DE1176285B

DE1176285B - Electron tubes with one or more grids

Info

Publication number: DE1176285B
Application number: DED31271A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hein Schmidt-Bruecken
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1959-08-12
Filing date: 1959-08-12
Publication date: 1964-08-20

Description

Elektronenröhre mit einem oder mehreren Spanngittern Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre mit einem oder mehreren Spanngittern, wie sie als steile Verstärkerröhre, insbesondere in Breitbandverstärkern verwendet wird. Bei einer solchen Röhre sind die Steuergitter und eventuell auch die Schirmgitter aus starren Rahmen gebildet, auf welche sehr dünne Drähte (zum Beispiel 5 w starke Wolframdrähte) als Gitterdrähte straff aufgespannt sind. Solche Gitter lassen sich mit sehr großer Präzision fertigen, so daß mit ihnen sehr kleine Gitterkathodenabstände und damit sehr hohe Steilheften erreicht werden können. Dank der sehr kleinen Kapazität der dünnen Gitterdrähte gegenüber der Kathode ergibt sich ein hohes SC-Verhältnis, das insbesondere für Breitbandverstärkerröhren erwünscht ist.Electron tube with one or more tension grids The invention relates to an electron tube with one or more tension grids, as they are as steep amplifier tube, especially in broadband amplifiers. at The control grid and possibly also the screen grid are made of such a tube rigid frame formed on which very thin wires (for example 5 w thick tungsten wires) as grid wires are stretched taut. Such grids can be made with very large Precision manufacture so that with them very small grid cathode distances and thus very high tack can be achieved. Thanks to the very small capacity of the thin grid wires compared to the cathode results in a high SC ratio, the is particularly desirable for broadband amplifier tubes.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, für Spanngitter statt metallischer Gitterdrähte metallisierte (vergoldete) Quarzfäden zu verwenden. Dadurch kann wegen des sehr geringen Durchmessers der verwendbaren Quarzfäden das SC-Verhältnis noch verbessert werden. Darüber hinaus wird auch durch die wesentlich geringere Wärmedehnung der Quarzfäden die Stabilität des Gitters gegenüber den unvermeidbaren starken Temperaturänderungen verbessert.It has already been suggested for tension grids instead of metallic ones Use grid wires metallized (gold-plated) quartz threads. This can cause the very small diameter of the usable quartz threads still affects the SC ratio be improved. In addition, it is also due to the significantly lower thermal expansion the quartz threads the stability of the lattice against the unavoidable strong temperature changes improved.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Elektronenröhre mit einem oder mehreren Spanngittern, deren Gitterdrähte aus mit einem leitenden Belag versehenem Quarzglas bestehen, die Kapazität zwischen den Gittern und der Kathode weiter herabzusetzen, und so das SC-Verhältnis zu bessern.The invention is now based on the object of an electron tube with one or more tension grids, the grid wires of which are made with a conductive one Coated quartz glass exist, the capacitance between the grids and the Reduce the cathode further and thus improve the SC ratio.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst mit einer Röhre der obengenannten Art, bei der die Gitterdrähte zur Steuerung des Anodenstromes nur an den der Emissionsfläche der Kathode gegenüberliegenden Teilen mit leitenden, miteinander verbundenen Belägen versehen sind und bei der diese Beläge von den übrigen Teilen des Spanngitters elektrisch isoliert sind.This object is achieved according to the invention with a tube of the above-mentioned type Type in which the grid wires for controlling the anode current are only connected to the emission surface the cathode opposite parts with conductive, interconnected coatings are provided and in which these coverings from the remaining parts of the tensioning grid electrically are isolated.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Kathode und ein Steuergitter einer Röhre gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt gemäß F i g. 1, der die Lage von zwischen Kathode und Gitter angeordneten Hilfselektroden erkennen läßt, und F i g. 3 einen Querschnitt gemäß F i g. 1, der die Lage von auf den Gitterdrähten angeordneten Hilfselektroden erkennen läßt. F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Kathode 4 und ein dieser Kathode benachbartes Gitter in einer Röhre gemäß der Erfindung. Das als Spanngitter ausgebildete Gitter besteht im wesentlichen aus zwei Holmen 3 (die die Holme verbindenden Querstreben sind nicht näher dargestellt), um die die aus Quarzglas bestehenden Gitterfäden 1 gewickelt sind, von denen die Figur eine Windung erkennen läßt. Um die Kapazität zwischen dem Gitter und der Kathode möglichst niedrig zu halten, sind nur die unmittelbar einer Kathodenseite gegenüberliegenden Teile der Gitterfäden 1 mit einer (in der Figur übertrieben stark dargestellten) metallischen Schicht 10 überzogen. Bei Verwendung eines Rahmens aus Quarzglas können die den Holmen benachbarten Teile der Gitterfäden und der gesamte, aus den Holmen 3 und den Querstreben bestehende Spannrahmen unmetallisiert bleiben. Um den metallisierten, wirksamen Gitterteil elektrisch anschließen zu können, ist zum Beispiel ein Querdraht oder Band 11 auf die metallisierten Gitterteile aufgelötet oder in sie eingeflochten. Durch geeignete Wahl des Querschnittes und der Anschlußstelle dieses Drahtes hat man die Möglichkeit, den Kapazitätsanteil, um den dieser Anschluß die Gitterelektrodenkapazität vergrößert, sehr klein zu halten.The invention is illustrated below with reference to the drawing of three exemplary embodiments explained in more detail. It shows F i g. 1 shows a schematic representation of a cross section through the cathode and a control grid of a tube according to the invention, FIG. 2 a cross section according to FIG. 1, which shows the position of arranged between the cathode and the grid Auxiliary electrodes can be recognized, and F i g. 3 shows a cross section according to FIG. 1, the the position of the auxiliary electrodes arranged on the grid wires can be recognized. F. i g. 1 shows a schematic representation of a cross section through a cathode 4 and a grid adjacent to this cathode in a tube according to the invention. That The grid designed as a tension grid essentially consists of two spars 3 (the the cross struts connecting the spars are not shown in detail), around which the Quartz glass existing mesh threads 1 are wound, of which the figure is a turn reveals. To keep the capacitance between the grid and the cathode as low as possible only the parts directly opposite one side of the cathode need to be kept of the lattice threads 1 with a metallic one (shown exaggeratedly in the figure) Layer 10 coated. When using a frame made of quartz glass, the Spars adjacent parts of the lattice threads and the entire, from the spars 3 and the existing tensioning frames remain unmetallized. To the metallized, To be able to electrically connect an effective grid part is, for example, a cross wire or band 11 soldered to the metallized grid parts or woven into them. By suitable choice of the cross section and the connection point this wire has one the possibility of the capacitance proportion by which this connection the grid electrode capacitance enlarged to keep it very small.

