AT221190B - Glimmentladungsröhre - Google Patents

Description

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  Glimmentladungsröhre   Die Erfindung betrifft eine Glimmentladungsröhre, insbesondere eine Spannungsstabilisierröhre, deren die Entladungsstrecke umgebende Wand mit einer sichtbaren Schicht des Kathodenmaterials bedeckt ist. 



  Es sind bereits Glimmentladungsröhren bekannt, deren Kathode aus einem Metall mit einem höheren Schmelzpunkt als 14000C besteht und deren die Entladungsstrecke umgebende Wandung nahezu völlig mit einer sichtbaren Schicht eines solchen Metalls bedeckt ist. 



  Spannungsstabilisierröhren dieser Art haben während ihrer Lebensdauer eine solche konstante Brennspannung, dass sie als Spannungsnormale verwendbar sind, und diese Röhren werden daher mit dem Namen "Spannungsbezugsröhren" bezeichnet.    
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    auf,2 - 3 %   betragen können. 



   Es wurde bereits vorgeschlagen, in einer Röhre der oben erwähnten Art die Kathode nicht aus einem Metall mit einem höheren Schmelzpunkt als 14000C herzustellen, sondern hiefür eine   einkristallinische   Germaniumplatte zu wählen, deren Oberfläche parallel zu den   (l, l, l)   Kristallflächen ist. 



   Es hat sich ergeben, dass Röhren mit einer solchen Kathode eine ausserordentlich konstante Brennspannung aufweisen und auch die Zündspannung eine besonders hohe Konstanz hat. Bei diesen Röhren ist auf der die Entladungsstrecke umgebenden Wandung eine sichtbare Schicht zerstäubten Germaniums vorhanden. 



   Die Erfindung bezweckt, die Gruppe von Halbleitermaterialien, die in dieser Röhrenart als Kathode verwendbar sind, zu erweitern. 



   Nach der Erfindung besteht in einer Glimmentladungsröhre, deren Wand mit einer sichtbaren Schicht des Kathodenmaterials bedeckt ist, die Kathode aus einem Germanium-Einkristall, dessen Oberfläche parallel zu den (1, 1, 0) Kristallflächen ist, oder aus einer einkristalltnischen   n-oder p-leitenden Silizium-   platte, deren Oberfläche parallel zu den (1, 1, 1), den (1, 1, 0) oder den (1, 0,0) Kristallflächen ist. 



   Daraus ist ersichtlich, dass ausser mit Germaniumkathoden, deren Oberfläche parallel zu den (1, 1, 1) Kristallflächen ist, auch mit Germaniumkathoden, deren Oberfläche parallel zu den (1,   1,   0) Flächen ist, gut konstante Brennspannungen erzielbar sind. 



   Weiter ergibt sich, dass für aus einkristallinischem Silizium hergestellte Kathoden gilt, dass sowohl für 
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 reicht werden können. 



   Die oben erwähnte Kristallrichtung für Germanium und die drei erwähnten Richtungen für Silizium entsprechen also insbesondere dem Bestreben der Erfindung, nämlich Kathodenmaterial zu schaffen, welches eine konstante Brennspannung ermöglicht. 



   Silizium hat noch den besonderen Vorteil gegenüber Germanium, dass der bei diesen Materialien auftretende Kathodentemperatureffekt bei Silizium etwa 20 Mal kleiner ist als für Germanium. Dieser Effekt besteht darin, dass bei Änderung der Temperatur der Entladungsröhre nicht nur eine Änderung der Brennspannung auftritt, welche auf die geänderte   Dichtheitsverteilung   zurückzuführen ist und innerhalb weniger Sekunden ihren Gleichgewichtszustand erreicht, sondern auch ein allmählicher Rückgang der Brennspannung in einigen Stunden bis auf einen Endwert auftritt, der vermutlich auf eingeschossene Edelgasionen   zurückzuführen   ist. 

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   Die Ergebnisse für Germanium gelten sowohl für vollkommen reines Germanium, also ausschliesslich mit   Eigenleitung,   als auch für Germanium, welches durch Zusätze n-oder p-leitend gemacht ist. Wegen des hohen Widerstandes von eigenleitendem Silizium ist dieses praktisch nur in n-oder p-leitendem Zu- stand verwendbar. 



  Die Erfindung wird an Hand der eine Glimmentladungsröhre nach der Erfindung darstellenden Zeich- nung näher erläutert. 



   Die Figur zeigt den   Glasboden l   der Röhre mit Durchführungsstiften 2. Mit 3 ist ein auf dem Boden ruhender Quarzzylinder bezeichnet. Die Kathodenplatte 4 besteht aus einem einkristallinischen Germa- nium oder Silizium. Die Platte 4 wird von zwei kräftigen Molybdänfedem 5, welche an Durchführungs- stiften festgeschweisst sind, auf den Zylinder 3 gedruckt. Die Hauptanode besteht aus einer Molybdän- platte 6 und die Hilfsanode aus einem Molybdänblock 7. Seitlich im   Quarzzylinder befinden sich Öff-   nungen 8. Der Röhrenkolben ist mit 9 bezeichnet. 



   Bei einer Gasfüllung von Neon mit einem Druck von 40 mm Quecksilbersäule wurden im Bereich des normalen Kathodenfalls Brennspannungen in Volt erzielt, wie in nachstehender Tabelle verzeichnet. 
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<tb> 



  Kathode <SEP> Kristallrichtungen <SEP> Mehrkristal11nisch
<tb> (1 <SEP> 0, <SEP> 0) <SEP> (1, <SEP> 1, <SEP> 0) <SEP> (1, <SEP> 1, <SEP> 1) <SEP> 
<tb> Ge <SEP> 132 <SEP> 129, <SEP> 8 <SEP> 131, <SEP> 0
<tb> Si <SEP> 134.5 <SEP> 134.0 <SEP> 133,4 <SEP> 137
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 lig konstant ist. Dies kann vielleicht auf Grund des Umstandes erklärt werden, dass bei der starken Zerstäubung beim Formieren der Röhre andere Kristallflächen selektiv auftreten, so dass die Kathodenfläche unregelmässig wird. 



   Im Zusammenhang mit den oben angegebenen Werten für den normalen Kathodenfall bei den verschiedenen Kristallrichtungen von Germanium und Silizium ist es nützlich, auf den Umstand hinzuweisen, dass für mehrkristallinische Materialien die Regel gilt, dass der normale Kathodenfall der Austrittsarbeit proportional ist. Für Germanium und Silizium ist die Austrittsarbeit der drei oben angegebenen Kristallflächen bekannt und in nachstehender Tabelle in eV verzeichnet. 
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<tb> 
<tb> 



  Kristallrichtungen
<tb> (1, <SEP> 0, <SEP> 0) <SEP> (1, <SEP> 1, <SEP> 0) <SEP> {1, <SEP> 1, <SEP> 1) <SEP> 
<tb> Ge <SEP> 4,77 <SEP> 4,78 <SEP> 4, <SEP> 79
<tb> Si <SEP> 4,92 <SEP> 4,89 <SEP> 4,77
<tb> 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Glimmentladungsröhre, deren die Entladungsstrecke umgebende Wand mit einer sichtbaren Schicht des Kathodenwerkstoffes bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode aus einem GermaniumEinkristall, dessen Oberfläche parallel zu den (1,1, 0) Kristallflächen ist, besteht, oder aus einer einkri- EMI2.4