Dispositif à décharge électronique et procédé pour sa fabrication. La présente invention se rapporte à un dispositif à décharge électronique et elle est particulièrement applicable aux dispositifs à haute fréquence et à, très haute fréquence.
L'invention a pour but notamment la constitution d'un dispositif à décharge élec tronique monté dans une enveloppe et, parti culièrement utilisable dans les applications à très haute fréquence. Suivant l'invention, ce dispositif est. caractérisé par un support. d'électrodes fixé, d'une part, sur un premier organe, et s'appuyant, d'autre part, contre un deuxième organe, lesdits organes étant sup portés par l'enveloppe.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 en représente une coupe, suivant 1-1 de la fi-. 4.
Les fig. 2, 3, 4 sont des coupes pratiquées respectivement selon les droites 2-2, 3-3, 4-4 de la fig. 1.
Sur le dessin et en particulier sur la fig.1, le numéro 1 désigne de façon générale le dis positif qui comprend une enveloppe désignée de façon générale par la référence 2, ladite enveloppe 2 comprenant des parties 3, 4,. 5 en matière isolante. L'enveloppe 2 est fermée, à sa partie inférieure, par la calotte préfabri quée 6 en matière isolante et elle est fermée, à sa partie supérieure, par un disque conduc teur 7, comprenant une partie en forme de cuvette 8, en son centre, formée par une paroi pratiquement conique 9, et un fond circulaire plat 10. Des disques conducteurs 11 et 12 tra versent l'enveloppe entre les parties isolantes 3 et 4 et 4 et 5, respectivement, et ils sont. hermétiquement scellés auxdites parties, de manière à compléter l'enveloppe.
Les parties isolantes de l'enveloppe sont, de préférence, en une matière résistant à la chaleur, et les disques conducteurs 7, 11 et 12 sont, de préférence, en quelque matière con ductrice connue, ayant le même coefficient. de dilatation que les parties isolantes.
Dans le dispositif représenté au dessin, trois électrodes sont employées, une anode 13, une cathode 14 et une grille 15, cette dernière interposée entre l'anode et la cathode. L'anode est supportée et connectée électrique ment à l'intérieur du fond 10 du disque 7 par tout procédé convenable, par exemple par soudure. La cathode 14 et la grille 1.5 sont supportées sur un support 16, à. une distance précise de ladite anode, ledit support étant introduit dans l'ensemble avant que la ca lotte 6 soit fixée à la partie isolante 5 par un procédé approprié.
Le support 16 comprend une pièce con ductrice 17. Comme représenté en coupe à la fig. 1, ladite pièce conductrice 17 comprend une partie horizontale plate 18, des parois divergentes 19 et des parois verticales 20 prolongeant, vers le bas, les parois diver gentes 19. Deux tabliers 21 (voir fig. 4) sont disposés aux extrémités opposées de la partie conductrice 17. Ladite pièce conductrice 17 et les deux tabliers 21 peuvent. être emboutis au moyen d'une pièce unique de métal, en utilisant une matrice convenable, ou bien être formés de plusieurs feuilles de métal soudées ensemble, ou par tout autre procédé conve nable.
Le support. comprend également deux élé ments isolants 22, qui peuvent être en mica et qui consistent en deux plaques rectangu laires, ou pratiquement rectangulaires, minces, disposées verticalement aux extrémités oppo sées de la pièce conductrice 17. Chacun des deux éléments isolants 22 s'appuie sur un des tabliers 21, auquel il est fixé par tous tttovens convenables, tels, par exemple, que des . oeil- lets 23. Les sommets 24 desdits éléments iso lants 22 se prolongent à une distance appré ciable au-dessus du sommet. 1.8 de la pièce conductrice 17.
Une ouverture horizontale 25 est prévue dans chacun desdits éléments iso lants 22, à une faible distance au-dessus de la partie horizontale 1.8 de la pièce conduc- trice 7.7. La cathode 14, du type à. chauffage indirect, est. creuse et de section pratique ment aplatie. La cathode 14 est introduite clans les ouvertures horizontales 25 et elle l est supportée.
La grille 15, formée d'un certain nombre de fils transversaux 26, fixés à leur extrémités à des supports longitudinaux 27, est supportée dans lesdits éléments isolants 2:? au moyen de trous dans lesquels les extrémités desdits supports 27 sont disposées et suppor tées. Ces trous sont. en position telle que les fils de grille 26 soient disposés à une dis tance prédéterminée de façon précise au-des sus de la cathode 14.
