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Schirmgitterröhre Es ist bekannt, @daß man :eine Schirmgitterröhre
(Tetrode) so aufbauen und dimensionieren kann, daß ihre iä ud Kennlinie keine Einsenkung
für den Betriebsfall besitzt, daß die Schirm.gitterspannung größer ist als die Anodenspannung.
Es ist auch bekannt, daß es gelingt, eine solche Kennli@nien.form ohne Zuhilfenahme
eines Bremsgitters zu erzielen. Die Einsattelung oder Einsenkung der i,-u"-Kennlinie
für den Fall, daß die Schirmgitterspan@nung größer ist als die Anodenspannung, läßt
sich nun in besonders vollkommener Weise beseitigen, wenn man die Elektrode der
Röhre soaufbaut, .daß die Anoden radial in bezug -zur Kathodenachse ,angeordnet
sind. Die Arbeitskennliniederartiger Röhren besitzt im allgemeinen bei .kleinen
Außenwiderständen den in Abb. i dargestellten Verlauf, der erheblich von ,dem erwünschten,
punktiert eingezeichneten Verlauf abweicht. Die Erfindung befaßt seich mit der Linearisierung
von Arbeitskennlinien (i" - f [ug]) von Röhren mit radial angeordneten Anoden
und geht von folgender Überlegung aus: Die id ud Charakteristiken von Röhren der
in Frage stehenden Art zeigen für verschiedeneGitterspannungen und konstanteSchirmgitterspannungen
(und unter der Annahme, daß der Auß.enwi,derstand gleich Null ist) den in Abb. z
dargestellten Verlauf. Als Parameter wird dabei die Spannung des Steuergitters
verwendet. Entnimmt man diesem Kennlinienfeld bei verschiedenen Anodenspannungen,
beispielsweise an den durch die gestrichelten Linien I, II, III gekennzeichneten
Spannungen, die Werte .des Anodenstromes in Abhängigkeit von der Steuergitterspannung,
so erhält man mehrere Arbeitscharakteristiken (i" - f (us]), die in Abb.
3 dargestellt sind. Die Charakteristiken
sind entsprechend den Anodenspannungen
mit I bis III bezeichnet. A.bb.3 läßt erkennen, daß die derAnorlerispannung II entsprechende
Charakteristik am geradlinigsten ist. Der Grun1 hierfür liegt .darin, daß die Spannung
II an einer Stelle am Kennlinienfel-l liegt, an der infolge der Raumladung in der
Nähe des Schirmgitters sich eine solche Stromverteilung zwischen Schirmgitter und
Anode einstellt, daß der erwähnte Verlauf der Kennlinie zustande kommt. Der Erfindung
liegt nun der Gedanke zugrunde, diesen Arbeitspunkt unabhängig von der jeweiligen
Anodenspannung aufrechtzuerhalten. Um dies zu erreichen, wird zwischen Schirmgitter
und Anode ein weiteres, im folgenden als L inearisierungsgitter bezeichnetes Gitter
eingefügt, dessen Abstand vom Schirmgitter so gewählt und dessen Spannung so bemessen
ist, daß der der günstigsten Kennlinie entsprechende Zustand ganz oder annähernd
aufrechterhalten bleibt. Da für das Zustandekommen der Linearisierung die Raumladung
in der Nähe des Schirmgitters, und zwar der der Anode benachbarten Seite, wesentlich
ist, so müsse die Abstände zwischen Schirmgitter und L inearisierungsgitter genügend
groß gewählt werden, damit sich eine ausreichende Raumladung zwischen diesen Gittern
bilden kann. Dem Linearisierungsgitter erteilt man eine Spannung, welche dem am
Ort des Linearisierungsgitters Potential der Röhre entspricht, und zwar für eine
dem Wert II nach Abb. 2 entsprechende Anodenspannung. Dieser Entladungszustand wirrt
durch das Linearisierungsgitter unabhängig von der jeweiligen Anodenspannung aufrechterhalten.
Die Röhre hat also vor und nach= dem Einbau des Linearisierungsgitters eine i"-zig-Kennlinie
ohne Einsattelung, die auf Sekundäremission zurückzuführen ist. Die Röhre mit Linearisierungsgitter
besitzt aber den Vorteil, daß sie den gewünschten, möglichst geradlinigen Verlauf
der iä icb-Kennlinie entsprechend dem Wert II der Anodenspannung aufweist. Da das
Linearisierungsgitter den Einf=uß der Anodenspannung herabsetzt, ist die Charakteristik
der Röhr;. auch in weiten Grenzen unabhängig von der Größe des Außenwiderstandes
und behält ihren linearen Verlauf. In den Fällen, in welchen es auf besonders kleinen
Klirrfaktor ankommt, wird man neben der günstigen Einstellung der Gitter- und Anodenspannungen
auch noch den Außenwiderstand so wählen, daß das Maximum an Linearität erreicht
«-ird. Der Einfluß des Außenwiderstandes wirkt sich beim Erfindungsgegenstand schwach,
aber im gleichen Sinne aus wie bi normalen Schirrngitterröhren oder Penthoden, "in-1
zwar so, daß mit. steigendem Außenwiderstand der obere Teil der Charakteristik sich
allmählich nach unten verlagert. Auch hier gibt es einen günstigsten Widerstand,
welcher einen Kennlinienverlauf gemäß der Kennlinie II (Fig. 3) zeigt.
