Przedmiotem niniejszego wynalazku jest nalezyte zwymiarowanie lampy elek¬ tronowej o trzech przynajmniej siatkach.Dzieki opisanemu nizej zwymiarowaniu elektrod lampa uzyskuje wlasnosci szcze¬ gólnie korzystne przy zastosowaniu jej w ukladach polaczen, w których przy od- powiedniem wykonaniu obwodów pradu i odpowiednim doborze napiec roboczych wykorzystuje sie rozdzial pradu elektro¬ nowego tak, aby nazewnatrz katody zaro¬ wej tworzyla sie powierzchnia ekwipoten- cjalna o potencjale zerowym. Taka po¬ wierzchnia potencjalu zerowego moze byc rozpatrywana jako katoda pozorna, której stosunek wzgledem elektrody sterujacej jest taki sam, jak katody rzeczywistej, przyczem jezeli powierzchnia ta znajduje sie wpoblizu narzadu sterujacego, wów¬ czas uklad polaczen pozwala na osiagnie¬ cie nadzwyczajnych wzmocnien, W celu wyjasnienia, w jakim stopniu pewne wlasciwosci lampy wedlug wynalaz¬ ku zaleza od jej wykonania konstrukcyj¬ nego, opisany bedzie nasamprzód sposób dzialania powyzej wspomnianych ukladów polaczen.W zwyklej lampie o siatce przeciwla- dunkowej, zawierajacej katode zdolna do nasycania sie, — to jest przy której przy wyzszych napieciach sterujacych prad emi¬ syjny dazy do okreslonej wartosci granicz-hej (do pradu nasycenia), siatke, sasiadu¬ jaca z ta katoda i utrzymywana na poten¬ cjale (fodatnim, bral: anode, przebieg po¬ tencjalu miedzy wymieniona siatka a anoda zalezy od gestosci elektronów w tej prze¬ strzeni oraz od wielkosci napiec, panuja¬ cych na siatce i anodzie. Przy slabej emisji miedzy obiema elektrodami nie powstaje wiekszy ladunek przestrzenny, przebieg zas potencjalu jest uzalezniony w zasadzie tylko od napiec doprowadzonych. Jezeli gestosc elektronów miedzy siatka a anoda zwieksza sie, co np. moze sie odbywac wskutek zwiekszenia pradu emisyjnego, wówczas bardziej przejawia sie charakter ladunku przestrzennego elektronów, znaj¬ dujacych sie w przestrzeni wyladowa¬ nia. Przebieg potencjalu zalezy wów¬ czas juz nietylko od ladunków, istnie¬ jacych na elektrodach, lecz w pewnym stopniu i od obecnosci wolnych ujem¬ nych ladunków elektrycznych w prze¬ strzeni miedzy siatka a anoda. Nastepuje wskutek tego zmniejszenie sie potencjalu, który zaleznie od okolicznosci moze osia¬ gnac wartosc zerowa w miejscu drogi wy¬ ladowczej, lezacem miedzy siatka a anoda.To miejsce potencjalu minimalnego moze byc uwazane jako miejsce katody pozor¬ nej, poniewaz elektrony, znajdujace sie na drodze wyladowania, otrzymuja tam bar¬ dzo male szybkosci. Katoda pozorna za¬ chowuje sie zatem odnosnie oddzialywania siatki sterujacej tak, jak i katoda rzeczy¬ wista.Takze i przy katodzie rzeczywistej elektrony posiadaja male szybkosci w bez¬ posredniej bliskosci powierzchni emituja* cej oraz tworza tam skupienia ladunków przestrzennych. Poniewaz, jak wiadomo, czulosc sterowania elektronów w stanie spoczynku lub poruszajacych sie powoli jest szczególnie duza, przeto dzialanie ste¬ rujace najlepiej jest wywierac w miejscu o niewielkiej szybkosci elektronów. Azeby to osiagnac, trzeba narzad sterujacy (siat¬ ke) umiescic mozliwie w granicach obszarii o szybkosci najmniejszej. Przy katodzie rzeczywistej nie