Pour assurer la précision de l'espacement entre la grille, la cathode et l'anode, une partie rectangulaire des éléments isolants 2\ est. coupée afin de former des épaulements de anise en place 30, au sommet de chacun des- dits éléments isolants 22. Lorsqu'on dispose le support 16 dans le dispositif, on l'introduit à travers une ouverture relativement large 31 du disque 12. Le disque 11 est pourvu d'une ouverture rectangulaire, ruais plus petite, 32, à travers laquelle se prolonge le sommet 24 de l'élément isolant 22.
L'ouverture 32 est cependant trop petite pour permettre le pas- sage des épaulements 30, et lesdits épaule ments s'engagent sur les parties 29 du fond du disque 11 voisines de ladite ouverture, ce qui détermine la distance dont- le support. peut. être introduit vers le haut. dans le dis positif. Lorsqu'on forme l'enveloppe 2, le disque<B>1.1.</B> est espacé du disque 7 à. une dis tance exactement prédéterminée. Ceci peut se faire grâce à l'usage d'un gabarit convenable.
Par suite, le disque 11 étant espacé de faon précise du disque 7 et le support 16 étant espacé de facon précise du disque 11, l'anode 13 portée par le disque 7 est, par conséquent, espacée de façon précise de la cathode et de la grille, lesquelles sont elles-mêmes disposées avec précision sur le support 16. Pour assu rer en outre que la grille et la cathode sont alignées directement. au-dessous de l'anode et pour éviter un déplacement horizontal à partir de cette position, on s'arrange pour que la partie supérieure des éléments isolants, c'est-à-dire la partie à l'intérieur de l'ouver ture 32 s'engage avec les parties du disque 11 qui définissent ladite ouverture, et le support est ainsi mis en place horizontalement.
Pour fixer le support dans la position dé terminée avec précision comme décrit. ci-des sus, des cornières 33 sont prévues à. la partie inférieure du disque 12, contre L'ouverture 31, et les parois verticales 20 sort soudées à la partie desdites cornières 33 dirigée vers le bas, lorsque le support est dans ladite po sition.
Les disques 7, 1.1. et 12 constituent des organes de connexion externes qui sont. con nectés, à l'intérieur du tube, respectivement. à l'anode 13, à la. grille 15 et à la cathode 14. Ces disques sont d'impédance relativement faible. L'anode 13 est montée directement sur la partie rentrante du disque 7 et lui est électriquement. connectée. La grille 15 est électriquement. connectée au disque 11 par des moyens tels que deux ressorts formés à l'avance, 34, dont. chacun est monté sur l'utt des éléments isolants 22 par tous moyens convenables tels, par exemple, que les broches 35.
Une des broches 35, sur chacun des élé ments isolants 22, est connectée, au moyen d'une bande métallique 36, à l'un des sup ports longitudinaux des fils transversaux de la grille. Quand le support 16 est introduit clans l'ensemble, les extrémités 37 des res sorts 34 entrent en contact. avec la face infé rieure du disque :11. Si on le désire, les extré mités 37 peuvent être ensuite soudées au disque<B>11.</B> Ceci s'accomplit avant. que la ca lotte 6 soit scellée au disque 12 et, dans ce but, la large ouverture 31 du disque 12 est faite, de préférence, plus large que la dis tance entre les éléments isolants 22, disposés aux extrémités opposées du support 1.6.
Un petit fer à souder peut ainsi être introduit à travers le disque 12, pour souder les extré mités 37 du ressort 34 à la face inférieure du disque 17.
Le disque 12 constitue la connexion exté rieure de la cathode 14. Dans un dispositif du type décrit., divers potentiels doivent être appliqués à ladite cathode et divers courants doivent la parcourir. Par exemple, des poten tiels continus sont d'ordinaire appliqués entre l'anode et. la cathode et entre la grille et la cathode, des courants alternatifs à des fré- cluences intermédiaires, d'ordinaire aux fré quences de modulation et à des fréquences plus élevées, traversent. la cathode.
Par suite, la connexion aboutissant à la cathode doit être capable de conduire le courant- continu, les fréquences intermédiaires et des fré- quericms plus élevées. Elle doit présenter une faible résistance au courant continu et, égale ment une faible impédance aux fréquences intermédiaires et plus élevées. En même temps, cette connexion doit, pour éviter la dissipa tion de la chaleur provenant de la cathode, avoir une conductibilité thermique relative ment faible.
Ceci s'obtient. de la façon sui- vante lie disque 12 est connecté électriquement avec la pièce conductrice 17 du support 16. Ladite pièce conductrice 1.7 présente une faible self-induction, une faible impédance aux fréquences intermédiaires et plus élevée et une faible résistance aux courants conti nus.
