DE554321C - Elektronenstrahlroehre mit Oxydkathode - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
7. JULI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 554321 KLASSE 21 e GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Elektronenstrahlröhre mit Oxydkathode

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. November 1930 ab

Es sind gas- oder dampfgefüllte Elektronenstrahlröhren mit Oxydkathode bekannt, bei welchen die Oxydkathode einen derartigen Aufbau aufweist, daß ein wesentlicher Teil der mit 5 Oxyd bedeckten emittierenden Oberfläche durch die besondere Gestaltung der Kathode vor dem Bombardement durch schnelle Ionen geschützt ist.
Es ist ferner bereits eine gasgefüllte Braunsehe Röhre bekannt geworden, bei der zwischen Anode und Kathode eine Blende in Verbindung mit einer ringförmigen, koaxial zur Anodenöffnung liegenden Kathode vorgesehen ist. Diese Anordnung soll ebenfalls die Kathode vor

is- dem Bombardement durch schnelle Ionen schützen, sie hat jedoch u. a. den Nachteil, daß die Intensität des Kathodenstrahles nur gering ist, da die emittierende Fläche der Kathode von der Anode abgewandt ist.

ao Erfindungsgemäß wird nun die Oxydkathode als eine der Anode zugekehrte Fläche ausgebildet und gleichzeitig zu einem anderen Mittel für den Schutz der Kathode gegriffen. Es wird ein Gitter in den Raum zwischen Kathode und

as Anode gebracht und diesem Gitter ein derartiges positives Potential erteilt, daß die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Kathode wesentlich kleiner ist als die Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode. Zweckmäßige Spannungswerte sind 200 bis 400 Volt zwischen Anode und Kathode und 10 bis 50 Volt zwisehen Gitter und Kathode. Wird dabei dem Gitter eine solche Gestalt gegeben, z. B. durch genügend enge Maschenweite, daß der Durchgriff des Feldes aus dem Raum Anode—Gitter in den Raum Kathode-Gitter klein bleibt, so erhalten die in dem letzteren gebildeten Ionen in der Hauptsache nur eine der zwischen Kathode und Gitter liegenden, geringen Potentialdifferenz entsprechende geringe Geschwindig- keit, so daß sie eine Zerstörung der Kathode nicht mehr herbeiführen können.

Es ist an sich bei Braunschen Röhren bekannt, zwischen Kathode und Anode ein Gitter anzuordnen. Jedoch hat es sich dabei um Rohren ohne Gasfüllung gehandelt, bei denen eine Zerstörung der Kathode durch schnelle Ionen nicht zu befürchten ist, vielmehr das Gitter dazu benutzt werden soll, um die Intensität des auf dem Leuchtschirm auftretenden Elek- g₀ tronenstrahles zu verändern. In gasgefüllten Röhren bietet die Anwendung eines in der angegebenen Weise ausgebildeten Gitters außer einem Schutz für die Kathode vor Zerstörung durch schnelle- Ionen noch weitere Vorteile. Der Elektronenstrahl in gas- oder dampfgefüllten Röhren hat, im Gegensatz zu Hochvakuumröhren, nicht etwa die Form eines langgestreckten Kegels, sondern wird durch die Wirkung der positiven Ionen (van der Bijl-Effekt) g₀ zusammengehalten. Der Querschnitt des Elektronenstrahles schwankt dabei aber auf seiner

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Kurt Engel in Köslin, Pomm., und Dr. August Glaser in Berlin-Fr ohnau.

ganzen Länge periodisch, so -daß Knoten und Bäuche in bestimmten Abständen wechseln.

Wird nun in der oben angegebenen Weise ein Gitter zwischen Kathode und Anode in gasgefüllten Elektronenstrahlröhren angeordnet, so besteht eine Abhängigkeit der Abstände der Knoten und Bäuche von der an das Gitter gelegten Spannung. Ein scharf begrenzter Fleck • auf dem Leuchtschirm der Röhre kann nun ίο dadurch erhalten werden, daß durch passende Wahl der Gitterspannung gerade ein Knoten des Elektronenstrahles in die Leuchtschirmebene gelegt wird. Nach dem soeben Dargelegten ist dies durch Variation der Gitterspannung innerhalb des oben angegebenen Spannungsbereiches leicht zu erreichen. Auf diese Weise gelingt es, auch ohne Variation des Heizstromes einen scharf fokussierten Leuchtfleck auf dem Schirm zu erzielen, so daß der Heizstrom allein nach glühelektrischen Gesichtsr punkten festgesetzt werden kann. Diese Tatsache trägt weiter zur Erhöhung der Lebensdauer der Röhren bei.

