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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS A DECHARGES ELECTRONIQUES.
La présente invention se rapporte à des dispositifs à dé- charge électronique, et plus particulièrement à la construction de redresseurs du type diode de dimensions réduites.
En plus de leur emploi comme détecteurs et comme chargeurs de fréquences, les éléments de circuit non linéaires du type diode trouvent un large champ d'emploi. Par exemple, ils sont très uti- lisés dans les circuits commandés par impulsions, dans les appareils de télévision ou autres appareils analogues, et dans les redres- , seurs du type diode, de manière à obtenir une limitation de voltage, un rétablissement du courant continu, etc...Comme détecteur à haute fréquence, les redresseurs à cristaux ont été très utilisés dans la transmission des micro-ondes, principalement du fait de leur faible capacité entre électrodes. A cause de leur faibles dimen- sions, ces redresseurs sont aussi employés dans d'autres types de circuits, où la réduction d'espace et la facilité sont
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importants.
Cependant dans certains cas, par suite de leur ré- sistance inverse définie, ces redresseurs ne sont pas aussi effi- caces que les diodes thermoioniques. On recherche donc beaucoup les diodes thermoioniques de dimensions réellement faibles, qui peuvent être utilisées dans le câblage des circuits. De plus, une telle diode doit être d'un prix de revient réduit. Le but de la présente invention est donc de réaliser une diode thermoionique répondant à ces conditions.
Le problème principal à résoudre dans le cas considéré est d'abord la construction de l'enveloppe, ensuite l'emplacement dans cette enveloppe de la cathode chauffée indirectement, et troisiè- mement la réalisation d'arrangements du getter. On a déjà pro- posé de réaliser une diode à décharge électrique remplie de gaz, de dimensions réduites, et du type à cathode froide, en construi- sant l'enveloppe au moyen d'une longueur de tube métallique, en scellant une des extrémités avec une pièce en verre portant un fil pour la deuxième électrode, et en utilisant l'autre extrémité du tube comme un moyen à faire le vide ou pour le remplissage du gaz.
Après cette opération, la tubulure est soudée de manière à complé- ter le scellement hermétique de l'appareil. On a aussi proposé de prévoir une petite masse de matière isolante additionnelle ou perle pour supporter ledit fil d'électrode à l'intérieur du tube.
La présente invention utilise cette construction d'enveloppe, et prévoit par suite un dispositif à décharge électronique comprenant une enveloppe métallique tubulaire, entourant une cathode thermo- ionique, et dans lequel l'anode est hermétiquement scellée à une extrémité par une pièce de matière isolante, et comprimée à l'autre extrémité qui doit être hermétiquement fermée après que le vide a été réalisé, les conducteurs de cathode étant scellés à travers ladite masse isolante ou perle.
Suivant un autre aspect de l'invention, on a prévu un dis- positif à décharge électronique comprenant en combinaison : une
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anode métallique tubulaire ; cathode chauffée indirectement et supportée dans ladite anode ; moyens maintenant ladite cathode dans ladite anode ; des conducteurs scellés à travers la mas- se ou perle vitreuse hermétiquement fermée à une des extrémités du tube, dont l'autre extrémité est soudée pour compléter l'enve- loppe.
Non seulement les faibles dimensions exigées empêche l'em- ploi d'arrangements ordinaires dans lesquels un getter est produit après le scellement de l'enveloppe, mais l'emploi d'une enveloppe métallique empêche aussi de traiter le getter par des moyens or- dinaires de courant à haute fréquence. Par suite on a proposé d'u- tiliser un getter chauffé continuellement, comme par exemple un getter au zirconium, qui peut être arrangé de manière à éviter la contamination de la cathode active.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tube à décharge électronique décrit comprend : une anode constituant l'enveloppe tubulaire de l'appareil; une cathode chauffée indirec- tement et comprenant un manchon cathodique entourant un getter et un dispositif chauffeur pour la cathode, ladite enveloppe étant fermée à une extrémité par un scellement en verre, et à l'autre extrémité par la fermeture d'une tubulure faisant corps avec l'a- node et servant à faire le vide ; conducteurs vers ladite catho- de et vers le chauffeur qui sont scellés à travers le verre ; des isolateurs maintenant en place ledit manchon cathodique dans l'anode.
L'invention est mieux comprise de la description suivante basée sur le dessin ci-joint. Sur celui-ci : la figure 1 montre, en section et à une échelle agrandie, une des formes de réalisation de l'invention; la figure 2 montre en plan et en élévation un man- chon de cathode maintenant l'isolateur; la figure 3 est une vue en plan et en section d'une autre forme d'isolateur; les figures 4, 5 et 6 sont des types de chauffeurs pouvant être employés dans
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le dispositif ; la figure 7 est un autre type d'arrangement du getter.
Dans la forme de réalisation montrée fig.l, l'anode 1 est constituée par un tube en cuivre. A une extrémité de ce tube, un évasement est prévu auquel est scellé une petite masse ou perle en verre 3, tandis qu'à l'autre extrémité du tube est prévue une rainure 4. Au dela de cette rainure, le tube anode forme une tu- bulure 5 pour faire le vide, cette tubulure étant finalement scel- lée en 6 de manière à constituer un joint hermétique.
L'anode 1 entoure une cathode chauffée indirectement, la- quelle comprend un manchon en nickel 7 supporté par deux isolateurs 8 et 9 ayant la forme de bouchons en céramique. Afin de réduire l'effet de capacité cathode-anode, il est préférable que ces bou- chons présentent une forme triangulaire avec coins arrondis qui portent contre la paroi de l'anode, et une partie aussi de forme triangulaire destinée à recevoir les conducteurs de la cathode.