La partie horizontale 18 de la pièce con ductrice 1.7 est disposée près de la surface inférieure de la cathode 14 et parallèlement à ladite surface, ce qui forme une capacité appréciable entre lesdites pièces et une liai son à: faible impédance pour -les courants à haute fréquence. Cette connexion est, évi demment, à. faible conductibilité thermique, puisque la. cathode et le sommet plat 18 sont. espacés l'un de l'autre.
En plus de cette con nexion à faible impédance, une connexion mé tallique est prévue entre la pièce conductrice 17 du support et la cathode 14. Cette con nexion métallique peut être obtenue au moyen de deux oreilles dirigées vers le bas, 38, sur la cathode, vers les extrémités opposées de celle-ci" les deux oreilles 38 étant adjacentes à. des oreilles analogues 39, obtenues par em boutissage à partir de la, partie horizontale 18 de la. pièce conductrice 17 du support.
Les oreilles 38 et 39 sont connectées ensemble de manière à constituer la connexion métallique. 11 est. important que la section desdites oreilles soit faible, de. manière que la con- rtexion soit- de conductibilité thermique rela tivement réduite et qu'une quantité de chaleur relativement faible, soit transférée par ladite connexion de 1.a. cathode à. la monture.
Les fréquences intermédiaires tendront à se- di viser entre la connexion métallique, ci-dessl ; mentionnée et la connexion à faible impé dance, et les dimensions desdites connexions doivent. être déterminées de façon qu'une faille impédance soit offerte aux courants a fréquences intermédiaires allant à. la cathode.
En ce qui concerne la cathode 14, seule sa surface supérieure, en face de l'anode 13, dont elle est. séparée par la grille 15, est revêtue d'une couche émissive, comme indiqué par la référence 40 sur la fis. 3.
Un élément chauffant 41 est introduit. à l'intérieur de la cathode, après que celle-ci a, été disposée sur le support, et les conducteurs 42 sont connec tés aux extrémités opposées dudit, élément chauffant. Les conducteurs 42 sont connectés, par exemple par soudure, aux extrémités inté rieures des broches de contact 43, scellées iî travers la calotte 6.
Ce scellement s'accomplit, par soudure, avant que la calotte 6 soit elle- même scellée à la pièce isolante .,. La calotte 6 est, maintenue à une distance suffisante de la pièce isolante 5, pour permettre à un petit fer à souder d'être introduit entre ces deux pièces et les conducteurs 42 sont assez longs pour atteindre les extrémités. intérieures des broches 43, quand la calotte est maintenue à, cette distance de la pièce isolante 5. Après que les soudures ont. été faites, on retire le fer à souder et la calotte 6 est alors scellée à la pièce isolante 5.
Les conducteurs 42 se courbent et prennent la forme indiquée sur la fig. 1. Pour commander la courbure des conducteurs 42, on soude chacun d'eux à un îf-ildet central 44, fixé sur l'un des élément, isolants 22. Une partie de chacun des tabliers 21 est supprimée par découpage autour de l'oeillet, de manière que les #illets 44 et les conducteurs 42 fixés sur eux soient électrique-. ment isolés de la partie conductrice du mon tage.
Un élément de getter 45 peut être con necté entre une des broches de .contact 43 et une broche de contact semblable 46, scellée à travers la calotte 6. L'ensemble peut être muni du queusot de vidage usuel 47 à travers lequel on fait. le vide à son intérieur. On voit que ce mode d'assemblage permet la dilatation et la contraction des différentes parties, telles par exemple que ales disques, sans dommage pour l'ensemble. Par exemple, Si le disque 12 se dilate, les parois verticales 20 du support 16 sont assez flexibles pour céder sans que le sripport se déforme.
De même, si le disque 17. se dilate, les éléments isolants 22 ont assez de flexibilité, en parti culier s'ils sont en mica, pour permettre cette dilatation.
Bien que la description ci-dessus soit celle d'une triode, il est évident, que l'invention est également applicable aux\ dispositifs à dé charge électronique ayant un nombre diffé rent d'électrodes.
Electronic discharge device and method for its manufacture. The present invention relates to an electronic discharge device and is particularly applicable to high frequency and very high frequency devices.
The object of the invention is in particular to constitute an electronic discharge device mounted in an enclosure and, in particular, usable in very high frequency applications. According to the invention, this device is. characterized by a support. of electrodes fixed, on the one hand, on a first member, and resting, on the other hand, against a second member, said members being supported by the casing.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device forming the subject of the invention.
Fig. 1 shows a section, following 1-1 of fi-. 4.
Figs. 2, 3, 4 are sections made respectively along lines 2-2, 3-3, 4-4 of FIG. 1.
