstand 32 angeschlossen werden, da für die hier in Betracht kommenden Zwecke bereits ein kleiner Entladungsstrom genügt. Bei einem kleinen Strom kann die Hilfsentladung auch besser ihre Aufgabe erfüllen, da bei einem kleinen Strom ein höherer Spannungsabfall am Lichtbogen entsteht und daher heißere, d. h. schnellere Elektronen gebildet werden. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann dieser ganze Stromkreis, der aus der Hilfskathode und der Anode der Röhre 10' und ferner aus der Spannungsquelle 31 und dem Widerstand 32 besteht, im übrigen hinsichtlich seines Potentials Undefiniert bleiben. Dasselbe gilt von der Abschirmung 19 (die lediglich in Fig. 3 dargestellt ist). Der Grund hierfür besteht darin, daß das Plasma in der Hilfsentladung so stark leitfähig ist, daß es selber bereits im Sinne der Erreichung eines festen Potentials gegenüber der

Anode 14' wirkt. Hierdurch wird auch die Wirkungsweise verbessert, da keine elektrostatische Beschleunigung notwendig ist, um heiße Elektronen aus der Hilfsentladung durch den Teil 17 in den Raum zwischen dem Gitter 13 und der Anode 14' zu befördern. Eine derartige elektrostatische Beschleunigung ist deshalb nicht erforderlich, weil wegen der hohen thermischen Geschwindigkeit der freien Elektronen des Plasmas viele Plasmaelektronen durch den Anodenteil 17 hindurchtreten.

Wenn die Abschirmung 19 hinsichtlich ihres Potentials Undefiniert bleibt, nimmt sie so viele geladene Teilchen auf, um so stark aufgeladen zu werden, daß keine weiteren Teilchen derselben Ge^ schwindigkeit die Abschirmung 19 erreichen. Somit nimmt die Abschirmung 19 selbsttätig ein bestimmtes Potential an. Jedoch kann gewünschtenfalls entweder die Hilfskathode oder die Hilfsanode oder ein Punkt des diese beiden Elektroden verbindenden Stromkreises auf ein solches Potential gebracht werden, daß das Plasma etwa auf ein Potential in der Nähe desjenigen der Anode 14 kommt oder auf ein etwas negativeres Potential. Wenn das Potential des Plasmas unter dem der Anode 14 liegt, so bildet sich ein Feldgradient, der den Durchtritt der heißen Elektronen durch den Anodenteil 17 unterstützt. Ebenso kann die Abschirmung 19 auf ein Potential unterhalb desjenigen der Anode 14' gebracht werden, um eine Strömung heißer Elektronen durch den Teil 17 hindurch in das Innere der Anode 14' hervorzurufen oder zu unterstützen.

Zu der Fig. 2 sei noch bemerkt, daß ein Zusammenwirken des Glühdrahtes 15 und der Hilfsanode 21 auch in einer Röhre erreicht werden kann, in welcher keine besondere Hilfsanode 21 vorhanden ist. Man kann z.B. einem kleinen Wandbereich der Hauptanode 14 in der Nähe des Glühdrahtes 15 die Aufgabe der Hilfsanode 21 zuteilen.

In diesem Fall muß der Glühdraht 15 negativ gegenüber der Anode 14 vorgespannt werden, indem man eine Schaltung ähnlich der schon beschriebenen verwendet und einen Strombegrenzungswiderstand 32 benutzt. Man kann aber außerdem gewünschtenfalls dieselbe Wirkungsweise dadurch erzielen, daß man einem kleinen Teil der Außenfläche des Steuergitters 13 die Funktion der Anode 21 zuteilt.