Um die mechanische Spannung des Gitters - trotz der unterschiedlichen Erwärmung der Gitterfäden und des Rahmens - aufrechtzuerhalten, genügt es, nur die »Gitterdrähte« und die zu ihnen parallelen Querstreben des Rahmens aus Quarzglas herzustellen. Die Gitterholme 3, die die gespannten Fäden tragen, können hingegen aus einem Material größerer Wärmedehnung, also auch wie bisher, aus Metall hergestellt werden. Eine Ausdehnung der Gitterholme würde nicht die Spannung des Gitters, sondern lediglich die Weite des Gitters -- also den Abstand benachbarter Fäden - ändern. Die so mögliche Änderung der Gitterweite liegt jedoch bei Holmen mit starker Wärmedehnung und bei starker Erwärmung nur in der Größenordnung von einigen Promille, ist also für die Funktion des Gitters unter normalen Umständen belanglos. Die Spannung der Gitterfäden bleibt bei aus Quarzglas bestehenden Querstreben temperaturunabhängig.To the mechanical tension of the grid - despite the different Warming of the mesh threads and the frame - to maintain it is enough just that "Lattice wires" and the parallel crossbars of the quartz glass frame to manufacture. The lattice bars 3, which carry the tensioned threads, however, can made of a material of greater thermal expansion, so as before, made of metal will. An expansion of the lattice bars would not reduce the tension of the lattice, but rather only the width of the grid - i.e. the Distance between neighboring Threads - change. The change in the grid width that is possible in this way, however, lies in the case of spars with strong thermal expansion and with strong heating only in the order of magnitude of a few per mille, is therefore for the function of the grid under normal circumstances irrelevant. The tension of the lattice threads remains in the case of cross braces made of quartz glass temperature independent.

Bei Mehrgitterröhren, bei denen es auf die gegenseitige Lage der Gitterdrähte zweier benachbarter Gitter ankommt, kann es jedoch zweckmäßig sein, auch für die Holme Quarzglas zu wählen, um so die genannte gegenseitige Lage der Gitterdrähte von der Temperatur unabhängig zu machen.In the case of multi-lattice tubes, in which it depends on the mutual position of the lattice wires Two neighboring grids arrives, but it can be useful for the Holme quartz glass to choose so-called mutual position of the grid wires to make it independent of the temperature.

Der in F i g. 1 dargestellte Kathodengitteraufbau ist wesentlich kapazitätsärmer als bei den bisher bekannten Röhren mit Spanngittern. Bei diesem Aufbau kommen aber unmetallisierte Quarzglasteile - also Isolatoren - in unmittelbare Nähe des Entladungsraumes bzw. der Elektronenbahn. Dies ist jedoch bei den meisten Verstärkerröhren unerwünscht, da solche Isolatoren durch seitlich ausgelenkte Streuelektronen mit Oberflächenladungen belegt werden, sie also auf undefinierte Potentiale aufgeladen sind. Dadurch entstehen unkontrollierbare Rückwirkungen auf die Steuervorgänge in der Röhre.The in F i g. 1 shown cathode grid structure is significantly lower in capacity than with the previously known tubes with tension grids. With this structure, however, come unmetallized quartz glass parts - i.e. insulators - in the immediate vicinity of the discharge space or the electron path. However, this is undesirable for most amplifier tubes, because such insulators are caused by laterally deflected scattered electrons with surface charges are occupied, so they are charged to undefined potentials. This creates uncontrollable repercussions on the control processes in the tube.

