CH337953A - Tube électronique - Google Patents

Description

  Tube électronique    La présente invention a pour objet un tube élec  tronique. Elle vise à éviter certaines limitations im  posées au fonctionnement des tubes connus présen  tant des grilles.  



  Les tubes     comportant    des grilles     disposées    entre  une cathode et une anode présentent de nombreux  inconvénients parmi lesquels l'échauffement et l'émis  sion de la grille de commande qui     proviennent    de     ce     que     cette    dernière est     immergée    dans le courant  électronique. Les tubes à grille ne     conviennent    pas  dans de nombreuses applications à haute tension par  le fait qu'il y a une différence de tension     élevée    en  tre des électrodes rapprochées.  



  L'invention vise à fournir un tube dans lequel  l'écoulement des électrons est efficacement comman  dé sans employer des grilles.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  un schéma de principe d'une forme d'exécution du  tube selon l'invention, cette forme d'exécution et une  variante de celle-ci.  



  La     fig.    1 montre     ce    schéma de principe.  



  La     fig.    2 est une coupe verticale de cette forme  d'exécution.  



  La     fig.    3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de  la     fig.    2.  



  La     fig.    4 montre ladite variante.  



  Dans le schéma de la     fig.    1, on voit une cathode  <I>a</I> disposée autour d'un axe vertical<I>b</I> qui est l'axe  du tube comprenant     cette    cathode, une électrode  de convergence c disposée à proximité de la cathode,  une électrode de commande d disposée à l'extérieur  de l'électrode de convergence et une anode e dis-    posée à l'extérieur de     l'électrode    de commande. On  peut prendre comme référence un plan     intermédiaire    f  coupant l'axe du tube dans la zone des diverses  électrodes.  



  L'électrode de     convergence    c comprend deux pla  teaux     annulaires    espacés verticalement et adjacents  à la cathode a. Elle     sert    à faire converger les élec  trons sortant de la cathode, suivant des     trajectoires     inclinées, vers le plan intermédiaire f.

   L'électrode de  commande d, qui comprend deux plateaux annulai  res verticalement espacés, est destinée à redresser     ces     trajectoires pour que les électrons puissent former  un faisceau     ayant    la forme     indiquée    à la     fig.    1 par  les lignes pointillées qui y sont visibles, celles-ci dé  limitant les     surfaces    supérieure et inférieure de ce  faisceau. Les électrodes<I>c et d</I> sont ainsi     susceptibles     de créer un champ     électrostatique    qui empêche les  électrons de heurter l'électrode de commande.

   Il  n'existe pas de courant d'électrode de commande     ni     d'émission défavorable comme il s'en produirait si  les électrons venant de la cathode pouvaient     heurter     l'électrode de commande. On évite ainsi les difficul  tés dues à l'échauffement et à l'émission de la grille  qui     limitent    l'emploi des tubes à     grille.     



  Normalement,     l'électrode    de     convergence    c est  soumise à une tension nulle par     rapport    à la ca  thode, en d'autres termes elle est au potentiel de la  cathode. Dans ces conditions, cette électrode pro  duit un champ de retardement pour les électrons et  tend ainsi à empêcher un courant d'électrons dans  la région de la cathode.  



  L'anode fonctionne normalement à un voltage  positif par rapport à la cathode.     Cependant,    tant  que l'électrode de     commande    ne présente pas un vol  tage positif relativement à la cathode, l'action d'écran      de l'électrode de commande empêche les électrons  de s'écouler de la cathode vers l'anode. Ainsi, même  si l'on applique une tension     d'anode,    le faisceau est  coupé     quand    l'électrode de commande est au poten  tiel de la cathode.  



  Quand on applique une tension positive à l'élec  trode de commande<I>d</I> par rapport à la cathode<I>a,</I>  le champ d'accélération     ainsi    établi produit un     cou-          rant    d'électrons de la cathode à l'anode, l'intensité  du courant dépendant du voltage sur l'électrode de  commande.  



  Le tube fonctionne ainsi d'une     manière    très sim  ple de la coupure au courant d'anode     total,    avec des  caractéristiques de coupure aiguës qui rendent le  tube particulièrement utile comme interrupteur à  haute tension. Comme le     faisceau    est radial, on  peut avoir un fort courant d'anode.  