Bei der Anordnung mit der ringförmigen, koaxial zur Anode liegenden Kathode mit der Blende zwischen Anode und Kathode wird der größte Teil der positiven Ionen als Strahl durch

die Öffnung des Kathodenringes, geleitet.

Wird dagegen gemäß der Erfindung zwischen Kathode und Anode ein Gitter angebracht, das als engmaschiges Sieb ausgebildet ist und eine wesentlich geringere positive Spannung als die Anode erhält, so werden die im Gitteranodenraum erzeugten schnellen Ionen größtenteils vom Gitter aufgefangen. Infolge des bei dieser Ausbildung der Hilfselektrode bestehenden geringen Durchgriffs der Anode ist der Gitterkathodenraum im wesentlichen frei von schnellen Ionen. Es kann deshalb die Kathode als Flächenkathode ausgebildet werden, die ihre " Fläche der Anode darbietet, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß die Kathode zerstört wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
' ■ Abb. ι zeigt eine Gesamtansicht der Röhre gemäß der Erfindung im Schnitt.

Abb. 2 und 3 stellen Ausführungsformen des, Hilfsgitters in vergrößertem Maßstabe dar. \ In Abb. ι bedeutet 1 die Kathode, die als Flächenkathode ausgebildet ist, 2 die hülsen-' förmige Anode, 3 das zwischen Anode und. Kathode liegende, als engmaschiges Sieb aus-, gebildete Hilfsgitter. Diese Elektroden können durch geeignete, am Quetschfuß 4 der Röhre 5 befestigte Haltedrähte getragen werden, die ihrerseits mit den Steckerstiften 6 elektrisch verbunden sind, die am Sockel 7 der Röhre angebracht sind. Kathode und Gitter befinden sich in einer Schutzhülle aus Glas o. dgl., die nach der Anode zu eine Öffnung für den Austritt des Elektronenstrahles besitzt. Ferner sind in an sich bekannter. Weise zur Steuerung des Elektronenstrahles Paare von Ablenkplatten 10 und 11 vorgesehen.

In die Röhre ist ein Quecksilberkügelchen eingebracht, so daß in der Röhre ein Dampfdruck von i'/iooo mm Hg herrscht. Die Wand am Kopf der Röhre ist als ebene Fläche 12 ausgebildet und trägt an der Innenseite einen Fluoreszenzschirm 13, der zweckmäßigerweise aus einem Gemisch von Calcium-Wolframat und- Zink-Silikat in· vorzugsweise gleichem Mengenverhältnis besteht.

Der Verlauf des Kathodenstrahles 14 ist in Abb. ι schematisch durch strichpunktierte Linien angedeutet, die die Knotenbildung des Strahles erkennen lassen. Durch passende Gittervorspannung läßt sich erreichen, daß gerade ein Knoten in die Leuchtschirmebene fällt.

Abb. 2 und 3 stellen mögliche Ausführungsformen des Gitters dar, entweder als Drahtgeflecht (Abb. 2) oder als Blech mit vielen kleinen Löchern (Abb. 3). Die Maschengröße beträgt zweckmäßigerweise ungefähr ¹J_A mm².

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlröhre mit Oxydkathode, ^o Gas- oder Dampffüllung zur Strahlenkonzentrierung und einer an eine konstante Spannung angelegten Schutzelektrode vor der Oxydkathode zum Abfangen der positiven Ionen, insbesondere zu Meßzwecken, dadurch gekennzeichnet, daß erstens die Kathode als eine der Anode zugekehrte Fläche und zweitens die Schutzelektrode als engmaschiges · Sieb ausgebildet sind.

2. Verfahren zum Betrieb einer Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Hilfselektrode derartig eingestellt wird, daß in an sich bekannter' Weise ein Knoten des Elektronenstrahles in die Leuchtschirmebene fällt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen