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Sekundäre Elektronenverstärker.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verstärkung eines veränderlichen Stromes, mittels einer Elektronenröhre, in der eine Kathode, eine zur Abnahme des Nutzstromes dienende Anode und mehrere sekundäremittierende Prallelektroden vorgesehen sind, die derart steigende Potentiale aufweisen, dass an ihnen eine Vervielfachung eintritt, wobei die Beschleunigung und Führung der Elektronen lediglich durch das Feld zwischen den Prallelektroden erfolgt und besteht darin, dass die Prallelektroden durch quer zur durch äussere Felder unbeeinflussten Entladungsrichtung verlaufende, mit einer leicht Sekundärelektronen abgebenden Oberfläche versehene, elektronendurchlässige Metallflächen gebildet werden.
In denZeichnungen sindAusführungsbeispiele dargestellt. Es ist Fig. 1 und 2 je eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ; Fig. 3,4 und 5 je ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform ; Fig. 6 ein Querschnitt durch eine weitere Röhre gemäss der Erfindung und Fig. 7 ein Schnitt durch eine Photozelle, die mit einer Anordnung gemäss der Erfindung kombiniert ist.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung gemäss der Erfindung, die eine Mehrzahl von hintereinanderliegenden Prallanoden 1, 101, 111 und 121 enthält. Jede dieser Anoden ist mit einem Punkt verbunden, dessen Potential höher ist, als das der vorhergehenden Anode. An Stelle des Ausgangswiderstandes ist hier ein Messinstrument. M zwischen Anode 3 und Batterie 11 vorgesehen.
Die Wirkungsweise einer Einrichtung dieser Art ist folgende : Die von der Kathode 2 emittierten Primärelektronen fallen auf die Prallanode 1 auf. Die dadurch freigemachten Sekundärelektronen werden auf der Vorder-oder Rückseite des Gitters oder Metallplättehens 1 durch die auf höher positiver Spannung liegende zweite Prallanode j ! M beschleunigt, so dass sie auf diese Anode auftreffen. Dort schlagen sie wieder die mehrfache Zahl von Tertiärelektronen los, die wiederum rückwärts abgesaugt auf eine weitere Prallanode 111 geworfen werden, um schliesslich als mehrfach verstärkter Elektronenstrom von der letzten als Auffangelektrode ausgebildeten Anode 3 zur Arbeitsleistung aufgenommen zu werden.
Theoretisch lässt sich so eine beliebig hohe Verstärkung erzielen. Die Verstärkung der von irgendwelchen Steuerwirkungen ausgehenden Primärstromschwankungen erfolgt dabei völlig linear.
Ein besonderer Vorteil eines derartigen Verstärkers ist der niedrig liegende Störpegel, der eine ausserordentlich hohe Verstärkung sehr kleiner Spannungsschwankungen gestattet.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Es ist günstig, bei mehreren hintereinanderliegenden, gitterförmigen Prallanoden 101 und 111 die freigewordenen Sekundärelektronen auf der nach der Kathode zu gelegenen Seite durch eine Auffangelektrode 1 abzusaugen. Auf diese Weise wird zum Teil ein zweifacher Elektronendurchgang durch die Gitter erreicht, wodurch die Sekundär- emission stark erhöht wird. Des weiteren erwies es sich als günstig, zur Herabsetzung der Austrittsarbeit die Prallanoden zu erhitzen.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die Prallanoden ringförmig ausgebildet sind, um den Lichtzutritt zur Kathode nicht zu versperren. Eine ähnliche Anordnung zeigt Fig. 4, bei der die Anoden seitlich als Streifen ausgebildet sind.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der ein Satz von Prallanoden in Form von schmalen Streifen in der Mitte über einer länglichen Kathode liegt.
Es hat sich ferner als für die Verstärkung günstig erwiesen, die Elektronenquelle, z. B. die Photokathode einer Photozelle oder eine im Primärelektronenstrahl liegende Blende, wie an sich bekannt, auf der ersten Prallanode 1 elektronenoptisch abzubilden bzw. den gesamten von der Quelle ausgehenden Elektronenstrom auf die erste Prallanode zu konzentrieren. Da ferner die dort entstehenden Sekundärelektronen nach verschiedenen Richtungen austreten, empfiehlt es sich, wie an sich bekannt, auch die erste Prallanode auf der zweiten, diese auf der nächsten usw. elektronenoptisch abzubilden.
Dies kann im Falle von hintereinander angeordneten Gittern als Prallanoden in einfachster Weise elektrostatisch (Fig. 6) oder mittels des Magnetfeldes einer umgebenden Spule geschehen.
Die Elektronenlinse hat nach Fig. 6 die Form eines Zylinders 7 mit angesetzten Ringen, wodurch gleichzeitig eine besonders für Fernseh- und Tonfilmzwecke bei Photozellen ausserordentlich wichtige Unempfindlichkeit gegen äussere Störungen in einfachster Weise erreicht wird. Verbindet man diesen Zylinder z. B. mit dem Abschinnmantel des zum Verstärker führenden Kabels, so erübrigt sich jede äussere Abschirmung der Photozelle, wie Metallkästen, Metallgitter usw., was häufig der Lichtausnutzung zu gute kommt.
Für GrossoberflÅachenphotozellen hat sich die in Fig. 7 dargestellte Form eines die Kathode 2 enthaltenden runden Glaskörpers 7 mit angesetztem Hals 8, welcher das Elektrodensystem 1, 101, 111, 121 sowie die Auffanganode 3 enthält, bewährt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verstärkung eines veränderlichen Stromes, mittels einer Elektronenröhre, in der eine Kathode, eine zur Abnahme des Nutzstromes dienende Anode und mehrere sekundäremittierende Prallelektroden vorgesehen sind, die derart steigende Potentiale aufweisen, dass an ihnen eine Vervielfachung eintritt, wobei die Beschleunigung und Führung der Elektronen lediglich durch das Feld zwischen den Prallelektroden erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallelektroden durch quer zur durch äussere Felder unbeeinflussten Entladungsrichtung verlaufende, mit einer leicht Sekundärelektronen abgebenden Oberfläche versehene, elektronendurchlässige Metallflächen gebildet werden.