  Comme expliqué plus haut, l'électrode de conver  gence c fonctionne normalement au potentiel de la  cathode. On voit ainsi qu'aucune polarisation néga  tive n'est     nécessaire    sur l'électrode de convergence  pour que le tube     fonctionne.    Cependant, il est en  tendu que l'électrode de convergence peut fonction  ner à un potentiel négatif par rapport à la cathode.  C'est un fait qu'un fonctionnement de l'électrode  de     convergence    à un potentiel négatif réduit le cou  rant à travers le tube. Ce fait rend possible l'obten  tion d'une modulation additionnelle du faisceau élec  tronique en faisant varier le potentiel de l'électrode  de     convergence.     



  Dans la forme d'exécution représentée aux     fig.    2  et 3, on a une cathode 5, une électrode de conver  gence 6, une électrode de commande 7 et une anode  8.  



  La cathode est à chauffage indirect et présente  une     surface    d'émission recouverte d'oxyde. La ca  thode 5 comprend un anneau émetteur cylindrique  10 disposé entre des plateaux métalliques supérieur  11 et inférieur 12. La cathode est supportée par     un     manchon cylindrique métallique 14 qui est relié au  plateau inférieur 12 et qui s'étend hors de l'enve  loppe du tube pour constituer une     borne    pour la ca  thode. Le     chauffage    de la cathode est assuré par un  enroulement 15 qui est séparé de l'anneau 10 par  une matière isolante 16.

   L'extrémité supérieure de  l'enroulement 15 est connectée au plateau supérieur  11 de la cathode de     sorte    que le manchon 14 cons  titue une borne pour le     chauffage    aussi bien que pour  la cathode. L'extrémité     inférieure    de l'enroulement  15 passe vers le bas du tube à travers un bouchon  isolant 18 disposé dans le plateau de cathode infé  rieur 12 et est reliée à une broche     métallique    19.

   La  broche 19 est disposée dans l'axe du manchon 14 et  est séparée de ce dernier par un bouchon de scel  lement annulaire 20 en matière     isolante.    Les parties  métalliques de la cathode ainsi que les     diverses    par  ties métalliques dont il sera question plus loin sont  faites de préférence d'un métal présentant une bonne  conductibilité électrique.    L'électrode de convergence 6 comprend deux pla  teaux     annulaires    22 et 23 espacés verticalement, en  métal, disposés à proximité des     extrémités    opposées  de l'anneau émetteur 10.

   Une partie tubulaire métal  lique de support 24 s'étend vers le bas à partir du  plateau. annulaire inférieur 22 et à l'extérieur de  l'enveloppe du tube pour former une borne pour  l'électrode de convergence. Un capuchon métallique  25 s'étend au-dessus du plateau annulaire supérieur  23. Le support 24 entoure concentriquement le man  chon 14 de la cathode dont il est maintenu séparé  par un bouchon de scellement annulaire 26 en une  matière isolante. Des chevilles métalliques verticales  27 (voir     fig.    3) relient les plateaux annulaires 22 et  23 l'un à l'autre.  



  L'électrode de commande 7 comprend deux pla  teaux annulaires 30 et 31 en métal, verticalement  espacés et disposés à l'extérieur des plateaux 22 et  23 de l'électrode de convergence. Une partie tubu  laire métallique 32 formant support s'étend vers le  haut à partir du plateau 31 et vers le sommet du  tube où elle est brasée à un bouchon 33 formant  borne. Comme le tube est destiné à fonctionner sous  haute tension, une couronne 34 est brasée sur le  bouchon 33 pour empêcher la formation d'un arc  extérieur. Un manchon tubulaire métallique 35  s'étend vers le bas depuis le plateau     annulaire    30.  Des chevilles métalliques verticales 36 (voir     fig.     3) relient entre eux les plateaux 30 et 31.  



  L'anode 8 comprend deux anneaux métalliques  38 et 39 brasés l'un sur l'autre à leurs bords exté  rieurs et formant ensemble une anode de section  transversale en forme de V, évidée en 40 et s'ou  vrant vers la cathode. L'anode est évidée afin de  capter à son intérieur les électrons qu'elle émet par  suite du bombardement par les électrons du     faisceau,     de sorte que les électrons émis par l'anode ne pas  sent pas vers l'électrode de commande 7 fortement  positive. Les anneaux 38 et 39 de l'anode sont sup  portés par un anneau métallique 42 qui est brasé à  l'anneau supérieur 39 et pincé entre des anneaux de  scellement métalliques 43 et 44 qui sont soudés en  semble à leurs bords extérieurs et forment la borne  de l'anode.