jest to jednak mozliwe do uskutecznienia, poniewaz z przyczyn kon¬ strukcyjnych musi byc zachowana pewna odleglosc miedzy siatka a powierzchnia ka¬ tody, a tylko w bezposredniej bliskosci po¬ wierzchni emisyjnej istnieja male szybko¬ sci. Przy katodzie pozornej, przedstawia¬ jacej ladunek przestrzenny powolnych elektronów, wytwarzany w pewnej odle¬ glosci od katody rzeczywistej, przeszkody te odpadaja, tak iz mozna dowolnie zblizyc siatke sterujaca do miejsca o szybkosci naj¬ mniejszej. Jak okazalo sie, polozenie kato¬ dy pozornej mozna przesuwac i dowolnie zblizac do siatki sterujacej, zmieniajac istniejaca gestosc elektronów i napiec elek¬ trod.Lampa, w której moze powstawac taka katoda pozorna, winna posiadac przynaj¬ mniej te elementy, jakie przedstawiono schematycznie na fig. 1, gdzie litera K oznaczono katode zarowa, posiadajaca wlasnosc nasycania sie, litera G — siatke sterujaca, litera A — anode i litera B — elektrode siatkowa, wykazujaca potencjal dodatni, która mozna okreslic jako siatke przyspieszajaca. Pod okresleniem „katoda o wlasnosciach nasycania sie" nalezy rozu¬ miec taka katode, której emisja zalezy tyl¬ ko od temperatury i nie zalezy od napiec sasiedniej elektrody. Poniewaz napiecie na elektrodzie B i emisje z katody K mozna wyrównac odpowiednio (zapomoca regula¬ cji temperatury), przeto katode pozorna mozna wytworzyc tuz przy siatce G. Ze wzgledu na zamierzony cel lampy takie okazuja sie jednak niewystarczajace z róz¬ nych powodów. Regulacja gestosci pradu elektronowego, która winna byc uskutecz¬ niana zapomoca zmiany temperatury kato¬ dy, nie moze odbywac sie w stopniu tak do¬ kladnym, jakby to bylo pozadane.W praktyce nie posiada sie moznosci oddzialywania w dostatecznej mierzi na - 2 —gestosc i szybkosc elektronów. Niedogo¬ dnosci tej mozna zapobiec, stosujac lampy, w których, jak to przedstawiono na fig. 2, miedzy katoda K a siatka przyspieszajaca B jest umieszczona jeszcze jedna siatka D, sluzaca do regulowania gestosci pradu elektronowego i posiadajaca potencjal do¬ datni, mniejszy od potencjalu siatki przy¬ spieszajacej B. Odpowiednio do potrzeby mozna regulowac gestosc pradu elektro¬ nowego na powierzchni siatki D. Mozna tp uskuteczniac zapomoca doboru napiecia tej siatki D.W celu zapewnienia zadowalajacej pra¬ cy takiego ukladu, przy budowie elektrod lamp zastosowanych trzeba zachowac okre¬ slone reguly konstrukcyjne, stanowiace przedmiot wynalazku niniejszego. Wedlug wynalazku uklad elektrodowy sklada sie z katody ekwipotencjalnej i przynajmniej z trzech elektrod siatkowych, umieszczo¬ nych miedzy katoda a najbardziej ze¬ wnetrzna elektroda. Uklad elektrodowy jest obliczony tak, ze siatka sterujaca, znaj¬ dujaca sie, liczac od katody, miedzy druga siatka a elektroda zewnetrzna, jest wyko¬ nana i umieszczona w stosunku do jej sa¬ siednich elektrod tak, ze jedna z jej sa¬ siednich elektrod, lezaca, patrzac od kato¬ dy, ztylu tej elektrody siatkowej, posiada wzgledem siatki, sasiadujacej z katoda, przechwyt mniejszy od 10%. Tylko takie lampy moga spelniac dobrze swe zadanie.Z jednej strony ze wzgledu na uzyska¬ nie najwiekszej zdolnosci rozrzadczej ta¬ kiej lampy