Dieser störende Effekt läßt sich aber ausschalten, wenn man das seitliche Austreten von Elektronen dadurch verhindert, daß man seitlich weitere Leiter anordnet, die an ein genügend stark negatives Potential angeschlossen sind, etwa derart, daß sie mit Kathode oder noch besser mit der inneren Röhrenabschirmung verbunden sind. Solche »Leitblenden« sind in F i g. 2 rechts von der Kathode in Form zweier dünner Drähte 12 dargestellt und links von der Kathode - als weiteres Beispiel -- in Form eines zur Längsausdehnung der Kathode parallellaufenden schmalen Metallbandes 13. Sie können auch über den unmetallisierten Teilen des Ouarzfadengitters angeordnet sein bzw. dort aufliegen, denn ihr Feld greift durch den Isolator hindurch. Die Leitblenden können auch von der Kathode oder vom Gitterholm getragen werden. Um ihre Kapazität zum Steuergitter klein zu halten, müssen die Leitblenden genügend klein sein bzw. einen hinreichend großen Abstand vom Steuergitter haben. Mit dieser Maßnahme wird aber auch ihre Leit- bzw. Schirmwirkuna klein, doch läßt sich das durch entsprechend stärkere negative Vorspannung der Leitblenden ausgleichen.This disturbing effect can be switched off if you turn the side Prevent electrons from escaping by arranging further conductors on the side, which are connected to a sufficiently strong negative potential, for example in such a way that they are connected to the cathode or, even better, to the inner tube shield. Such "guide baffles" are shown in FIG. 2 to the right of the cathode in the form of two thin ones Wires 12 shown and left of the cathode - as another example - in shape a narrow metal strip 13 running parallel to the longitudinal extension of the cathode. They can also be placed over the unmetallized parts of the Ouarzfadengitter his or her resting there, because their field reaches through the insulator. the Baffles can also be carried by the cathode or the spar. Around To keep their capacity to the control grid small, the guide baffles must be sufficient be small or have a sufficiently large distance from the control grid. With this Measure, however, its guiding or umbrella effect is also small, but that can be done Compensate by correspondingly stronger negative pre-tensioning of the guide diaphragms.

Eine weitere, mechanische besonders einfache Ausführungsmöglichkeit für solche Leitblenden zeigt F i g. 3. In diesem Falle dient die Metallisierung der Gitterholme und der Quarzfäden von den Holmen bis kurz vor den als Gitter wirksamen Teil als Leitblenden 14, wie das in F i g. 3 rechts dargestellt ist. Es ist auch möglich, nur die kurzen Endabschnitte 15 der Quarzfäden als Leitblenden zu verwenden, wie das in F i g. 3 links skizziert ist. Die Leitblenden können zusätzlich zu ihrer eigentlichen Funktion, die Aufladung von Isolierteilen zu verhindern, als weitere Steuerelektrode für den Elektronenstrom der Röhre dienen.Another, mechanical, particularly simple design option for such guide baffles, FIG. 3. In this case, the metallization is used the lattice bars and the quartz threads from the bars to just before the bars that act as a grid Part as baffles 14, as shown in FIG. 3 is shown on the right. It is also possible to use only the short end sections 15 of the quartz threads as guide baffles, like that in Fig. 3 is sketched on the left. The baffles can in addition to their the actual function of preventing the charging of insulating parts Serve control electrode for the electron flow of the tube.

Claims

Claims: 1. Electron tube with one or more tension grids, whose grid wires consist of quartz glass provided with a conductive coating, characterized in that the grid wires for controlling the anode current only on the parts opposite the emission surface of the cathode (4) with conductive, interconnected pads (10) are provided, and that these pads of the other parts of the tensioning grid are electrically isolated.

2. Electron tube according to claim 1, characterized in that a part of the grid wires which is not required to control the anode current and is located close to the spar is provided with conductive coatings (14, 15) which are connected to one another and opposite the coatings used to control the anode current (1.0) are isolated.

3. Electron tube according to claim 1, characterized in that one or more electrodes (guide diaphragms) in the form of thin threads (12) or a narrow metal band (13) are provided outside the discharge path (F i g. 2). Electron tube according to Claim 1 or 2, characterized. that the bars of the tension grid are made of metal and the cross struts are made of quartz glass. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 392 126, 653 940, 1021088; German patent application p 35735 VIII c / 21 g (published July 19, 1951); U.S. Patent No. 2,889,483. Prior Patents Considered: German Patent No. 1 105 997.