DE956436C - Gasgefuellte Gleichrichterroehre - Google Patents

Description

Bekanntlich ist man. bei gasgefüllten Gleichrichterröhren darum bemüht, die Sperrspannung einer solchen Röhre möglichst hoch zu machen, um damit unerwünschten Rückzündungen bei negativer Anodenspannung vorzubeugen. Diese Rückzündungen sind zum Teil darauf zurückzuführen, daß mit dem Löschen der gezündeten Entladung, z. B. beim Nulldurchgang der positiven Halbwelle bei Wechselstrom, die Ladungsträger infolge des die Diffusion erschwerenden verhältaisimäßiig hohen Gasdrucks sich nicht sofort rekombinieren und/oder an den Elektroden neutralisieren können. Das Plasma benötigt also nach dem Löschen der Entladung eine gewisse Zeit, um seine leitenden Eigenschaften zu verlieren. Diese Zeitdauer, die dm allgemeinen als· Entionisierungszeit bezeichnet wird, kann unter Umständen so groß sein, daß im Zeitpunkt, in dem die Anode die negative Spannungsspitze erreicht, noch genügend Ladungsträger im EnÜadurigsraum vorhanden sind, um eine unerwünschte Entladung zwischen den spannungsaufnehmenden Elektroden in der negativen Halbwelle zu begünstigen. Derartige unerwünschte Entladungen bezeichnet man als Rückzündungen.

Bei einer bekannten Anordnung sind die zwischengefügten festen Körper meist als Gittergruppen ausgebildet, und der Abstand zwischen zwei solcher Gruppen ist erheblich kleiner gewählt als die Weg-

strecke, über die sich eine einzelne Gittergruppe in Entladungsrichtung erstreckt.

Bei einem anderen bekannten Gasentladungsgef äß mit mehreren Steuerelektroden außer einer KaItkathode und Anode isit der geometrische Abstand zwischen Kathode und einer Gitterelektrode derart gewählt, daß das Produkt aus diesem Abstand und dem Fülldruck einem Wert entspricht, der auf der Paschienkurve links vom Minimum liegt.

ίο Die Erfindung betrifft eine gasgefüllte Gleichrichterröhre hoher Stromdichte mit zwei Elektroden, einer Metallkapillarkathode mit großer Elektronenstromdichte und einer Anode. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der geometrische Abstand zwischen der Anode und der Metallkapillarkathode mit ihrer definierten Emissionsfläche so klein gewählt ist, daß das Produkt aus dem Gasdruck und dem wirksamen Abstand, d. h. dem durch die Dicke des Plasmas gegenüber

so dem geometrischen Abstand verkleinerten Abstand, kleiner ist als dasjenige Produkt, welches dem Minimum der bekannten Paschenkurve entspricht. An Hand der in der Figur rein qualitativ dargestellten Paschenschen Kurve sei die Erfindung

as näher erläutert. Gemäß dieser Figur vermittelt die Paschensche Kurve einen Zusammenhang zwischen der Zündspannung V und dem Produkt aus dem Fülldruck p des Gases und dem geometrischen Abstand d der Spannungsaufnehmenden Elektroden.

Für die Zündspannung V gilt stets nur der Wert der Spannung, bei dem die Röhre zündet, wenn der Entladungsraum frei vom leitenden Plasma ist.

Bei den bekannten, gasgefüllten Gleichrichterröhren, bei denen das Produkt p · d so groß ist, daß dieses Produkt rechts von demjenigen Produkt zu liegieni kommt, das dem Minimum der Paschenschen Kurve entspricht, entspricht die zur Rückzündung führende Spannung nicht der dem jeweiligen. Produkt aus dem Fülldruck des Gases und dem geomeirischen Elektrodenabstand zugeordneten Rückzündspannung gemäß der Paschenschen Kurve, sondern einem kleineren Wert. Dies rührt daher, daß sogar im Augenblick, wenn die Entladung erlischt, zwischen den Spannungsaufnehmenden Elektroden noch ein intensives Plasma bestehenbleibt, das den wirksamen Abstand d zwischen den. Elektroden kleiner macht als den geometrischen, da bekanntlich das Plasma wegen der, hohen Beweglichkeit der in ihm enthaltenen Elektronen, immer das Potential der positiven Elektrode, d. h. in diesem Fall der Kathode, annimmt. Da weiterhin, wie bereits erwähnt, das Plasma infolge des die Diffusion der Ladungsträger erschwerenden¹ Gasdruckes im Laufe der Zeit nur sehr langsam zerfällt, ist im Zeitpunkt, in dem die Kathode die positive Spannungsspitze erreicht, der wirksame Abstand zwischen ihr und der Anode wesentlich Meiner als der geometrische Abstand, so daß infolgedessen auch die zur Rückzündung führende Spannung kleiner ist als diejenige, die dem Produkt aus dem Fülldruck und dem geometrischen Elektrodenabstand der Paschenschen Kurve entspricht.

Wird, dagegen gemäß der Erfindung der Abstand zwischen den Spannungsaufnehmenden Elektroden derart bemessen, daß das· Produkt aus diesem Abstand und dem jeweils gegebenen Gasdruck wenig größer, ungefähr gleich oder kleiner demjenigen Produkt ist, welches dem Minimum der Paschenschen Kurve entspricht, so liegt stets das Produkt aus dem Fülldruck des. Gases und dem wirksamen Abstand der Elektroden, d. h. im wesentlichen der Abstand des positiven Plasmas von der negativen Anode, links von demjenigen Produkt, welches dem Minimum der Paschenschen Kurve entspricht. Dies bedeutet aber, daß der entsprechende Wert der Rückzündspannung stets auf den linken steid ansteigenden Ast der Paschenschen Kurve gemäß der Figur zu liegen kommt und daher verhältnismäßig hohe Werte annehmen kann.

Um den erforderlichen kleinen Abstand zwischen den Spannungsaufnehmenden Elektroden erzielen zu können und außerdem die den, bekannten gasgefüllten Gleichrichterröhren, z. B. dem mit Argongas gefüllten Gleichrichter mit einer Wolframkathode, !anhaftenden vorteilhaften¹ Eigenschaften, nämlich hohe Elektronenemission und niedrige Biennspanniung, be.' der gasgefüllten Gleichrichterröhre nach der Erfindung beibehalten zu können, hat es sich als zweckmäßig erwiesen> als Elektronenquelle an sich bekannte Metallkapillarkatho- go den zu verwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Gasgefüllte Gleichrichterröhre hoher Stromdichte mit zwei Elektroden, einer Metallkapillarkathode mit großer Elektronenstromdichte und einer Anode, dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Abstand zwischen der Anode und der Metallkapillarkathode mit ihrer definierten Emissionsfläche so klein gewählt ist, daß das Produkt aus dem Gasdruck und dem wirksamen. Abstand, d. h. dem durch die Dicke des Plasmas gegenüber dem geometrischen Abstand verkleinerten Abstand, kleiner ist als dasjenige Produkt, welches dem Minimum der bekannten Paschenkurve entspricht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA-Patentschrift Nr. 2 592 556;
   deutsche Patentschrift Nr. 896 828.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©609576/404 7.56 (609 756 1.57)