ma znaczenie zarówno stalosc emisji z katody, jak i rozdzial napiecia wzdluz tej katody. Z tego powodu zaleca sie zawsze stosowanie katody ekwipoten¬ cjalnej o nagrzewaniu posredniem, ponie¬ waz w tym przypadku istnieje moznosc utworzenia katody pozornej o potrzebnej jednorodnosci na calej jej dlugosci. Z dru¬ giej zas strony na regulacje pradu elektro¬ nowego, pod wzgledem jego gestosci i szyb¬ kosci, posiadaja wplyw takze i inne poten¬ cjaly elektrod lampy. Wplyw ten winien byc zmniejszony mozliwie najbardziej bez powodowania przytem zmiany wartosci na¬ piec, ustalonych ze wzgledu na specjalne zastosowanie i moc lampy. Jezeliby np. za¬ stosowanie wyzszych napiec anodowych bez uzycia odpowiedniego ekranowania lub odpowiedniego uksztaltowania anody por wodowalo duzy potencjal efektywny wpo- blizu katody, to wtedy do utworzenia w po^ wyzej opisany sposób powierzchni naj¬ mniejszego potencjalu bylaby potrzebna bardzo duza gestosc pradu elektronowego.Okolicznosc ta jest równiez przyczyna, przy której zapomoca normalnych pentod, po¬ siadajacych przynajmniej trzy siatki, nie mozna osiagnac tego rodzaju efektów przy napieciach, jakie moga byc brane pod uwa¬ ge ze wzgledów praktycznych. Takie pen- tody (lampy z siatka oslonna i zaopatrzone jeszcze w siatke chwytajaca, umieszczona miedzy siatka oslonna a anoda i majaca na celu zmniejszenie przechodzenia elek¬ tronów wtórnych od anody do siatki oslon- nej), w których siatka oslonna jest uwaza¬ na za powierzchnie wyjsciowa elektronów z katody regulacyjnej, siatka zas chwyta¬ jaca — za siatke sterujaca, w przypadku gdy lampa w odróznieniu od zwyklego jej zastosowania ma pracowac jak lampa z ka¬ toda regulacyjna, sa obliczone tak, azeby naokolo siatki chwytajacej skupialo sie mozliwie jak najmniej ladunków prze¬ strzennych od elektronów pierwotnych, ida¬ cych od siatki oslonnej, poniewaz powodo¬ waloby to niekorzystny rozdzial pradu siatki oslonnej i anody. Pentody te posia¬ daja wskutek tego przechwyty siatki chwy¬ tajacej, wynoszace naogól wiecej niz 20%.Przy napieciu anodowem, wynoszacem np. 300 woltów, na siatce oslonnej otrzymywa- noby zatem potencjal efektywny, wynosza¬ cy 60 woltów.W przeciwienstwie do powyzszego, w lampie trójsiatkowej wedlug wynalazku przechwyt anody przez siatke sterujaca — 3 —jest utrzymywany tak maly na siatce dru¬ giej, liczac od katody, ze napiecie anodo¬ we udziela potencjalowi efektywnemu, po* wstajacemu na siatce przyspieszajacej, pewnego przyrostu, wynoszacego niewielka liczbe woltów i bedacego prawdopodobnie rzedu wielkosci zakresu rozrzadu, wyrazo¬ nego w woltach. Siatka sterujaca posiada przytem poczatkowe napiecie ujemne w stosunku do wyjsciowej powierzchni elek¬ tronów, które wedlug obliczen jest nieco wieksze od wyjsciowej szybkosci elektro- sów. Azeby wymagane, nieznaczne dziala¬ nie wsteczne napiecia anodowego na wyj¬ sciowa powierzchnie elektronów bylo bar¬ dziej niezawodne, zaleca sie wedlug wyna¬ lazku, aby przecbwyt anody przez siatke sterujaca byl niniejszy od 10%. W przy¬ padku, gdy miedzy siatka sterujaca a ano¬ da jest umieszczona jeszcze siatka oslonna, wymaganie to dotyczy oczywiscie i prze¬ cbwyt* siatki oslonnej przez siatke steru¬ jaca* Istotne znaczenie posiada nastepnie symetrj* okladu, przyczem pierwszenstwo nalezy oddac wspólosiowej budowie sy¬ metrycznej przed budowa plaska. Pod tym wzgledem dopuszczalne sa pewne odchyle¬ nia, jezeli przy pewnym okreslonym zakre¬ sie zastosowania pozadany jest bardziej la¬ godny przebieg charakterystyki. W tym przypadku, jak to bedzie wyjasnione nizej, mimosrodowe umieszczenie siatki przyspie¬ szajacej wzgledem siatki sterujacej nie od¬ dzialywa dodatnio na stabilizacje katody regulacyjnej. Ze wzgledu na jednorodnosc strumienia elektronowego i ostrosc strefy najmniejszego potencjalu, potrzebnej do osiagniecia wiekszej czulosci rozrzadczej, ma znaczenie takze miejscowa jednorod¬ nosc czynnych elektrod siatkowych. Np. siatka sterujaca o duzych oczkach bylaby zupelnie nieodpowiednia ze wzgledu na powstajaca wówczas niejednorodnosc po¬ wierzchni potencjalu efektywnego.Wiadomo, ze czynny przecbwyt, osia¬ gniety zapomoca dwóch elektrod, lezacych jedna za druga, równy jest iloczynowi przechwytów dwóch siatek oddzielnych.Wedlug wynalazku uzyskuje sie moznosc otrzymania wymaganej wartosci przechwy tu zapomoca jednej elektrody takze dzieki umieszczeniu zamiast jednej tylko elektro¬ dy dwóch elektrod, lezacych bezposrednio jedna za druga i polaczonych ze soba przewodzaco. Polaczenie najlepiej jest wy¬ konac juz wewnatrz lampy, dzieki czemu dla kazdej pary elektrod potrzebny jest w trzonku tylko jeden przewód doprowadza¬ jacy i jeden trzpien wtyczkowy. Zaleznie od wymagan konstrukcyjnych polaczenie to moze byc wykonane badz w naczyniu, badz tez wewnatrz trzonka. W pewnych przy¬ padkach jest rzecza korzystna wykonac obie siatki w postaci uzwojenia nieprze¬ rwanego, ulozonego na dwóch powierzch¬ niach: Zatem kazdej z siatek, przynalez¬ nych do pary elektrod, mozna nadac znacz¬ nie wiekszy przecbwyt, a to w ctelu uzy¬ skania zadanej wartosci wypadkowej. Oko¬ licznosc ta wplywa korzystnie na pobiera¬ nie pradu przez tego rodzaju siatke po¬ dwójna. Wskutek wielokrotnego wspóldzia¬ lania ze soba obu czesci siatki pod wzgle¬ dem ich dzialania rozzzadczego oraz wsku¬ tek sumarycznego tylko zwiekszenia ogól¬ nej powierzchni suma powierzchni elektro- dówych, znajdujacych sie na drodze stru¬ mienia elektronowego, jest mniejsza od po¬ wierzchni jednej tylko siatki, posiadajacej taki sam przecbwyt efektywny. DlategS tez calkowite pobieranie pradu przez tego ro¬ dzaju elektrode podwójna jest mniejsze, dzieki czemu mozna otrzymac wiekszy prad wyladowania przy mniejszyth stratach.Pod wzgledem liczbowym i danych prze- chwytu tego rodzaju elektroda podwójna jest równoznaczna z elektroda jednost¬ kowa, Ogólnie biorac, oddzialywanie napiecia przyspieszajacego poprzez siatke zage¬ szczajaca na emisje, a zatem na zageszcze¬ nie elektronów odbywa sie w siatce D, — 4 —przycaem jest ono uzaleznione od odpo¬ wiedniego doboru napiecia siatki zageszcza¬ jacej D.Calkowita niezaleznosc gestosci pradu od szybkosci elektronów otrzyma sie, jezeli bedzie maly przechwyt siatki przyspiesza¬ jacej wzgledem katody. Jezeli nie da sie to osiagnac w pozadanej mierze zapomoca na¬ dania odpowiedniej