Elektrische Entladungsröhre. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Entladungsröhre, welche eine Ka thode, eine Anode und mindestens zwei an dere Elektroden enthält, von deiLen eine aus nur einigen stabförmigen Teilen besteht, und bei der die aus der Kathode austretenden Elektronen zu Bündeln vereinigt werden, wobei zur Bestimmung der Gitterspannungs- Anodenstromcharakteristik von der Beein- flussung der Bündelabmessungen Gebrauch gemacht wird.
Man hat vor einiger Zeit an elektrischen Entladungsröhren, und zwar an Entladungs röhren mit einer Kathode, einer Anode und mindestens einem Gitter, welches in üblicher Weise ausgebildet und angeordnet ist, ver schiedene Untersuchungen angestellt und ge funden, dass in diesen Röhren nicht, wie man immer angenommen hat, in einiger Entfer nung von den Gittern die Elektronen ziem lich gleichmässig im Entladungsraum ver teilt sind, sondern dass man sich vorstellen kann, dass die wirksamen Teile der Gitterelek- troden kleine Elektronenlinsen bilden, und auf diese Weise entsprechend der Spannung des Gitters in stärkerem oder geringerem Masse eine Bündelung der Elektronen herbei führen.
Wenn man von diesen Untersuchun gen ausgeht, kann man, wie auch bereits frü-. her vorgeschlagen worden ist, die Gitter in einer elektrischen Entladungsröhre in be stimmter Weise in bezug aufeinander anord nen, z. B. derart, dass in Ebenen senkrecht zu der Kathode die wirksamen TFile solcher Gitter hintereinander liegen.
Im letztgenann ten Fall werden dann die aus der Kathode austretenden Elektronen zu einer Anzahl von Bündeln vereinigt, wobei die Bündelung über jenen Teil der Entladungsstrecke beibehalten wird, wo die wirksamen Teile der Gitter auf die vorerwähnte Weise hintereinander stehen. Der grosse Vorteil eines solchen Elektroden aufbaus ist darin zu erblicken, dass man die Gitter derart anordnen kann, dass bestimmte Elektroden, sogar wenn sie sich auf positivem Potential befinden, keinen oder nur sehr wenig Strom aufnehmen. Auch ist dabei eine gewisse Beeinflussung derCharakteristik vor handen.
Hierauf aufbauend wäre es möglich, eine Entladungsröhre derart zu konstruieren, class eine Gitterspa.nnungs-Anodenstromchara.kte- ristik bestimmter Form durch eine besondere Anordnung der Elektroden zusammen mit einer bestimmten Verheilung der Elektronen im Entladungsraum erhalten werden kann, wobei dann durch Änderung dieser Anord nung und der Elektronenverteilung eine di rekte Beeinflussung der Charakteristik mög lich ist.
So kann- man zum Beispiel von einer Entladungsröhre mit einer Kathode, einer Anode und mindestens zwei andern Elektro den ausgehen, wobei eine dieser letztgenann ten Elektroden, vorzugsweise die der Kathode am nächsten liegende, nur aus einigen stab- förmigen Teilen besteht. Die aus der Kathode austretenden Elektronen werden dann zu einer Anzahl von Bündeln vereinigt, welche unter dem Einfluss der an diese stabförmigen Teile angelegten Spannung breiter oder schmäler werden.
Wenn man nun zum Bei spiel kurz vor der Anode eine Elektrode an ordnet, welche mit mindestens einer Öffnung versehen und im übrigen voll ausgebildet ist, so kann man durch die Wahl dei Konfigura tion der Anode und der Auffangelektrode dafür sorgen, da-ss bei einer bestimmten Span nung der zweckmässig als Steuerelektrode dienenden Stäbe ein Teil des Elektronenbün dels nicht auf die Anode, sondern auf die vorerwähnte sog. Auffangelektrode gelangt.
Hieraus dürfte klar sein, dass man durch die Wahl der Form und der Anerdnung der Elektroden in bezug aufeinander eine Ent ladungsröhre bauen kann, welche eine Gitter- spannungs Anodenstromcharakteristik beson derer Form liefert.
Der dem Ideal am nächsten kommende Fall wäre, wenn man auf einf chem Wege vorher ermitteln könnte, mit welchen Elek- trodenformen und -anordnung-n eine be stimmte Charakteristik erzielbar ist. Es hat sich gezeigt, dass dies in der Praxis äusserst schwer hält. Man kann selbstverständlich durch.