In the drawing and in particular in FIG. 1, the number 1 generally designates the positive device which comprises an envelope generally designated by the reference 2, said envelope 2 comprising parts 3, 4 ,. 5 in insulating material. The casing 2 is closed, at its lower part, by the prefabricated shell 6 made of insulating material and it is closed, at its upper part, by a conductive disc 7, comprising a cup-shaped part 8, at its center , formed by a substantially conical wall 9, and a flat circular bottom 10. Conductive discs 11 and 12 pass through the casing between the insulating parts 3 and 4 and 4 and 5, respectively, and they are. hermetically sealed to said parts, so as to complete the envelope.
The insulating parts of the casing are preferably of a heat resistant material, and the conductive discs 7, 11 and 12 are preferably of some known conductive material having the same coefficient. expansion than the insulating parts.
In the device shown in the drawing, three electrodes are used, an anode 13, a cathode 14 and a grid 15, the latter interposed between the anode and the cathode. The anode is supported and electrically connected inside the bottom 10 of the disc 7 by any suitable method, for example by welding. The cathode 14 and the grid 1.5 are supported on a support 16, à. a precise distance from said anode, said support being introduced into the assembly before the plate 6 is attached to the insulating part 5 by an appropriate method.
The support 16 comprises a conductive part 17. As shown in section in FIG. 1, said conductive part 17 comprises a flat horizontal part 18, divergent walls 19 and vertical walls 20 extending, downwards, the divergent walls 19. Two aprons 21 (see FIG. 4) are arranged at opposite ends of the conductive part 17. Said conductive part 17 and the two aprons 21 can. be stamped with a single piece of metal, using a suitable die, or be formed from several sheets of metal welded together, or by any other suitable process.
The support. also comprises two insulating elements 22, which can be of mica and which consist of two rectangular, or practically rectangular, thin plates, arranged vertically at the opposite ends of the conductive part 17. Each of the two insulating elements 22 rests on one of the aprons 21, to which it is fixed by all suitable tttovens, such as, for example, that of. eyelets 23. The tops 24 of said insulating elements 22 extend at an appreciable distance above the top. 1.8 of the conductive part 17.
A horizontal opening 25 is provided in each of said insulating elements 22, at a small distance above the horizontal part 1.8 of the conductive part 7.7. The cathode 14, of the type. indirect heating, est. hollow and of practically flattened section. Cathode 14 is introduced through horizontal openings 25 and supported therein.
The grid 15, formed of a certain number of transverse wires 26, fixed at their ends to longitudinal supports 27, is supported in said insulating elements 2 :? by means of holes in which the ends of said supports 27 are arranged and supported. These holes are. in a position such that the grid wires 26 are disposed at a precisely predetermined distance above the cathode 14.
To ensure the precision of the spacing between the grid, the cathode and the anode, a rectangular part of the insulating elements 2 \ is. cut to form anise-in-place shoulders 30 at the top of each of said insulating elements 22. When the support 16 is placed in the device, it is introduced through a relatively wide opening 31 of the disc 12. The disc 11 is provided with a rectangular opening, ruais smaller, 32, through which the top 24 of the insulating element 22 extends.
The opening 32 is however too small to allow the passage of the shoulders 30, and said shoulders engage on the parts 29 of the bottom of the disc 11 adjacent to said opening, which determines the distance of which the support. can. be introduced upwards. in the positive say. When forming envelope 2, disk <B> 1.1. </B> is spaced from disk 7 to. an exactly predetermined distance. This can be done through the use of a suitable template.
As a result, with disc 11 being precisely spaced from disc 7 and support 16 being precisely spaced from disc 11, the anode 13 carried by disc 7 is, therefore, precisely spaced from the cathode and the grid, which are themselves precisely arranged on the support 16. To further ensure that the grid and the cathode are aligned directly. below the anode and to avoid a horizontal displacement from this position, it is arranged so that the upper part of the insulating elements, that is to say the part inside the opening 32 engages with the parts of the disc 11 which define said opening, and the support is thus placed horizontally.
To fix the bracket in the defined position precisely as described. above, angles 33 are provided. the lower part of the disc 12, against the opening 31, and the vertical walls 20 come out welded to the part of said angles 33 directed downwards, when the support is in said position.
Disks 7, 1.1. and 12 constitute external connection members which are. connected, inside the tube, respectively. at the anode 13, at the. grid 15 and cathode 14. These discs have relatively low impedance. The anode 13 is mounted directly on the re-entrant part of the disc 7 and is electrically to it. connected. The grid 15 is electrically. connected to the disc 11 by means such as two springs formed in advance, 34, of which. each is mounted on the ut of the insulating elements 22 by any suitable means such as, for example, the pins 35.
