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Entladungsröhre mit Dampf- oder Gasfüllung für stetig gesteuerte starke
Ströme Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre mit Dampf- oder Gasfüllung
für stetig gesteuerte starke Ströme, insbesondere für Verstärker- und Sendezwecke,
bei welcher zwischen zwei Elektroden eine Gasentladung übergeht, die als Elektronenquelle
für die Verstärkerelektroden - (Steuergitter -und Verstärkeränode) dient.
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Erfindungsgemäß werden Entladungsröhren dieser an sich bekannten Art
in der Weise ausgebildet, daß das aus einer Verstärkeranode und einem sie vollständig
und in geringem Abstande umhüllenden Steuergitter bestehende Verstärkersystem unmittelbar
in den Gasentladungsweg gelegt ist, so daß es allseitig von der Gasentladung umspült
ist, und die Verstärkeranode mittelbar oder unmittelbar so weit geheizt ist, daß
die Dampfdichte in dem zwischen den Verstärkerelektroden liegenden Raum derart verringert
ist, daß die mittlere freie Weglänge der Moleküle ein Vielfaches des gegenseitigen
Abstandes der Verstärkerelektroden beträgt. Eine selbständige Entladung kann so
zwischen den' Verstärkerelektroden nicht auftreten. Selbstverständlich können bei
Röhren gemäß der Erfindung in der Gasentladungsbahn mehrere solcher Verstärkersysteme
an geeigneten Stellen angeordnet werden. Auch kann jede Anode bzw. jedes Gitter
des Verstärkersystems aus mehreren elektrisch voneinander abhängigen oder unabhängigen
Teilanoden bzw. Teilgittern zusammengesetzt sein.
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Bei den bekannten Entladungsröhren der hier in Frage stehenden Art
mit stetig steuerbaren starken Strömen ist man-bisher vielfach derart vorgegangen,
daß kondensierbare Metalldämpfe als Röhrenfüllung verwandt und im Innern der Röhren
oder außen besondere Kühlvorrichtungen vorgesehen wurden, um die erforderlichen
niedrigen Drucke im Verstärkerraum zu erzielen, damit jede selbständige Entladung
zwischen den einzelnen Elektroden untereinander mit Sicherheit unterdrückt wird.
Dieses hat man deswegen getan, weil es bei hohen Drucken schwierig ist, die Anordnung
so zu wählen, daß die längste Distanz zwischen den Verstärkerelektroden genügend
klein ist. Denn um eine Stoßionisation im Verstärkerraum zu verhindern, ist es bekanntlich
notwendig, den Abstand zwischen den Verstärkerelektroden kleiner als die mittlere
freie Weglänge der Moleküle zu machen.
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Die vorliegendeErfindungüberwindet diese Schwierigkeiten in der folgenden
Weise: Die Steuergitteranodengruppe besteht z. B. aus einer Platte als positiv vorgespanntes
stromaufnehmendes .Element (Verstärkeranode), welches von einem isolierten Rohr
getragen wird, in dessen Innerem sich die Stromzuführung befindet. Diese Elektrode
ist eng anliegend,
aber isoliert von einem engmaschigen Gitter vollständig
umschlossen. Dieses Gitter ist negativvorgespannt. Damit nun eine selbständige Entladung
zwischen den beidenElektroden nicht auftreten kann, wird durch Heizung der Verstärkeranode
die Dichte des Dampfes oder Gases in der Umgebung der Verstärkerelektroden wesentlich
heruntergedrückt. Hierdurch wird bei :gleichem Druck, in der Röhre herrscht überall
der gleiche Drück, die freie Weglänge der Moleküle entsprechend erhöht. Vorteilhaft
wird auch der Gasdruck niedrig gehalten. Z. B. wählt man bei Quecksilber Dampfdrucke,
die einer Quecksilbertemperatur von 3o bis q.0° C entsprechen. ' Die weiteren zur
Röhre erforderlichen Elemente sind eine Hochleistungsoxydkathode sowie eine Entladungsanode,
die auf einer derartigen Spannung gegenüber der Oxydkathode gehalten wird, daß eine
dauernde Ionisation mit Sicherheit aufrechterhalten bleibt. Die zwischen diesen
beiden hervorgerufene Entladung umspült eng das negativ vorgespannte Gitter und
stellt somit die Kathode der Verstärkerstrecke dar. Die Verstärkeranode ist befähigt,
durch ihre positive Vorspannung raumladungsfrei Elektronen in großer Menge durch
das Gitter durchzuziehen, ohne eine Ionisation zwischen Gitter und Hauptanode hervorzurufen.
Man erzielt mit diesen Röhren eine große Steilheit, bis zu mehreren Ampere pro Volt,
sowie einen inneren Widerstand von besonderer Kleinheit: Die Röhre ist somit befähigt,
bei niedriger Anodenspannung große Ströme aufzunehmen und somit große Energien abzugeben,
die sowohl für Verstärker- als auch Schwingungszwecke verwendet werden können.
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Weiterhin ist die Röhre durch ihren geringen inneren Widerstand befähigt,
mit den. energieaufnehmenden Elementen in Reihe geschaltet zu werden, was ihre Verwendung
beispielsweise als Endverstärkerröhre für dynamische Lautsprecher oder als Verstärkerröhre
für rückkopplungsfreie Verstärker in Verbindung mit an sich bekannten Kopplungsmitteln
gestattet.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt die Abbildung.
In derselben trägt ein Quetschfuß Q mit sechs Durchführungen die in der Erfindung
beschriebenen Elemente der Röhre B. Die Kathode ist mit K bezeichnet, ihre sie tragenden
Stromzuführungen mit 2 und 3. Sie wird zweckmäßig in bekannter Weise als Oxydkathode
ausgebildet. Die Durchführungen 4 und 5 tragen, durch ein Isolierröhrchen getrennt,
einerseits eine plattenförmige Verstärkeranode A und anderseits ein sie gitterförmig
vollständig umhüllendes Netz G, das an keiner Stelle von der Platte einen größeren
Abstand aufweist als durch die elektrischen und mechanischen Bedingungen unumgänglich
erforderlich ist. Die Elektrode A ist mittelbar oder unmittelbar auf die zur hinreichenden
Verringerung der Gasdichte erforderliche Temperatur geheizt. Die Durchführung 6
trägt die Entladungsanode Al: Die Durchführung z trägt einen Teil M mit einem Getterstoff,
der in bekannter Weise zur Erhöhung des Vakuums während des Pumpvoi#ganges dient.
Legt man an die Elektroden A1 und K eine geeignete Spannungsdifferenz, die beispielsweise
bei Hg-Dampffüllung etwa 2,o Volt beträgt, so wird sich zwischen-diesen beiden Elektroden
ein kräftiger, den ganzen Raum des Glasballons erfüllender Lichtbogen ausbilden,
der in der Umgebung von A und G ein ionenarmes Gebiet :aufweist. Durch dieses Gebiet
saugt nun die Elektrode A mit ihrer vergleichsweise hohen positiven Vorspannung
den notwendigen Nutzelektronenstrom. Dieser Strom wird nun durch die der Elektrode
G aufgedrückte variable Spannung stetig gesteuert.