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"PERFECTIONNEMENTS AUX VALVES AMPLIFICATRICES ELECTRONIQUES"
Faisant l'objetd'une première demande de brevet déposée en GRANDE-BRETAGNE, le 4 juillet 1932 sous le N 18.890, aux noms de la Société susdite et de MM. Noel MEYER RUST et George FAIRBURN BRETT, dont la susdite Société est l'ayant-droit.
La présente invention se rapporte à des valves électro- niques amplificatrices ayant pour objet principal une valve thermoionique dans laquelle les effets indésirables de "self capacité' entre les électrodes d'entrée et de sortie sont grandement réduits ou substantiellement éliminés.
La valve dénommée à grille-écran est d'une construction de valve bien connue dans laquelle les effets de capacité indé- sirables sont largement réduits par l'existence d'un écran élec-
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trostatique s'être l'anode et la grille de contrôle de la valve, mais il a été trouvé que, même avec cette construction de val- ve, il existe quelque =self capacité entre l'anode et la grille .le contrôle, et la présente invention permet d'établir une construction ..le valve dans laquelle une telle self capacité peu'.. être .'équité même au-dessous de celle obtenue dans une valve a grille-écran.
Conformement à cette invention, une valve amplificatrice comprend une anode, une cathode, une électrode de contrôle placée relativement près de la dite cathode et un écran ou élec- trode-écran placé relativement prés des deux électrodes men- tionnées en dernier lieu pour servir d'écran entre l'électrode de contrôle et l'anode, l'électrode servant d'écran étant dispo- sée de telle sorte qu'elle permet uniquement à un faisceau étroit d'électrons de traverser la dite électrode-écran et d'atteindre l'anode.
L'invention est illustrée par le dessin annexé dans le- quel les Figures 1 et 2 sont des coupes schomatiques verticales mutuellement, perpendiculaires, et la Fig. 3 une vue schématique en plan, aune plus grande échelle (négligeant l'électrode collectrice et regardant à travers l'écran ou électrode-écran comme si il ou elle était transparente), d'une forme de cons- truction, et la Fig. 4 est une section schématique en éléva- tion d'une variante.
Comme montré aux Figures 1 à 3, une valve thermoionique comprend une anode P collectrice d'électrons, une cathode F ayant la forme d'un filament linéaire et une électrode de contrôle G ayant la forme d'une électrode dénommée de Wehnelt et entourant le filament linéaire. Une anode accélératrice A qui agit également comme un écran ou électrode-écran est pla- cée en regard de la structure comprenant le filament F et
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l'électrode de Wehnelt, cette anode accélératrice étant de la forme d'une plaque ayant un trou ou ouverture A1 et placée à une petite distance de l'extrémité libre de l'électrode de Wehnelt et évidemment du côté de celle-ci située vers l'anode collectrice P.
L'anode collectrice P est montée à l'autre extrémité de l'enveloppe E de la valve et tout l'arrangement est tel qu'une ligne tirée du point milieu du filament pour passer par le centre de l'ouverture de l'anode accélératrice et dans une direction à angles droits de cette anode passera au centre de l'anode collectrice. Un potentiel positif fixe est appliqué à l'anode accélératrice et les potentiels de contrôle sont appliqués à l'électrode de Wehnelt qui agit à la fois comme une électrode électrostatique de concentration et comme une électrode de contrôle. Il a été trouvé que si les élec- trodes sont placées convenablement et si des potentiels con- venables leur sont appliqués, un faisceau concentré d'élec- trons de plusieurs milliampères comme valeuri peut être obtenu et capté à l'anode collectrice.
Il n'est pas nécessaire de prévoir un remplissage gazeux quelconque dans le but d'obtenir la concentration puisque celle-ci peut être accomplie d'une façon purement électrostatique au moyen de l'électrode de Wehnelt. L'anode accélératrice A est chargée, comme il a été exposé ci-dessus, à un potentiel élevé fixe et si son ouver- ture est de dimensions convenables, le courant parvenant à la dite anode accélératrice sera très petit ou négligeable com- paré avec celui arrivant à l'anode collectrice.
Il a également été trouvé qu'à l'aide de cette construction, le nombre d'élec- trons atteignant l'anode collectrice variera d'une façon consi- dérable dans certaines limites de potentiels négatifs appliqués à l'électrode de Wehnelt, et en fonction de ces potentiels, la forme du faisceau d'électrons restant pratiquement invariable.
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Grâce au potentiel fixe appliqué a l'anode accélératrice A, l'anode collectrice P est pratiquement entièrement séparée par écran de l'électrode de Wehnelt G, tandis que, grâce à la concentration du faisceau, la séparation entra la dite anode collectrice et la dite électrode G peut être faite relative- ment grande et les dimensions de la dite anode relativement petites, réduisant ainsi davantage les effets de c apacité.
L'électrode G et l'anode collectrice P peuvent donc être consi- dérées comme des éléments à faible capacité pouvant être subs- titués à la grille de contrôle et à l'anode d'une valve ther- moionique ordinaire du type normal,
En pratique, l'anode collectrice est maintenue approxima- tivement au même potentiel que l'anode accélératrice,et ce qui a pour effet qu'il n'existe pas de grande force électromotrice antagoniste pour empêcher l'échappement des électrons secon- daires de l'anode collectrice. Une façon d'éviter cette dif- ficulté, applicable par exemple dans le cas où l'électrode est une simple plaque, est illustrée par la Fig. 4 et consiste à prévoir une électrode grille S, maintenue approximativement au potentiel de cathode, exactement en face de l'anode collec- trice P.