wielkosci oczkom siatki D, wówczas do elektrycznego oddzielenia siatki D od siatki B moze sluzyc siatka oslonna T, jak to uwidoczniono w przykla¬ dzie wykonania, przedstawionym na fig. 3.Tej siatce rozdzielczej nadaje sie np. po¬ tencjal katody. Polaczenie to moze byc utworzone takze i wewnatrz lampy.Zasada katody pozornej moze byc za¬ stosowana w znanych typach lamp do wszelkich celów przez zastapienia zwyklej katody zarowej zespolem elektrod. W tym przypadku lampy beda posiadaly przynaj¬ mniej po trzy siatki. Kilka postaci takich lamp przedstawiono schematycznie na fig. 4—7.Fig. 4 przedstawia lampe z siatka osloona, w której litera A oznaczono ano¬ de, litera S — siatke oslonna, litera G — siatke sterujaca, litera B — siatke przy¬ spieszajaca, litera 27 — dalsza siatke i lite¬ ra K — katode. Przechwyt siatki oslomiej S zapomoca siatki sterujacej G na siatke przyspieszajaca B winien byc wedlug wy¬ nalazku mniejszy od 10%.Fig. 5 przedstawia odmiane lampy ekra¬ nowej wedlug fig. 4f w której miedzy siatka przyspieszajaca B a siatka D jest umie¬ szczona jeszcze siatka rozdzielcza T. W lampie, przedstawionej na fig. 6, litera A oznaczono anode, litera F — siatke chwy¬ tajaca, sluzaca do dlawienia emisji wtór¬ nej, litera S — siatke oslonna, litera B — siatke przyspieszajaca, litera D — siatke, regulujaca gestosc pradu, i litera K ¦— ka¬ tode.Fig. 7 przedstawia dalsze rozwiniecie tego ukladu elektrod zapomoca wprowa¬ dzenia siatki rozdzielczej T miedzy elek¬ trody B i Z.We wszystkich przypadkach, ze wzgle¬ du na osiagniecie korzystnych warunków {Mracy, jest rzecza wazna, aby przechwyt zapomoca elektrody, zastosowanej kazdo¬ razowo jako siatka sterujaca, wynosil mniej niz 10% w stosunku do przechwytu elek¬ trod, lezacych wpoblizu i po obu stronach siatki sterujacej.Zaleznie od okolicznosci moze byc rze¬ cza korzystna niweczenie ladunku prze¬ strzennego oraz stosowanie nizszych napiec na siatce przyspieszajacej. Wedlug wyna¬ lazku lampe zaleca sie wypelnic gazem naj¬ lepiej o cisnieniu, lezacem w granicach od 10'Vdo lO4 mm slupa rteci Przy ksztalto¬ waniu, a zwlaszcza przy doborze odleglosci miedzy katoda, siatka sterujaca a anoda, nalezy dbac o to, aby znaczniejsza joniza¬ cja, usuwajaca ladunki przestrzenne, naste¬ powala tylko wpoblizu katody zarowej. Ze wzgledu na zmniejszenie promieniowania cieplnego w przestrzeni rozrzadczej, co wplywa korzystnie na jonizacje w tej prze¬ strzeni oraz ze wzgledów ekonomji ciepl¬ nej, jest rzecza korzystna, aby katoda by¬ la otoczona otulina. Wedlug wynalazku badz siatke Df sluzaca do regulowania ge¬ stosci pradu, badz tez elektrode przyspie¬ szajaca B mozna wykonac tak, aby dziala¬ la ona jednoczesnie jako izolator cieplny katody. Potencjaly pozostalych elektrod moga byc mniejsze od napiecia jonizujace- go, dzieki czemu jony nie moga tworzyc sie nazewnatrz przestrzeni katodowej. Jednak napiecie anodowe mozna zwiekszyc w zna¬ ny sposób tak, aby bylo wyzsze od napie¬ cia jonizacyjnego. W tym przypadku odle¬ glosc anody od siatki sasiedniej i scianki szklanej nalezy dobrac tak mala, aby unie¬ mozliwic tworzenie sie jonów wpoblizu anody.Tego rodzaju postac