   Quand le tube est utilisé sous haute ten  sion, il peut se former un arc interne entre l'anode  et l'électrode de commande, particulièrement si     cette          dernière    est hors circuit pendant une opération d'in  terruption. Pour diminuer cette possibilité de for  mation d'arc, les bords extérieurs des plateaux 30  et 31 et les bords intérieurs des anneaux 38 et 39  sont repliés pour former des parties     arrondies    visi  bles à la fi-. 2.  



  L'enveloppe du tube comprend une section in  férieure 47 en forme de cuvette et faite d'une ma  tière isolante, l'anneau de scellement 43 étant scellé  dans son bord     supérieur.    Le fond de la section 47 est  percé d'un trou permettant le passage du support 24  de l'électrode de     convergence    et un anneau de scel  lement 48 est scellé dans le bord de ce trou et brasé  sur le support 24. L'enveloppe comprend encore une      section supérieure 49 de matière isolante, en forme  de cuvette inversée, dans le bord inférieur de la  quelle est scellé l'anneau de scellement 44.

   La par  tie supérieure de la section 49 est percée d'un trou  pour permettre le passage du bouchon 33     formant     borne et un anneau de scellement 50 est     scellé    dans  le bord de     ce    trou et brasé sur le bouchon 33.  



  En disposant la borne de l'anode 8 autour de la  circonférence de l'enveloppe et les bornes 33 et 24  des électrodes de commande et de convergence aux  extrémités opposées de l'enveloppe, on assure un es  pacement et une isolation maxima entre les bornes,  ce qui est avantageux pour le fonctionnement à  haute tension.  



  Il est désirable de protéger la cathode du champ  produit par l'électrode de commande et de celui  produit par l'anode, sauf sur le passage du     faisceau     radial, pour éviter que des champs diffus     perturbent     le champ de formation du faisceau établi par les  électrodes de convergence et de commande. C'est une  des raisons pour lesquelles on prévoit le long sup  port 24 et le capuchon de protection 25 sur les pla  teaux annulaires 22 et 23 de l'électrode de conver  gence 6. De même, l'une des raisons de la présence  de longues parties tubulaires 32 et 35 sur les pla  teaux annulaires 31 et 30 de l'électrode de commande  est de constituer un écran entre l'anode d'une part  et la cathode ainsi que l'électrode de     convergence,     d'autre part.

   En outre, les parties tubulaires 24, 32,  35 et le capuchon 25 servent à empêcher un bombar  dement de l'enveloppe par des électrons diffus qui  pourraient produire la rupture de la matière iso  lante, ce qui serait particulièrement grave dans des  tubes travaillant à haute tension. Ces     parties    ont en  core un autre but, au moins dans la     surface    adja  cente à leurs plateaux annulaires respectifs 22, 23,  30 et 31, qui est de coopérer avec les plateaux an  nulaires pour établir le champ désiré de forma  tion du faisceau.  



  Dans la variante représentée à la     fig.    4, l'anode  8' se projette à l'extérieur de l'enveloppe du tube,  ce qui permet de la refroidir plus facilement. Si l'on  veut maintenir les dimensions des électrodes et les  espacements identiques à ceux de la forme d'exé  cution représentée à la     fig.    2, il faut simplement que  les diamètres des sections 47' et 49' de l'enveloppe  soient inférieurs à ceux des sections 47 et 49 de la       fig.    2. Les plateaux anodiques 38' et 39' sont con  nectés aux sections 47' et 49' de l'enveloppe par  des anneaux de scellement 43' et 44' respectivement,  d'une manière semblable à celle représentée dans la  forme d'exécution de la     fig.    2.  



  Le tube décrit et sa variante peuvent avoir de  nombreux emplois, par exemple comme interrup  teurs, comme dispositifs de commande, comme am  plificateurs ou comme modulateurs. Ils donnent     un     excellent résultat dans ces divers usages, spéciale  ment dans les applications à haute tension.