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Es ist bei Röhren, deren Anodensystem die Anode umgibt, bekannt, Hilfselektroden
oder Schirene zu verwenden, welche die Aufgabe haben, einen mehr oder weniger gebündelten
Elektronenstrom gegen die Anode zu leiten. Es handelt sich aber hierbei nicht umRöhren,
bei welchen durch Benutzung radial stehender Anodenbleche die Einsenkung der Kennlinie
beseitigt ist. Auch dienen diese Hilfselektroden nicht dazu, den günstigsten Arbeitspunkt
unabhängig von der Anodenspannung aufrechtzuerhalten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 4. und 5 dargestellt.
Die in ihrer Funktion übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen.
i ist die Kathode. beispielsweise eine indirekt beheizte Kathode. 2 ist ein Steuergitter,
3 ein Schirmgitter, :I ist die Anode. j ist das zwischen Anode und Schirmgitter
gemäß der Erfindung angeordnete Linearisierun.gsgitter, welches vom Schirmgitter
3 in genügend großem Abstand angeordnet ist. Damit das Schirmgitter den Elektronenstrom
möglichst wenig behindert, empfiehlt es sich, die im ähnlichen Zusammenhang bekannten
Maßnahmen anzuwenden. Man ,kann beispielsweise die Gitterstäbe, von der Kathode
aus gesehen, hintereinander anordnen. Wenn der Abstand zwischen dem Schirmgitter
3 und der Innenkante des Anodenbleches .1. groß genug gewählt wird, so haben die
Kennlinien den in Abb..I dargestellten Charakter. Der Grund hierfür liegt in der
Ausbildung einer Raum-Ladungsschwelle. Das Linearisierungsgitter sorgt aus den oben
dargelegten Gründen für eine Linearisierung der Charkteristik. Bei der Röhre nach
Abb. d. wird die Anode vom Linearisierungsgitter umgeben.
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Abb. 3 zeigt eine andere Anordnung des Linearisierungsgitters, und
zwar in Gestalt mehrerer zwischen der Innenkante der Anodenbleche und dem Schirmgitter
liegenden Elektroden (Drähte).
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In manchen Fällen kann es Schwierigkeiten machen, für das Linearisierungsgitter
eine Spannung zu finden, bei welcher eine möglichst geradlinige Arbeitskennlinie
erhalten wird. Der Grund hierfür liegt dann meistens darin, daß die Krümmungen der
iä irr Charakteristiken zu wenig oder zu stark in bezug auf die Anodenspannung gegeneinander
verschoben sind. In diesen Fällen kann man dadurch Abhilfe schaffen, d.aß man besondere
Mittel vorsieht, um .die Krümmung der Kennlinie zu beeinflussen. Man kann zu diesein
Zweck
beispielsweise einen ungleichmäßigen Abstand zwischen Schirmgitter und Linerarisierun:gsgitter
anwenden; auch kann man durch seitlich in der Nähe der Gitterholme angebrachte Blenden
oder durch ungleichmäßige Steigung der Schirmgitterdrähte die Kennlinienkrümmung
beeinflussen.
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Einen weiteren Weg zur Herbeiführung der gewünschten linearen Abhängigkeit
zwischen Anodenstrom und Gitterspannung kann man .dadurch erhalten, däß man die
Spannung des Linearisierungsgitters nicht konstant hält, sondern stromabhängig macht,
so daß die Spannung des Linearisierungsgitters beispielsweise den in Abb. 2 IV bezeichneten
Verlauf erhält. Die SAnnung des Linearisierungsgitters kann beispielsweise in der
Weise Üadurch vorn Strom abhängig gemacht werden, .daß man in seine Schaltung einen
Widerstand einschaltet. Man hat es damit in der Hand, durch Wahl dieses Widerstandes
die Steilheit der in Abb. 2 mit IV dargestellten Linie zu verändern und erhält damit
die Möglichkeit, aus .dem Kennlinienfeld die für die Linearisierung passenden Stellen
herauszusuchen.
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Es ist leicht einzusehen, daß die Elektrodenanordnungen nach den Abb.
4 und 5 noch durch weitere Gitter ergänzt werden können, wie sie im modernen Röhrenbau
für die verschiedensten Zwecke angewendet werden. Man kann beispielsweise noch besondere
Fanggitter anordnen, um die Sekundäremission .an .der Anode oder an einem der positiven
Gitter unschädlich zu machen.