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Gitter für Elektronenröhre Die Güte einer Dreielektrodenröhre für
Verstärkerzwecke ist nach der Definition von Barkhausen gleich dem Produkt von reziproker
Wert des Durchgriffs und Steilheit. Beide Faktoren nehmen bei Annäherung des Gitters
an den Glühfaden zu. Bei den bisherigen Konstruktionen ist dieser Annäherung jedoch
eine Grenze gesetzt; zunächst durch die Gefahr einer Berührung zwischen Glühfaden
und Gitter bei Verbiegung der Haltedrähte, sodann durch das Auftreten von Gitterströmen.
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Aus dem erstgenannten Grunde ist es bei handelsgängigen Elektronenröhren
nicht möglich gewesen, den Abstand Glühfaden - Gitter unter i Millimeter herabzudrücken.
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Der zweite Punkt hingegen spielt eine wesentliche Rolle bei allen
freitragenden Gitterkonstruktionen, z. B. Spiralgittern, gestanzten Gittern usw.
Bei diesen kann die Stärke des Materials und damit die dem Elektronenstrom ausgesetzte
Fläche aus Gründen der Formbeständigkeit nicht unter eine gewisse Grenze herabgesetzt
werden. Bei Drähten, die auf Zug beansprucht sind, fällt dieses Hindernis weg. Nun
sind zwar Konstruktionen bekannt geworden, bei denen zwischen zwei Blechringen Gitterdrähte
ungefähr parallel zum Glühfaden ausgespannt sind, aber bei diesen wird der Vorteil
der dünnen Gitterdrähte durch den großen Querschnitt der Verbindungsstege wieder
aufgehoben, die die beiden Ringe gegeneinander stützen. Außerdem tritt die zuerst
genannte Schwierigkeit unverhindert auf. Andere diesbezügliche - Versuche haben
zu keinem präkti- 1
scheu Erfolg geführt, weil die vorgeschlagenen umständlichen
Spannvorrichtungen und die Einzelbefestigung der Gitterdrähte keine wirtschaftliche
Erzeugung zuließen.
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Alle obenerwäbnten Nachteile werden der Erfindung gemäß dadurch behoben,
daß bei Gittern, die den Glühfaden allseitig umgeben und aus dünnen auf Zug beanspruchten
Drähten bestehen, die von Isolierkörpern sowie Metallhäkchen nach Art des Glühfadens
in Glühlampen gehalten werden, die genannten Drähte derart windschief gespannt sind,
daß der senkrechte Abstand- dieses Gitters vom Glühfaden in der Mitte merklich kleiner
ist als an den Enden desselben.
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Die Abb. i und 2 (vergrößert gezeichnet) zeigen den Grundgedanken
der Anordnung. Die Glühfadenzuleitungsdrähte i tragen an ihren Enden aufgeschmolzene
Tropfen 2 aus Isoliermaterial, zweckmäßig Quarz oder Glas. In diese Tropfen sind
ähnlich wie in die Linsen der Metallfaden Glühlampenhäkchen 3 eingesteckt, jedoch
derart, daß kein Kontakt mit der Heizdrahtzuleitung eintreten kann. Diese Häkchen
(z. B. aus Molybdän) dienen als Träger des zickzackförmig gespannten Gitterdrahtes
q.. Die Anordnung des Gitterdrahtes erinnert an die des Glühdrahtes in einer Metallfadenlampe.
Die Befestigung des Gitters an den Isoliertropfen verbürgt eine einwandfreie Distanzierung
vom Glühfaden 5. Es ist unmöglich, daß eine nachträgliche Verbiegung der Haltedrähte
zu Berührungen führt.
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Durch die feste mechanische Verankerung
tritt ein
weiterer bedeutender Vorteil ein. Das bekannte Klingen der Röhre, das in Schwingungen
des Glühfadens relativ zum. Gitter infolge von Erschütterungen seine Ursache hatte
und bei manchen Konstruktionen zu einem, wahren Glockengeläute Anlaß gab, ist durch
die vorliegende Erfindung beseitigt.
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Der Querschnitt der Gitterdrähte kann beliebig klein gewählt werden,
wodurch die Gitterströme selbst bei positiv geladenem Gitter verschwindend klein
werden. Der sich daraus ergebende Vorteil ist von größter praktischer Tragweite,
denn bisher konnte für eine verzerrungsfreie Niederfrequenzverstärkung nur jener
Teil der Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie ausgenutzt werden, der im Bereiche
negativer Gitterspannungen verläuft. Bei der vorliegenden Konstruktion hingegen
ist die ganze Charakteristik bis zur Sättigung ausnutzbar; dadurch entfällt die
Notwendigkeit, hohe Anodenspannungen zur Verschiebung der Charakteristik gegen negative
Werte anzuwenden und eine eigene Gittervorspannungsbatterie oder Spannungsabfälle
u. dgl. zu benutzen.
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Die geringen erforderlichen Materialmengen ermöglichen es ferner,
hochwertige Metalle, wie Molybdän oder Wolfram, für die Gitterdrähte zu wählen,
die sich leicht entgasen lassen und die Gefahr des Durchschmelzens ausschließen.
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Vom werkstattechnischen Standpunkt ist es wichtig, daß durch eine
derartige Anordnung eine Glaseinschmelzung im Füßchen erspart wird. Während ein
freitragendes Gitter im allgemeinen zwei Einschmelzstellen aufweist, ist hier nur
eine zur Durchführung des Zuleitungsdrahtes erforderlich.
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Durch Lösung der Aufgabe, das Gitter näher an. dem mittleren Teil
des Glühfadens heranzubringen als an die. Endteile, die bekanntlich, wesentlich
schwächer emittieren, gemäß der Erfindung wird unter gleichzeitiger Erhöhung der
Steilheit die Anbringung der Gitterdrähte erleichtert. Der Wicklungsschritt, mit
dem diese Wirkung erzielt werden kann, ist in einem Ausführungsbeispiel in Abb.
2 zu sehen. Die Gitterdrähte sind nicht achsenparallel geführt, sondern windschief
zur Achse. Die von ihm eingehüllte Kegelfläche ist ein Rotationshyperboloid, dessen
Mitteleinschnürung um so enger ausfällt, je schräger die Einzeldrähte geführt sind.
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Besonders hohe Anforderungen werden an die mechanischen Eigenschaften
von Elektrodenaufbauten bei Mehrgitterröhren gestellt, weil die Wahrscheinlichkeit
gegenseitiger Kurzschlüsse erheblich größer ist. Hier ist es besonders wichtig,
die Elektroden starr gegeneinander abzustützen. Auch die Frage des Querschnittes
der Gitterelemente, den diese dem Elektronenstrom entgegenstellen, gewinnt erhöhte
Bedeutung, da die Hilfselektroden meist positiv geladen sind (Raumladungsgitter,
Voranode). Die vorstehend entwickelte Gitteranordnung eignet sich daher auch sehr
gut für Doppel-und Mehrgitterröhren. Dabei ist es ohne weiteres möglich, die Häkchen
für beide Gitter in dem gleichen Isoliertropfen einzustecken.