On a cependant trouvé que des bouchons de forme circulaire sont possibles au point de vue de la capacité et sont à présent pré- parés en vue des tolérances possibles. Dans la réalisation montrée fig.l des bouchons circulaires sont montrés en 8 et 9, leur forme étant mieux représentée sur la fig.2. On peut voir que l'isolateur a la forme d'un disque ayant une saillie conique sur une face et une encoche en forme de V et désigné par le chiffre de référence 10, permettant le passage des conducteurs de la cathode et du chauffeur, ainsi qu'une communication entre l'orifice 5 et le reste de l'enveloppe. Alternativement, ainsi qu'il est montré sur la fig.3, un isolateur en forme de coupe peut être employé.
Cet iso- lateur est constitué par un cylindre creux en partie fermé à une extrémité 11 et ayant une partie enlevée sur une des faces d'un plan parallèle avec l'axe du cylindre, ainsi qu'il est montré en 12.
Les isolateurs sont introduits dans le tube 1, l'isolateur supérieur 8 étant placé contre le rebord 4 et étant maintenu par
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le manchon 7 qui s'appuye sur la saillie conique de l'isolateur.
L'isolateur inférieur 9 repose à l'intérieur du manchon 7. On a trouvé que pour que l'appareil ne soit point soumis à de sérieuses vibrations, l'isolateur 9 doit être maintenu en position par frot- tement contre la paroi du tube 1 et par l'action des conducteurs de la cathode et du chauffeur. Si un emplacement plus précis est requis, cela peut être réalisé en serrant légèrement sur le tube anodique 1 en 13. Alternativement, ou en plus, le tube peut être accroché dans la rainure 10.
La partie extérieure du manchon 7 est recouverte d'une ma- tière émettrice d'électrons convenable, tandis que dans l'intérieur du manchon sont placés un chauffeur et un getter. Dans la forme de réalisation montrée fig.l ce getter comprend un fil 14 recou- vert de zirconium soudé au manchon de la cathode à sa partie infé- rieur, et formant une queue pour le manchon. Le chauffeur 15 pré- voit non seulement une chaleur suffisante pour l'émission thermio- nique de la cathode 7, mais permet aussi au getter de fonctionner à une température favorable pour l'absorption des gaz résiduels.
D'autres métaux que le zirconium, comme par exemple le tantalium, peuvent être employés, et l'expression "genre zirconium" veut signifier toutes substances qui chauffée à une température de 400 à 1100 centigrades sert à absorber les gaz résiduels.
Dans la forme de réalisation montrée fig.l, le chauffeur 15 est du genre indiqué fig.4 et comprend un fil isolé enroulé en hélice qui est plié sur lui-même en retour. Cette hélice est sem- blable au genre utilisé dans les lampes électriques. Une autre forme d'hélice est indiquée sur la fig.5, tandis qu'un chauffeur du type en faisceau est montré sur la fig. 6. Dans tous les cas, le chauffeur peut être inséré à l'intérieur du manchon cathodique, et maintenu en position en vertu de sa propre élasticité, ainsi que par le support de son propre conducteur, sans qu'il soit né- cessaire de le souder dans le tube.
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Dans l'arrangement du chauffeur et du getter montré fig.7, l'hélice 16 entoure un fil 15 recouvert de zirconium, l'ensemble étant cimenté à l'intérieur du tube 7 au moyen d'un ciment isolant tel que de l'alumina. L'ensemble de' l'hélice de chauffage 16 et du getter 17 peuvent être cimentés ensemble par un produit isolant de manière à former un corps rigide qui peut ensuite être glissé à l'intérieur du manchon 7.
Dans le cas de l'assemblage montré fig. 7, un prolongement cathodique additionnel sera nécessaire pour faire contact avec les manchons 7. Les conducteurs dé l'électrode, dans le cas mon- tré fig.l, passent à travers l'encoche 10 de l'isolateur, ou dans le cas d'un isolateur, tel que montré fig. 3, à travers l'espace laissé libre par la partie découpée 12. Les fils de chauffe et les fils cathodiques sont soudés aux tiges 18 scellées dans la mas- se ou perle 3.
Une forme de réalisation telle que montrée fig.l (qui est approximativement représentée à l'échelle) possède un diamètre d'anode de 0,254 cms. et une longueur entre le sommet 6 de la tu- bulure 5 et la partie inférieure de la perle 3 d'environ 2,44 cms.
Différentes modifications de l'assemblage de l'électrode intérieure peuvent évidemment être imaginées. Dans plusieurs cas il y a a- vantage de connecter une extrémité du chauffeur de cathode au man- chon de manière à économiser un des conducteurs extérieurs. D'au- tres arrangements sont aussi possibles pour sceller les conduc- teurs et l'enveloppe. Par exemple les fils conducteurs peuvent être munis chacun d'un manchon en verre, et ces manchons peuvent être scellés l'un à l'autre, ainsi qu'au tube anodique au moyen d'un émail à faible point de fusion, de manière à constituer le conducteur isolant 3. Pour permettre un scellement satisfaisant, l'extrémité du tube anodique est de préférence évasé comme montré en 2 fig.l et peut être préparé avant l'assemblage.
Au lieu de prévoir des fils getters 14 (fig.l) et 17 (fig. 7), l'intérieur du
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manchon cathodique peut être recouvert d'une matière telle que du zirconium ou autre matière pouvant être mélangée avec un ciment qui retient le chauffeur en position.
Dans la fabrication, les anodes sont découpées d'un long tube et recouvertes avec une pâte à souder au point de scellement, de manière que cette partie est automatiquement étamée au moment voulu. Cela évite de devoir nettoyer l'anode avant la soudure d'un conducteur d'amenée d'anode. Si on le désire, le tube anodique peut être finalement recouvert avec un plastique ou autres substan- ces isolantes.