Claims (1)

1. REVENDICATION Tube électronique, comprenant un axe et un plan intermédiaire que coupe cet axe, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe évacuée et, dans cette enveloppe, une cathode cylindrique axée sur ledit axe, une anode annulaire entourant la cathode et des électrodes annulaires disposées entre la ca thode et l'anode, ces électrodes formant un passage sensiblement inobstrué pour un faisceau d'électrons en forme générale de disque dirigé radialement et contenant ledit plan intermédiaire,

   ces électrodes comprenant une électrode de convergence adjacente à la cathode et destinée à faire converger les élec trons provenant de cette dernière pour former ledit faisceau et une électrode de commande disposée en tre l'électrode de convergence et l'anode et desti née à commander le courant d'électrons dans ledit faisceau entre zéro et une valeur maximum, l'élec trode de convergence et l'électrode de commande comprenant chacune deux plateaux annulaires ali gnés, espacés axialement et disposés sur les côtés opposés dudit plan intermédiaire, les deux plateaux de chaque électrode étant reliés électriquement entre eux. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Tube selon la revendication, caractérisé en ce que les plateaux des électrodes de convergence et de commande sont formés et disposés de manière à pouvoir produire un champ électrostatique empê chant les électrons de heurter l'électrode de com mande. 2. Tube selon la sous-revendication 1, caracté risé en ce que les plateaux de l'électrode de com mande sont reliés chacun à une partie tubulaire s'étendant en direction axiale à distance dudit plan intermédiaire, ces parties tubulaires coopérant avec les plateaux des électrodes de commande et de con vergence pour produire ledit champ électrostatique. 3.

   Tube selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour protéger la cathode de champs produits par les autres parties du tube. 4. Tube selon la sous-revendication 3, caracté risé en ce que les moyens de protection comprennent un support tubulaire pour l'électrode de convergence. 5. Tube selon la sous-revendication 4, caracté risé en ce que ledit support porte un plateau de l'électrode de convergence, l'autre plateau étant sup porté par le premier plateau et étant prolongé par un capuchon constituant un écran supplémentaire pour la cathode. 6.

   Tube selon la sous-revendication 4, caracté risé en ce qu'il comprend un support tubulaire pour l'électrode de commande, agencé pour constituer un nouvel écran de protection pour la cathode. 7. Tube selon les sous-revendications 2 et 6, ca ractérisé en ce que l'une desdites parties tubulaires s'étendant depuis l'électrode de commande consti tue des moyens de support pour cette électrode, les deux parties tubulaires étant agencées pour protéger la cathode. 8.

   Tube selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend une borne d'anode disposée à la surface extérieure de ladite enveloppe, une borne d'électrode de commande disposée à une première extrémité de cette enveloppe, et une borne d'élec trode de convergence disposée à la seconde extré mité de l'enveloppe. 9. Tube selon la sous-revendication 8, caracté risé en ce qu'il comprend une borne de cathode dis posée à ladite seconde extrémité de l'enveloppe, et en ce que foutes les bornes sont coaxiales. 10.

   Tube selon la sous-revendication 9, carac térisé en ce que toutes les électrodes sont supportées par leur borne respective. 11. Tube selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend une borne d'anode disposée à la surface extérieure de l'enveloppe, une borne d'élec- trode de commande disposée à une première extré mité de l'enveloppe, une borne d'électrode de conver gence disposée à la seconde extrémité de l'enve loppe, un écran de support tubulaire s'étendant de puis un plateau de l'électrode de convergence vers la borne de celle-ci,

   un écran en forme de capuchon solidaire de l'autre plateau de l'électrode de con vergence et couvrant la cathode, un écran de sup port tubulaire monté sur un plateau de l'électrode de commande et s'étendant jusqu'à la borne de celle- ci, et un écran en forme de jupe monté sur l'autre plateau de l'électrode de commande et se projetant en direction de ladite seconde extrémité de l'enve loppe. 12. Tube selon la sous-revendication 9, caracté risé en ce qu'il comprend un support de cathode s'étendant dans un support tubulaire de l'électrode de convergence. 13.

   Tube selon la revendication, caractérisé en ce que l'anode présente un évidement annulaire en forme de V s'ouvrant en direction de la cathode.