Cette électrode servira en outre d'écran entre l'élec- trode de contrôle et l'anode collectrice.
Une autre façon (non représentée) d'éviter la dite dif- ficulté consiste à prévoir exactement en face de l'anode accé- lératrice une autre électrode en forme de plaque, ayant une ouverture correspondant à celle prévue dans la dite anode accélératrice, cette électrode étant maintenue à un potentiel nul ou de quelque valeur faible de façon à engendrer un champ retardateur à l'anode collectrice. Un troisième procédé con- siste à donner une forme spéciale à l'anode collectrice. Etant donnée la nature concentrée du faisceau d'électrons, l'électrode
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collectrice peut être faite de la forme d'une boite presque entièrement fermée ayant une ouverture ou fente s'ouvrant dans la face en regard de la cathode, cette ouverture ou fente étant suffisamment large pour admettre le faisceau d'électrons.
Avec cette construction de l'anode collectrice, l'intérieur de celle-ci sera si efficacement séparé par écran de l'anode accélératrice que seulement une petite ou négligeable propor- tion d'électrons secondaires pourra s'échapper. Cette cons- truction en forme de boite peut prendre n'importe quelle de plusieurs forme différentes, mais du point de vue de l'obtenu tion de la plus basse capacité entre électrodes, aussi bien que dans le but dé réduire les effets des petits champs de disper- sion de l'anode accélératrice, le mode d'exécution préféré présente, comme montrépans les Figures 1 à 3, une structure tubulaire plate, approximativement elliptique, ressemblant d'une façon générale à l'électrode de Wehnelt, l'extrémité de l'anode, éloignée de cette électrode,
étant fermée et l'anode tubulaire étant naturellement approximativement coaxiale à la dite électrode de Wehnelt. Afin de réduire davantage encore l'échappement des électrons secondaires, l'extrémité ouverte de l'électrode collectrice tubulaire peut être ouverte ou fermée par une grille ou filet à mailles ouvertes (non représen- té).
On peut constater que la disposition qui vient d'être décrite donne ce qui peut être appelé une nappe d'électrons et est ainsi convenable pour l'emploi dans des cas où des cou- rants intenses de haute concentration sont désirés. Là où des courants considérables ne sont pas désirés, la nappe mention- née ci-dessus peut être remplacée par un "jet" d'électrons, c'est-à-dire que le faisceau d'électrons peut, en section transversale, se rapprocher d'un point plutôt que d'une ligne.
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Pour obtenir ce résultat, il est nécessaire de modifier la construction antérieurement décrite : en remplaçant l'électrode linéaire formant une source d'électrons se rapprochant d'une ligne, par une cathode ou filament en forme d'épingle à cheveux constituant une source d'électrons ayant approximativement la forme d'un point ; ensubstituant à l'électrode de Wehnelt de forme aplatie avec sa plus grande dirons ion parallèle à la ligne du filament, un simple cylindre de Wehnelt, en prévoyant une ouverture ronde ordinaire, au lieu d'une fente, dans l'ano- de accélératrice et en donnant à l'anode et/ou aux autres élec- trodes (s'il en est) une forme permettant de les adapter en vue de coopérer à la formation du faisceau d'électrons en forme de jet.
Pour la plupart des applications, le mode de construction préféré de l'objet de l'invention est celui montré dans les Fig. 1 à 3 et comprenant une enceinte vide d'air comportant à une extrémité une anode collectrice tubulaire plate, telle qu'elle est représentée dans les Fig. 1 et 2, dont l'axe est si- tué dans celui de l'enceinte, cette anode étant fermée à l'ex- trémité éloignée de la cathode et ouverte (ou fermée par un système de mailles en forme de grille) à l'autre extrémité.
La connexion à l'anode collectrice passe à travers l'extrémité adjacente de l'enceinte. A l'autre extrémité, c'est-à-dire au bossage de traversée de l'enceinte se trouve un système d'élec- trodes consistant en un filament linéaire s'étendant à angles droits de l'axe de l'enveloppe, une électrode de Wehnelt de forme aplatie, entourant le dit filament, et une anode accélé- ratrice exactement en face de la dite électrode de Wehnelt, la dite anode accélératrice ayant une ouverture en forme de fente parallèle à, et correspondant à : la longueur du fila... ment ; la plus grande des deux dimensions de l'électrode de
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Wehnelt qui sont à angle droit de l'axe de l'enceinte; et la plus grande des deux dimensions de l'anode collectrice qui sont à angles droits de l'axe de l'enceinte.
Les connexions à l'électrode de contrôle du filament et à l'anode accélératrice sont passées à travers le bossage de traversée qui est en conséquence muni de quatre traversées.
Les dimensions des électrodes ne sont pas critiques, mais les suivantes ont donné de bons résultats :
Eilament: 5 mm. de long.
Anode accélératrice : une plaque rectangulaire de 10 mm. x 3 mm. ayant une ouverture de 3 à
5 mm: de long. et de 1 mm. de lar- geur.
Anode collectrice : un cylindre aplati ou tube de sec- tion rectangulaire ayant,une dimen- sion de la section de 5 a 10 mm. et l'autre de 2 à 3 mm., la longueur du tube étant de 10 à 15 mm.
Les résultats suivants ont été obtenus : potentiel appli- qué aux anodes collectrices et accélératrices 150 -300 volts.
Potentiels appliqués à l'électrode de contrôle : la - 30 volts négatifs.
Courant à l'anode collectrice : 3 - 5 ma.
Variation du courant à l'anode collectrice par volt de variation à l'électrode de contrôle : 0,2 - 0,3 ma.
REVENDICATIONS.
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