Herstellung einer ganzen Reihe von sukzessive baulich wenig verschiedenen Mo dellen ausfindig zu machen suchen, mit wel cher Elektrodenkonstruktion eire bestimmte Charakteristik erhalten wird; es ist aber er sichtlich, dass dieses h'fittel praktisch un brauchbar ist.
Anmelderin hat nein nach eingehenden Untersuehuiigen gefunden, dass dieses Ziel auf v 'hältnismässi" einftiehem Wece erreicht er n werden kann, wenn man eine Entladungs röhre nach der vorlie-enden Erfindung ver wendet.
In einer solchen Entlarl.iingsröhre, welche ein Elektrodensystem mit einer zylin drischen Kathode, einer Anode und minde- st-ens zwei andern Elektroden enthält, von denen eine nur aus einigen Stäben besteht, die praktisch parallel zu der Längslichtung der Kathode angeordnet sind und mittels wel chen die aus der Kathode austretenden Elek tronen zu.Bündeln vereinigt werden, sind an den Enden des ElektrodensvstemsMittel vor gesehen,
-um die Forin des Elektrodenbü ndels auch in einer Richtung parallel zu der Längs richtung der Kathode zti beeinflussen. L nter einer zylindrischen, direkt oder indirekt heiv.- baren Kathode. ist hierbei eine Kathode mit rohrförmigem Kathodenkörper zu verstehen, dessen Schnitt eine beliebige Form haben kann, z. B. die Form eines Kreises, eines Rechtecks oder einer Ellipse.
Wenn man nämlich von einer solchen Röhre ausgeht, bei der die Elektronen unter dem Einfluss einer Anzahl von parallel zu der Kathode angeordneten Stäben zu Bündeln vereinigt werden, so kann man, wie Anmelde- rin bei ihren Untersuchungen gefunden hat, erst dann zu einer Röhrenbauart kommen, mittels welcher eine Charakteristik vorher zu bestimmender Gestalt erzielbar ist, wenn man die Verteilung der Elektronen über die Anode (die Form des Anodenfleckes) genau kennt, und ausserdem bei der Bildung dieses Fleckes Zufälligkeiten im Laufe der aus der Kathode austretenden Elektronen möglichst aus schliesst.
Dies alles ist, nun möglich, wenn man nach der vorliegenden Erfindung die aus der Kathode austretenden Elektronen nicht nur mittels parallel zu der Längsrich tung der Kathode angeordneter stabförmiger Teile beeinflusst, sondern auch durch an den Enden des Elektrodensystems befindliche Mittel, durch welche die Elektronenbahnen auch in einer Richtung parallel zu der Längs richtung der Kathode beeinflusst werden.
Auf diese Weise kann der auf die Anode zu werfende Fleck beliebig ausgestaltet wer den. Nach einer bestimmten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung ist in einer Entladungsröhre, in der die vorerwähnten Mittel zur Beeinflussung der Elektronen- bahnen. in einer senkrecht und par allel zu der Kathode vorgesehen sind, kurz vor der Anode eine Elektrode angeordnet, welche derart ausgestaltet ist,
dass in Kom bination mit der Bündelform eine Charakteri stik gewünschter Form erhalten wird. Hier bei kann man die Funktionen der Anode und der Auffangelektrode auch umkehren.
Bei einer Entladungsröhre nach der vor liegenden Erfindung kann man die Beeinflus sung der Elektronenbahnen in einer Richtung parallel zu der Kathode verschiedenartig ver wirklichen. Nach einer bestimmten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung kann man an den Enden des Elektrodensystems atabförmige Elektroden anbringen, die in der Hauptsache in einer Ebene senkrecht zu der Kathode liegen.
An Stelle von stabförmigen. Elektroden kann man aber auch plattenför- n.ige Elektroden oder zum Beispiel einen Ring beliebiger Gestalt verwenden. Diese Elektroden können .an einen Punkt von gleich bleibendem Potential angelegt werden, wozu man zum Beispiel die Kathode wählen kann. Es ist aber auch möglich, diese Elektroden mit einem andern Punkt von gleichbleiben dem positivem oder negativem Potential zu verbinden.
In diesen beiden Fällen wird durch diese Elektroden eine Begrenzung des Elektronenbündels in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung der Kathode herbeige führt. Es ist aber auch möglich, die erwähn ten Elektroden an eine veränderliche Span nung, z. B. an das Steuergitter, anzulegen. Hierbei ändert sich, bei Änderung der Steuer- gitterspannung auch die Form des Bündels in einer Richtung parallel zu der Kathode.
Nach einer andern Ausführungsform der Entladungsröhre nach der vorliegenden Er findung befindet sich zwischen dem Steuer gitter und der Auffangelektrode mindestens ein anderes Gitter. Sind mehrere Gitter vor handen, so kann eines zum.Beispiel als Schutz gitter dienen. Es ist aber auch möglich, die Funktionen der Auffangelektrode und des Schutzgitters in einer Elektrode zu vereini gen.
Auch kann die Erfindung zum Beispiel bei Penthoden und Oktoden Anwendung fin den, bei denen zwischen der Auffangelektrode und der Anode noch ein Penthodenfanggitter angeordnet ist.
Im folgenden werden Ausführungsbei- spiele der Erfindung an Hand der beiliegen- den Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen stellen die Fig. 1, 2, 4, 5, 7, 8 und 10 Elektrodensysteme dar, während in den Fig. .3, 6, 9 und 11. die Form des jeweils zugehörigen Anodenfleckes veransehauliclh+ ist.
Schliesslich sind in den Fig. 12 und 13 Formen eines Schirmgitters dargestellt, mit tels welchen eine Charakteristik bestimmter Form, erhalten werden kann, während in Fig.14 eine Anode einer Röhre nach Fig. 10 abgewickelt dargestellt ist.
In den Fig. 1, 2, 4, 5, 7, 8 und 10 trägt die Quetschstelle 1 ein Elektrodeusystem mit einer Kathode 2, einem aus einer Anzahl von Stäben bestehenden Steuergitter 3 und einer Anode 4. Die Stäbe des Steuergitters können auch streifenförmig sein.
Die aus der Kathode austretenden Elektronen werden nun unter dem Einfluss der Steuergitterspannung zu Bündeln vereinigt und durchlaufen die Röhre in dieser Bündelform.
Auf beiden Seiten des Elektrodensystems sind Teile vorgesehen, welche die Bündelform auch in einer Rich tung parallel zu der Längsrichtung der Ka thode beeinflussen. Diese Teile werden bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 durch Platten 5 und Stäbe 6, nach Fig. 4 und 5 durch Stäbe 7, nach Fig. 7, 8 und 10 durch Platten 8 gebildet.
Die Platten bezw. Stäbe können mit dem Steuergitter oder mit der Kathode verbunden werden. Diese Verbin dungen können gegebenenfalls innerhalb der Röhre erfolgen. Die Anode einer Röhre nach Fig. 10 ist mit Öffnungen versehen und weist abgewickelt die aus Fig. 14 ersichtliche Ge stalt 9 auf. Hinter dieser mit Öffnungen ver- sehenen Anode befindet sich eine Auffang elektrode 10.
Auch in Röhren nach den Fig. 1, 2, 4, 5, 7 und 8 ist zweckmässig auf der Kathodenseite der Anode eine Auffang elektrode mit Öffnungen angeordnet. Diese ist aber übersichtlichkeitshalber nicht dan;-e- stellt.
In den Fig. 3, 6, 9 und 11 sind verschie dene Anodenflecke abgebildet, wobei man aus den Figuren ersehen kann, wie diese Fleche bei Änderung der Steuergitterspannung ihre Form ändern. Solche Anodenflecke können leicht so aufgenommen werden, dass die Anode oder die Auffangelektrode mit einem leicht fluoreszierenden Stoff, z. B. Willemit oder dergl., überzogen und die Fleckform er mittelt wird.
Aus den Figuren ist ersichtlich, dass der Fleck bei höheren Gitterspannungen die Gestalt 11 besitzt, welche dann bei mehr negativen Steuergitterspannungen bis zur Form 12 und 13 einschrumpft.
In den Füg. 12 und 13 ist schliesslich ein Schirmgitter 14 dargestellt, in dem sich nach Fig. 12 eine Öffnung 15 befindet. mit deren Hilfe eine gerade Charakteristik erzielbar ist, während in einem Gitter nach Fig. 13 eine Öffnung 16 vorgesehen ist, welche eine Expo- nentialeharakteristih liefert.
Um bei den beschriebenen Röhren eine möglichst grosse Steilheit zu erreichen, kann man ausserdem eine Sekundä.remissionselek- trode verwenden, wobei die in den Figuren dargestellte volle Anode durch eine gazeför- mige Anode ersetzt werden kann, auf deren Rückseite eine sog. Sekundäremissionselek- trode angeordnet wird. Es kann in diesem Fall die vorerwähnte Auffangelektrode ent behrt werden.