wykonania wyna¬ lazku przedstawiono na fig. 8. Cyfra 2 o- znaczono tu katode zarowa, nagrzewana — 5 —zapomoca wlókna grzejnego, 1, cyfra 3 — elektrode, która, bedac izolatorem ciepl¬ nym, sluzy jednoczesnie do jonizowania ga¬ zu oraz do regulowania gestosci elektro¬ nów, cyfra 4 -r- siatke pomocnicza, okresla¬ jaca szybkosc wyjsciowa elektronów, cyfra 5 — wlasciwa siatke sterujaca, cyfra 6 — anode i cyfra 7 — szklana scianke, przyle¬ gajaca bezposrednio do anody. Napiecie siatki 4, regulujacej szybkosc elektronów, jest nizsze od napiecia jonizacyjnego gazu, przyczem odleglosc miedzy siatka a anoda jest mniejsza od wolnej dlugosci drogi elek¬ tronów przy uzytern cisnieniu gazu.Otrzymuje sie równiez moznosc zasto¬ sowania lamp, pracujacych z katoda po¬ zorna, w roli magnetronu przy rozrzadza¬ niu strumienia elektronowego zapomoca pola magnetycznego. Magnetyczne linje sil przebiegaja przytern równolegle do podluz¬ nej osi ukladu elektrod, np. równolegle do katody. W tym przypadku jest rzecza ko¬ rzystna elektrody wykonac z materjalu dianiagnetycznego lub tez przynajmniej anode podzielic pierscieniowo zapomoca szczelin, przebiegajacych prostopadle do kierunku pola/ Katoda pozorna jest zdefinjowana jako powierzchnia ekwipotencjalna o potencjale zerowym, to jest innemi slowy, ze elektro¬ ny posiadaja tam szybkosc zerowa i moga poruszac sie zarówno w kierunku ku ano¬ dzie, jak w kierunku odwrotnym, to jest ku zródlu emisji. Otrzymuje sie zatem moz¬ nosc wahania sie elektronów wzgledem po¬ wierzchni najmniejszego potencjalu, co jest znane juz z dziel Barkhausen'a i Kurz'a np. jako drgania elektronów. W wiekszosci przypadków tego rodzaju chwiejnosc jest jednak niepozadana i daje sie usunac za¬ pomoca polaczenia siatki przyspieszajacej z katoda przy pomocy oporów dlawiacych, jakiemi sa np. kondensatory ze stratami.Wedlug wynalazku tego rodzaju srodki do dlawienia szybkosci sa juz stosowane we¬ wnatrz lamp i laczone na stale z odnosnemi elektrodami. W tym samym celu przechwyt przez siatke, lezaca najblizej katody, moz¬ na dobrac odpowiednio duzy i nieco wiek¬ szy od 10%.Rozprzestrzenianie sie wahan elektro¬ nów wewnatrz siatki przyspieszajacej jest niemozliwe takze i wtedy, gdy elektrony podczas cofania sie od katody pozornej moga dochodzic nie do zródla emisji, lecz jedynie do siatki przyspieszajacej. W tym przypadku nalezy wykonac male oczka siatki przyspieszajacej, a przechwyt tej siatki uczynic mniejszy od 5%.Powstawaniu drgan naokolo katody po¬ zornej, powodowanych wahaniami elektro¬ nów, mozna zapobiec dzieki niesymetrycz¬ nej budowie lampy, umieszczajac np. siatke sterujaca asymetrycznie wzgledem siatki przyspieszajacej. W tym przypadku punk¬ ty zwrotne elektronów, lezac niesymetrycz¬ nie wzgledem zródla emisyjnego, powoduja wahania o róznej czestotliwosci i róznych fazach w róznych miejscach obwodu, dzieki czemu uniemozliwione zostaje wzbudzanie sie drgan ladunku przestrzennego we¬ wnatrz siatki przyspieszajacej. Jak zazna¬ czono juz wyzej, tego rodzaju asymetrja w budowie elektrod daje sie zastosowac je¬ dynie pod warunkiem, ze zostanie uwzgled¬ niona zamierzona stromosc charaktery¬ styki. PL