Elektronenvervielfaeher. Die Erfindung betrifft einen Elektronen vervielfacher, insbesondere für grosse Lei stungen.
Der Elektronenstrom vergrössert sich bei jeder Elektrode sprunghaft. Die Erwärmung der :einzelnen Elektroden ist um so höher, je grösser die Zahl der auftreffenden Primär elektronen ist. Unverhältnismässig stark ist die Erwärmung der Sammelanode, da einer seits die meisten Elektronen an ihr auf treffen und anderseits keine Energie ver brauchende Auslösearbeit für Sekundärelek tronen geleistet wird.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, die grössere Wärme menge mit zunehmendem Elektronenstrom auf grössere Elektrodenflächen zu verteilen, oder mit andern Worten, die Elektrodengrösse der Zahl der auftreffenden bezw. ausgelösten Elektronen, oder der Differenz zwischen aus gelösten und auftreffenden Elektronen an zupassen.
Die zulässige Höchsterwärmung der Auffanganode bestimmt meistens die maximale Belastung. Ein mit einem Wechsel stromwiderstand, beispielsweise mit einem Transformator, abgeschlossenes Verstärker rohT besitzt füT Wechselstrom und Gleich strom verschiedene Leistungsgrenzen. Mass geblich für die Erwärmung einer Röhre ist der mittlere Gleichstrom. Für die Erwär mung der Auffanganode ist im wesentlichen der mittlere Gleichstrom der Endstufe be stimmend, ider auch durch den Abs,chluss- widerstand fliesst.
Die durch .den mittleren Gleichstrom erzeugte Wärmemenge verteilt sich auf der Röhre und auf den Abschluss- widers:tand. Je kleiner der Abseblusswider- stand, ide@sto kleiner ist die ausserhaalb der Röhre verbrauchte Energie und -desto grösser die Erwärmung der Röhre selbst.
Beispiels weise ein Wechselstromabschlusswiderstand mit geringem Wirkwiderstand kann nur wenig Energie aufnehmen und der über wiegende Teil -der Gesamtleistung muss, inner halb der Röhre in Wärme umgesetzt werden.
Verwenn,det man zum Beispiel zur Ton wiedergabe eines Tonfilmes einen Verviel- facher mit Photokathode, so entsteht beim Reissen des Filmes sehr grosse Gefahr für den Vervielfachen da das auf die Photokathode auffallende Gleichlicht einen hohen konstan. ten Elektronenstrom und daher eine un verhältnismässig hohe Erwärmung der Elek troden, insbesondere der Auffanganode ver ursacht.
Erfindungsgemäss ist zwischen zwei auf einanderfolgenden Elektroden ein durch ent sprechende geometrische Gestalt und ent sprechendes Potential die Elektronenbahnen zerstreuendes Beschleunigungsgitter vorge sehen. Um die Elektroden voll auszunützen, ist es zweckmässig, die Zerstreuung der Elek tronen, soweit überhaupt möglich, entspre chend dem Vervielfachungsfaktor zu wählen, das heisst so gross zu wählen, dass die Flächen dichte der auf die einzelnen Elektroden auf treffenden Elektronen gegen die Endelektro- den hin nicht a11zu stark zunimmt.
Anderseits kann man mit abnehmendem Elektronenstrom Elektroden kleinerer Oberfläche verwenden. Am einfachsten ist es, das Beschleunigungs gitter an das Potential der im Elektronenweg folgenden Elektrode zu .legen. Bei Röhren aus Isolierstoff eignet sich als Auffanganode für die durch das Beschleunigungsgitter ausein- andergestreuten Elektronen am besten eine auf die Röhrenhülle aufgebraehte Graphit- schiebt grosser Oberfläche, über welche sich die entstehende Wärmemenge verteilen kann,
so dass keine Stellen überhitzt werden und zu einer Zerstörung der Röhre Anlass geben könnten. Ausserdem kann bei dieser Ausfüh rung eine Kühlung der Röhre an der Aussen seite durch Zufuhr von Kühlluft oder Kühl wasser ohne grosse Schwierigkeiten vorgenom men werden, wodurch eine weitere Leistungs steigerung ermöglicht wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt.
Fig.l zeigt einen Längsschnitt durch einen Vervielfacher; Fig. 2 zeigt einen Grundriss des Beschleu- nigungsgitters.
In einer Glashülle a ist ein E'lektroden- system untergebracht, das teils aus Kasten elektroden b, teils aus, Netzelektroden c und aus einer auf die Glashülle a aufgebrachten grossflächigen Graphntschicht d besteht.
Zwi schen der letzten Vervielfaeherelektrode und der als Auffanganode dienenden Graphit schicht d befindet sich ein Beschleunigungs gitter e, das durch entsprechende geome trische Gestalt und entsprechendes Potential die Elektronenbahnen auseinanderstreut. Das Besehleunigungsgitter besitzt hier beispiels weise dasselbe Potential wie die Auffang anode.
Es ist als weitmaschiges Drahtnetz ausgebildet, dessen Gestalt derart ist, dass die die Potentialverhältnisse bestimmenden Drahtebenen ein konkav entgegen und konvex in der Elektronen-Bewegungsrichtung lie gendes geometrisches Gebilde darstellen. Die Netzelektroden c besitzen mit zunehmendem Elektronenstrom grössere Oberflächen und sind konkav entgegen der Elektronen-Be- wegungsrichtung,
um auch ohne Beschleuni- gungsgitter die Elektronenbahnen etwas zu zerstreuen. Die Pfeile f deuten zwei Elek tronenbahnen an. Um die Wirkung des Be schleunigungsgitters voll auszunützen, ist es zweckmässig, es nahe an @di#äjemge Elektrode zu verlegen, von welcher die zu zerstreuenden Elektronen abgehen.
Obwohl gekrümmte Netzelektroden ebenfalls eine zerstreuende Wirkung auf die Elektronen ausüben können, besteht zwischen der Wirkungsweise von ge krümmten Netzelektroden und zerstreuendem Beschleunigungsgitter ein wesentlicher Unter schied.
Wie schon durch die Bezeichnung "Ba- schleunigungsgitter" angedeutet, bewirkt das zerstreuende Gitter bei geeigneter Vorspan- riung, also zum Beispiel wenn es am selben Po tential wie die im Elektronenweg folgende Elektrode liegt,
beschleunigend auf die Elek tronen und setzt die Laufzeiten und ebenso die Raumladungen herab. Je näher das Be- schleunigungsgitter an derjenigen Elektrode liegt, von welcher die Elektronen abgesaugt werden sollen, desto geringer ist die Laufzeit der Elektronen und die Raumladung.
Die Leistung der Endstufe. und damit des ganzen Vervielfachers wird durch die gute Absauge wirkung des Beschleunigungsgitters bedeu- 5 tend erhöht und die Erwärmung der End stufe bleibt trotzdem gering, da das Be schleunigungsgitter durch seine Gestalt die Elektronen verteilt auf die Grossflächenanode auftreffen l.ässt.