Während der Strombegrenzungswiderstand 32 in hohem Grade nützlich ist, um zu verhindern, daß in der Hilfsentladung bei der Erzeugung heißer Elektronen zu viel Plasma gebildet wird, ist er sehr viel weniger wirksam bezüglich der Erhöhung des Spannungsabfalls am Lichtbogen. Dieser Spannungsabfall läßt sich vielmehr weit wirksamer dadurch erhöhen, daß die Hilfskathode 15 oder 20 nur mit einer begrenzten Temperatur betrieben wird. Wenn mandies tut, erreicht man gleichzeitig zwei sehr erwünschte Effekte. Es wird nämlich erstens der Hilfsentladungsstrom niedrig gehalten und somit wenig Plasma erzeugt, und es wird zweitens der Spannungsabfall am Lichtbogen sehr erheblich erhöht. Je größer aber der Spannungsabfall am Lichtbogen ist, desto größer ist die Elektronenbeschleunigung, d. h. desto heißer sind die Elektronen. In diesem Zusammenhang sei wiederholt, daß in der vorliegenden Erfindung zwei verschiedene Wege zur Erzeugung heißer Elektronen beschrieben sind. Der eine besteht darin, daß man eine thermische Emission erzeugt und der andere darin, daß man die thermisch erzeugten Elektronen außerdem noch beschleunigt. Im letzteren Fall ist eine gewisse Ionisation unvermeidlich, da die Hilfsentladung durch die Gasfüllung der Röhre hindurch stattfindet. Jedoch ist die Ionisation an sich ein Nebeneffekt, welcher zwar zur Erhöhung der Größe der Hilfsentladung beiträgt, aber keine Temperatursteigerung der Elektronen über den durch die Beschleunigung erzeugten Wert hinaus mit sich bringt. Wie oben erläutert, kann man die Erzeugung des Plasmas im Hilfsentladungsweg jedoch zulassen, wenn sie nicht zu hoch wird.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Entladungsröhre mit ionisierbarer Gasfüllung und Glühkathode und Anode zur Ein- . g₅ schaltung in einen Hauptentladungskreis unter Verwendung einer weiteren Heizeinrichtung außer der Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung sich in der Nähe der Anode befindet und den in der Nähe der Anode befindlichen Teil der Gasfüllung heizt, zum Zweck, die Entionisierungszeit abzukürzen, nachdem eine Entladung zwischen der Glühkathode und der Anode stattgefunden hat.

2. Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gs gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung aus einer von der Stromquelle für die Hauptentladung unabhängigen Stromquelle geheizt wird.

3. Entladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines zur Einleitung des Stromdurchgangs mit einem Eingangssignal gespeisten Gitters die weitere Heizeinrichtung sich auf der von der Glühkathode abgewandten Seite des Gitters befindet.

4. Entladungsröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines Gitters in Form einer geschlitzten Metallplatte, deren Schlitz sich vor der Glühkathode befindet, no die weitere Heizeinrichtung Elektronen an den in der Nähe des Schlitzes befindlichen Teil der Gasfüllung liefert.

5. Entladungsröhre nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine weitere Heizeinrichtung, bestehend in einer zwischen der Hauptanode und dem Gitter liegenden Hilfskathode und ein Steuergitter für den in der Hauptentladungsbahn übergehenden Strom, wenn eine über der Ionisierungsspannung liegende Spannung zwischen der Anode und der Kathode der Hauptentladungsbahn auftritt.

6. Entladungsröhre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung sich auf der vom Steuergitter abgewandten Seite der Anode befindet und daß

ein Teil der Anode elektronendurchlässig ausgebildet ist.

7. Entladungsröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung aus einem Widerstandsheizdraht besteht.

8. Entladungsröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung eine Hilfskathode ist.

9. Entladungsröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskathode direkt geheizt, aber mit begrenzter Temperatur betrieben wird.

10. Entladungsröhre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsanode zusammen mit der Hilfskathode einen Hilfsentladungsweg bildet.

11. Entladungsröhre nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Heizeinrichtung Elektronen in die Nähe der Hauptanode liefert und dabei ein ao Plasma von wesentlich geringerer Dichte erzeugt, als es zwischen der Hauptkathode und der Hauptanode vorhanden ist.

12. Schaltungsanordnung für Entladungsröhre nach Anspruch 3 und 8, gekennzeichnet durch einen Strombegrenzungswiderstand im Erregerkreis zwischen der Hilfskathode und der Hilfsanode von solcher Größe, daß die Hilfskathode kein zur Einleitung des Entladungsüberganges von der Hauptkathode zur Hauptanode ausreichendes Plasma erzeugt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 713 574, 716 141, 050, 679 719.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

θ 60» 526/361 5.56 (609 688 11.56)