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Dampf- oder gasgefülltes Entladungsgefäß Im Hauptpatent 687 263 ist
ein gittergesteuertes dampf- oder gasgefülltes Entladungsgefäß beschrieben, bei
dem außer Anode, Glühkathode und Steuergitter eine aus zwei elektrisch leitend verbundenen
Teilen bestehende Hilfselektrode vorgesehen ist. Der .eine Teil der Hilfselektrode
liegt zwischen Anode und Steuergitter und der andere Teil zwischen Kathode und Steuergitter.
Die an Spannung gelegte Hilfselektrode ist derart ausgebildet und bemessen, daß
sie die Entladung bei ihrem Durchgang durch die Steuergitteröffnung bzw. -öffnungen
auf einen kleineren Querschnitt einengt, . als der Durchlaß-6ffnung bzw. den Durchlaßöffnungen
des Steuergitters entspricht. Die Vorteile dieser Anordnung liegen vor allem darin,
daß das Steuergitter gegen Temperatureinflüsse von der Kathode aus und auch gegen
verdampfendes Emissionsmaterial geschützt ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterbindung
des angegebenen Gegenstandes des Hauptpatents. Zur Erläuterung der Er f ndung sei
zunächst auf den Zündvorgang bei dampf- oder gasgefüllten Entladungsgefäßen eingegangen.
Durch den Einbau einer Gitterquerplatte mit mehr oder weniger großer öffnung ist
es bekanntlich möglich, die Lage und Form der Zün@-kennline gleichzeitig zu beeinflussen.
Bei kleiner Gitteröffnung verläuft die Zündkennlinie im wesentlichen im Positiven,
d. h. es sind zur Zündung positive Gitterspannungen erforderlich. Gleichzeitig ist
der Durchgriff (Neigung der Zündkennlinie) klein. Macht man die Gitteröffnungen
groß, so kann man erreichen, daß die Zündkennlinie in dem für den Röhrenbetrieb
in Betracht kommenden Arbeitsgebiet im Negativen liegt. Es sind dann negative Gitterspannungen
zur Zündung erforderlich, und der Durchgriff ist groß.
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Im 'Fall der positiven Gitterspannungen ist die Entionisierung des
Anodenraumes im allgemeinen gut, da große Gitterflächen zur Verfügung stehen. Nachteilig
kann jedoch unter Umständen sein, daß wegen der positiven Gitterspannung ein großer
Elektroneneinstrom in das Gitter stattfindet, so daß verhältnismäßig große Gitterströme
zur Steuerung notwendig werden. Bei Entladungsgefäßen mit negativen Gitterzündspannungen
ist das letzte nicht der Fall; an Stelle dessen
kann jedoch, da
Anoden- und Kathodenraum nicht gut voneinander getrennt sind, die Entionisierung
schlecht sein, so daß die Zündkennlinie je nach der Belastung des Entladungsgefäßes
(dem Aussteuerungsgrad) sich ein wenig ändert. Ein Ausgleich zwischen beiden Nachteilen
in der Art, daß man mittlere Gitteröffnungen wählt, ist nicht immer befriedigend,
weil dann, wie aus der Arbeit von A. Glaser im' Jahrbuch des Forschungsinstituts
der AEG, Bd. 3, Teil i, Abs. 5, S. 52 ff., bekannt ist, weitere störende Nebenerscheinungen
auftreten, so daß die Zündkennlinie eigenartig gekrümmt verläuft.
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Bei den Entladungsgefäßen gemäß dem Hauptpatent wird die Entladung
zusammengeschnürt, so daß sie die Steuerelektrode nicht berührt. Da das Steuergitter
in einem Raum geringer Trägerkonzentration liegt, bleiben die Gitterströme klein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei solchen Entladungsgefäßen
die Entionisierung günstig zu beeinflussen und dabei trotzdem in der Wahl der Lage
und Form der Zündtrennlinie frei zu bleiben.
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Dies wird erfindungsgemäß bei Entladungsgefäßen gemäß dem Hauptpatent
dadurch erreicht, daß die Öffnung bzw. Öffnungen des anodennahen Teils der Hilfselektrode
kleiner sind als die .,des kathodennahen Teils der Hilfselektrode und daß die Abstände
des Steuergitters von den beiden Hilfselektrodenteilen verschieden groß bemessen
sind.
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Ein Ausführungsbeispiel des Entladungsgefäßes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen Abb. i und 2 der Zeichnung. In Abb. i ist ein dampf- oder gasgefülltes
Entladungsgefäß schematisch im Schnitt dargestellt. Das Glasgefäß ist mit i bezeichnet.
