Elektrische Entladungsröhre. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre.
Beim Betrieb elektrischer Entladungs röhren kommt es häufig vor, dass Elektronen, die von der Kathode zu der Anode gehen, nicht die Anode, sondern, an ihr entlang gehend, die Glaswand erreichen. Es ist bei Verwendung von Draht- oder Geflechtano- den auch möglich, dass Elektronen durch die Anode hindurchgehen und gleichfalls die Glaswand erreichen.
Abgesehen von der Tat sache, dass sich infolgedessen die Glaswand der Röhre aufladen kann, was erhebliche Übelstände mit sich bringen und in gewis sen Fällen sogar einen unbefriedigenden Be trieb der Röhre herbeiführen kann, ist es auch möglich, dass, infolge des Umstandes, dass die durch die Anode hindurch oder ihr entlang eilenden Elektronen mit grosser Ge schwindigkeit auf die Röhrenwand auftref fen, aus letzterer sekundäre Elektronen aus gelöst werden. Es hat sieh herausgestellt, dass infolgedessen insbesondere bei Ent- ladungsröhren, die zur Verstärkung elektri scher Schwingungen benutzt werden, grosse Übelstände auftreten.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Bau <B>i</B> art der Röhre zu schaffen, bei der diese Nachteile ganz vermieden werden. Die Wand einer elektrischen Entladungsröhre, die sich insbesondere zur Verstärkung elek trischer Schwingungen eignet, ist zu diesem Zweck erfindungsgemäss mit einer Schicht eines Stoffes mit inhomogener, das heisst rauher oder poröser Oberfläche überzogen.
Wir haben gefunden, dass durch diesen Überzug eine wesentliche Herabsetzung der Anzahl der aus der Wand ausgelösten sekun dären Elektronen und damit eine nahezu vollkommene Beseitigung der Übelstände er reicht wird, die bisher bei Röhren, insbeson dere bei Verstärkerröhren, auftraten und die wahrscheinlich auf diese sekundäre Emission zurückzuführen sind.
Obwohl die durch die Erfindung beab sichtigte Wirkung bereits erhalten wird, wenn die Glaswand der Röhre mit einem Stoff mit rauher oder poröser Oberfläche überzogen ist, wird noch ein zusätzlicher Vorteil erhalten, wenn Stoffe verwendet werden, die für sich ein sehr geringes Sekundärelektronen-Emissionsvermögen be sitzen. Es ist vorteilhaft, Schichten zu ver wenden, die aus feinzerteiltem Kohlenstoff, Aluminiumoxyd oder dergleichen bestehen.
Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind teil weise geschnittene Ansichten eines Ausfüh rungsbeispiels einer erfindungsgemässen Ent ladungsröhre.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Röhre ,aus einem Glaskolben 1, dessen Innenwand teilweise mit einer dün nen Schicht 2 versehen ist, die aus einem Stoff mit einer rauhen oder porösen Ober fläche, zum Beispiel aus feinverteiltem Kohlenstoff, besteht, wodurch die Elektro nenemission der Glaswand wesentlich herab gesetzt wird. Unten ist die Röhre mit einem Sockel 8 und oben mit einem Kontaktknopf 4 versehen. Die Zuführungsdrähte der ver schiedenen Elektroden, mit Ausnahme des Stromzuführungsdrahtes des Steuergitters, sind durch die Quetschstelle 5 nach aussen geführt.
Das Elektrodensystem besteht aus einer Äquipotentialkathode 6, einem nach oben ausgeführten Steuergitter 7, einem Schirmgitter 8, einem Hilfsgitter 9 und einer Anode 10, die aus einem Zylinder aus kar bonisiertem Nickel besteht. Die Elektroden umgeben die Kathode gleichachsig und wer den von der Quetschstelle 5 getragen. An. der obern und untern Seite des Elektroden systems sind aus Glimmer bestehende Kör per 11 und 12 angeordnet, mittels deren die Elektroden in richtiger Entfernung vonein ander gehalten werden.
Es befindet sich ferner ein Schirm 13 in der Röhre, der an Stäben 14 befestigt ist, während im obern Teil der Röhre zur weiteren Erhöhung der Festigkeit des Elektrodensystems ein Glim- merschirm 15 angeordnet ist.
Es wurde gefunden, dass eine derartige Röhre, deren Innenoberfläche nicht mit der obenbeschriebenen Schicht versehen ist, bei Verwendung in Verstärkerschaltungen eine Ausgangsspannung hat, die niedriger ist als man erwarten würde. Dieser Übelstand ist darauf zurückzuführen, dass, unter normalen Verhältnissen gemessen, die dynamische Impedanz der Röhre niedriger als ihre Kurz schlussimpedanz ist. Da die Ausmasse und die Länge der Elektroden der Röhre im all gemeinen durch die Anforderungen der Pra xis bedingt sind, muss dieser Übelstand ohne Änderungen im Bau der Elektroden be seitigt werden.