One of the pins 35, on each of the insulating elements 22, is connected, by means of a metal strip 36, to one of the longitudinal supports of the transverse wires of the grid. When the support 16 is introduced into the assembly, the ends 37 of the springs 34 come into contact. with the underside of the disc: 11. If desired, the ends 37 can then be soldered to the disc <B> 11. </B> This is done first. that the ca lotte 6 is sealed to the disc 12 and, for this purpose, the wide opening 31 of the disc 12 is made, preferably, wider than the distance between the insulating elements 22, arranged at the opposite ends of the support 1.6.
A small soldering iron can thus be introduced through the disc 12, to weld the ends 37 of the spring 34 to the underside of the disc 17.
The disc 12 constitutes the external connection of the cathode 14. In a device of the type described., Various potentials must be applied to said cathode and various currents must flow through it. For example, continuous potentials are usually applied between the anode and. between the cathode and between the grid and the cathode alternating currents at intermediate frequencies, usually at modulating frequencies and at higher frequencies, are passed through. the cathode.
Therefore, the connection terminating at the cathode must be capable of conducting direct current, intermediate frequencies and higher frequencies. It should have low resistance to direct current and also low impedance at intermediate and higher frequencies. At the same time, this connection must, in order to avoid the dissipation of heat from the cathode, have a relatively low thermal conductivity.
This is obtained. in the following way, the disc 12 is electrically connected with the conductive part 17 of the support 16. Said conductive part 1.7 has a low self-induction, a low impedance at intermediate and higher frequencies and a low resistance to direct currents.
The horizontal part 18 of the conductive part 1.7 is disposed near the lower surface of the cathode 14 and parallel to said surface, which forms an appreciable capacitance between said parts and a connection at: low impedance for high currents. frequency. This connection is, of course, to. low thermal conductivity, since the. cathode and the flat top 18 are. spaced from each other.
In addition to this low impedance connection, a metallic connection is provided between the conductive part 17 of the support and the cathode 14. This metallic connection can be obtained by means of two ears directed downwards, 38, on the cathode. , towards the opposite ends thereof, the two ears 38 being adjacent to like ears 39, obtained by cutting from the horizontal part 18 of the conductive part 17 of the support.
The ears 38 and 39 are connected together so as to constitute the metallic connection. 11 is. important that the section of said ears is small,. so that the connection is of relatively reduced thermal conductivity and that a relatively small amount of heat is transferred through said connection of 1.a. cathode to. Frame.
Intermediate frequencies will tend to divide between the metallic connection, above; mentioned and the low impedance connection, and the dimensions of said connections must. be determined so that a fault impedance is offered to the intermediate frequency currents going to. the cathode.
As regards the cathode 14, only its upper surface, opposite the anode 13, of which it is. separated by the grid 15, is coated with an emissive layer, as indicated by the reference 40 on the fis. 3.
A heating element 41 is introduced. inside the cathode, after this has been placed on the support, and the conductors 42 are connected to the opposite ends of said heating element. The conductors 42 are connected, for example by soldering, to the inner ends of the contact pins 43, sealed through the cap 6.
This sealing is accomplished by welding before the cap 6 is itself sealed to the insulating part.,. The cap 6 is kept at a sufficient distance from the insulating part 5 to allow a small soldering iron to be introduced between these two parts and the conductors 42 are long enough to reach the ends. inner pins 43, when the cap is held at, this distance from the insulating piece 5. After the welds have. been made, the soldering iron is removed and the cap 6 is then sealed to the insulating part 5.
The conductors 42 bend and take the shape shown in FIG. 1. To control the curvature of the conductors 42, each of them is welded to a central îf-ildet 44, fixed to one of the insulating elements 22. A part of each of the aprons 21 is removed by cutting around the. eyelet, so that the #illets 44 and the conductors 42 fixed on them are electric-. isolated from the conductive part of the assembly.
A getter element 45 can be connected between one of the contact pins 43 and a similar contact pin 46, sealed through the cap 6. The assembly can be provided with the usual emptying plug 47 through which it is made. the emptiness within. It can be seen that this method of assembly allows the expansion and contraction of the different parts, such as for example the discs, without damage to the whole. For example, if the disc 12 expands, the vertical walls 20 of the support 16 are flexible enough to yield without the sripport deforming.
Likewise, if the disc 17. expands, the insulating elements 22 have enough flexibility, in particular if they are made of mica, to allow this expansion.
Although the above description is that of a triode, it is obvious that the invention is also applicable to electron discharge devices having a different number of electrodes.