Es enthält die Anode 2, die am oberen Ende eirgeführt ist, und die großflächige
Hohlkathode 3, die von einem Quetschfuß q. getragen wird. Die Hilfselektrode besteht
aus den Querplatten g und i o, die von ein Metallteil 5 getragen werden, der die
Gestalt eines Zylinders hat und die gesamte Entladungsbahn einschließlich der Hauptelektroden
umgibt. Der Zylinder ist an Drähten 6 mittels einer Schelle 7 auf dem Kathodenquetschfuß
q: befestigt und erhält über die Zuführung 14 eine Spannung. Er kann durch einen
Ring g aus Isolierstoff, der gleichzeitig den Entladungsraum nach unten abschließt,
gegen die Kathode abgestützt sein. Innerhalb des Zylinders befinden sich zwischen
Anode und Kathode und der Steuerelektrode die zwei Querplatten 9 und i o, von denen
die obere im Ausführungsbeispiel mit mehreren kleinen Öffnungen i i versehen ist,
während die untere nur eine große Öffnung aufweist. Die Querplatten schirmen die
Steuerelektrode 12 gegen Anode und Kathode, wie eingangs angegeben, ab. Die Steuerelektrode
ist im Ausführungsbeispiel als Torus gezeichnet. Sie wird von einer Stromzuführung
13 getragen, die seitlich durch den Zylinder der Hilfselektrode geführt ist und
an einer geeigneten Stelle aus dem Entladungsgefäß herausgeführt wird. Es kann unter
Umständen aus fabrikatorischen Gründen vorteilhaft sein, diese Durchschmelzung nicht
wie im Beispiel der Abb. i seitlich am Glaskolben anzubringen, sondern die Zuführung
kann auch beispielsweise zum Kathodenquetschfuß geführt sein. Die seitliche Ausführung
nach Abb. i hat den, Vorteil, daß die Gitterleitung besonders kurz gemacht werden
kann.
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Abb.2 zeigt die Lage der Öffnungen der Querplatten in einer Ansicht
von oben. Die kleineren Öffnungen der oberen Querplatte sind wieder mit i i bezeichnet.
Der Rand der Öffnung der unteren Querplatte hat die Kennziffer io. Er deckt die
Steuerelektrode 12 so .ab, daß sie etwas ,außerhalb der freien Entladungsbahn liegt.
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Ein Entladungsgefäß gemäß der Erfindung, bei dem die Öffnung bzw.
Öffnungen der oberen Querplatte kleiner sind als die der unteren Querplatte, hat
den Vorteil einer besonders guten Entionisierung. Will man verhindern, daß die Entladung
abwechselnd durch verschiedene Öffnungen der Hilfselektrode zündet und d-aß dadurch
geringe Schwankungen in der Zündspannung auftreten, ist es vorteilhaft, bei beiden
Querplatten nur je eine Öffnung vorzusehen, von denen dann die der anodennahen Querplatte
kleiner als die der anderen Querplatte ist. Ferner kann es vorteilhaft sein, die
kleineren öffnungen des anodennahen Teils der Hilfselektrode mit Hilfe von Drahtgaze
herzustellen, um damit ,eine sehr gute Entionisierung zu erzielen.
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Ein neben der Bemessung der Querplattenöffnung.en. bei der Erfindung
Anwendung findender Parameter zur Veränderung der Zündtrennlinie ist die unterschiedliche
Bemessung der Abstände der Querplatten vom Steuergitter. 1\Tach Abb. i- ist der
Abstand der anodennahen Querplatte vom Steuergitter der größere. Die Lage der Zündtrennlinie
hängt auch vom Abstand der Querplatten von den Hauptelektroden ab.
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Um den Reststrom, das ist der Strom, der zufolge des Aufbaues des
Plasmas nach den Brennperioden fließt, über die Hilfselektrode zu leiten, ist es
zweckmäßig, diese mit ihrer Spannungsquelle über einen gegenüber dem Ableitungswiderstand
der Steuerelektrode verhältnismäßig kleinen Widerstand zu verbinden. Die Ableitungswiderstände
für Steuer-und Hilfselektrode sind in der Abb. i mit 16
bzw. 15
bezeichnet. Durch die angegebene Maßnahme kann man erreichen, daß sich das Potential
des Steuergitters 12 nur sehr wenig durch den Reststrom verschiebt und daß demzufqlge
zur Steuerung der Entladungsstrecke sehr kleine Gitterströme und Gitterleistungen
erforderlich sind. -