Die Innenwand der Röhre ist zu diesem Zweck erfindungsgemäss mit einer Schicht versehen, die aus porösem oder rauhem Stoff, zum Beispiel feinzerteiltem Kohlen stoff, besteht. Die Breite der Schicht wird vorteilhaft etwas grösser als die Länge der Anode 10 gewählt.
Der Kohlenstoffüberzug kann in der Weise erhalten werden, dass in die Röhre die rauchende Flamme einer Terpentin fackel eingebracht und die Innenwand der Röhre mit Rauch belegt wird, bis etwa die ganze Innenoberfläche der Röhre mit Lam penruss bedeckt ist. Der Kohlenstoffüber- schuss kann mit Hilfe von Bürsten entfernt werden. Gemäss einem andern, sehr geeigne ten Überziehungsverfahren wird das Innere der Röhre mit einer Suspension von Kohlen stoff, zum Beispiel von Lampenruss in Alko hol, bespritzt; der Überzug wird dann ge trocknet und der Kohlenstoffüberschuss mit Hilfe von Bürsten entfernt.
Obwohl sich eine Erklärung der oben erwähnten Erscheinung nicht leicht geben lässt, dürfte es möglich sein, dass in einer Röhre der in Fig. 2 dargestellten Art Elek tronen von der Kathode 6 aussen um die Platte herum gehen. Diese Elektronen könn ten in diesem Fall die Hinterseite der Platte oder die Röhrenwand erreichen, wenn letztere eine genügend hohe positive Ladung besitzt. Die letztgenannten Elektronen könnten beim Fehlen der Schicht 2 sekundäre Elektronen erzeugen und es scheint sehr wahrscheinlich, dass die Abnahme der Röhrenimpedanz auf irgendwelche Weise von der sekundären Emission der Röhrenwand abhängig ist.
Es sind Versuche mit einer Röhre der in Fig. 2 dargestellten Art vorgenommen worden, bei der aber die Aussenoberfläche der Anode 10, sowie die dem Elektrodensy stein gegenüber liegende Innenoberfläche der Glaswand mit einer Schicht aus Willemit, einem Stoff, der fluoresziert, wenn er von Elektronen ge troffen wird, überzogen war. Wenn die Röhre normal arbeitete und die erwartete Ausgangsspannung bei einer Anodenspan nung von 250 Volt lieferte, erschienen auf der Rückseite der Anode zwei leuchtende Bänder, die darauf hinweisen, dass von der Kathode weg ein Elektronenstrom aussen um die Anode herumfloss und die Aussenfläche der letzteren erreichte.
Wurde an der Aussenseite der Glaswand mittels eines hohen Widerstandes eine Spannung von 250 Volt angebracht, so wurden die zwei Bän der von der Rückseite der Anode auf die Röhrenwand verschoben und es trat gleich zeitig eine wesentliche Abnahme der Aus gangsspannung der Röhre ein. Wurde die Spannung weggenommen, so blieben diese Bänder und die Ausgangsspannung blieb ge ring. Dieser Versuch bewies, dass ein an der Anode entlang oder durch sie hindurch gehender Elektronenstrom die Röhrenwand erreichen kann, wenn letztere positiv ist und dass die Ausgangsspannung der Röhre unter derartigen Verhältnissen niedriger ist, als wenn dieser Elektronenstrom die Röhren wand nicht erreicht.
Es ist wahrscheinlich, dass wenn eine Röhrenwand mit einer normalen Glasober fläche vom Elektronenstrom bombardiert wird, die mittlere Anzahl der aus der Röh renwand ausgelösten sekundären Elektronen grösser als die mittlere Anzahl der die Wand erreichenden primären Elektronen ist, so dass die Wand positiv wird, bis sie irgend einen stabilen mittleren positiven Wert erreicht hat, der niedriger als das Anodenpotential, jedoch hoch genug ist, um eine Herabsetzung der Ausgangsspannung der Röhre zu bewir ken.
Wird erfindungsgemäss die Innenwand der Röhre mit einer solchen Schicht ver sehen, dass die mittlere Anzahl der aus die ser Wand gelösten sekundären Elektronen kleiner als die mittlere Anzahl der aus der normalen Glaswand ausgelösten Elektronen ist, so ist die mittlere Anzahl von sekundä ren Elektronen kleiner als die mittlere An zahl der die Röhrenwand erreichenden pri mären Elektronen, so dass die Wand nicht positiv aufgeladen werden kann. Die Wand wird anderseits die primären Elektronen ab stossen, wenn sie negativ wird, und die mit einer dünnen Schicht versehene Wand wird daher ungefähr Nullpotential behalten.