DE1110766B

DE1110766B - Glow discharge tubes with a main anode, a main cathode and an auxiliary anode

Info

Publication number: DE1110766B
Application number: DEN18776A
Authority: DE
Inventors: Simon Mari Frouws
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-08-19
Filing date: 1960-08-16
Publication date: 1961-07-13

Description

Glimmentladungsröhre mit einer Hauptanode, einer Hauptkathode und einer Hilfsanode Die Erfindung betrifft eine Glimmentladungsröhre, welche außer einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abgeschirmte Wachentladung zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt hat, daß sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt.Glow discharge tube with a main anode, a main cathode and an auxiliary anode The invention relates to a glow discharge tube, which apart from a main anode and a main cathode contains at least one auxiliary anode and in the one shielded from the main discharge path to avoid a wake discharge is entertained by ignition delays, with an atomized on the tube wall Metal layer is present and the auxiliary anode has such a shape that it partially cooperates with the cathode to bring about an auxiliary discharge.

In Röhren der obenerwähnten Art mit einer auf der Röhrenwandung vorhandenen, von den Eelektroden herrührenden zerstäubten Metallschicht können Wandladungen zur spontanen Einleitung der Hauptentladung Anlaß geben, besonders wenn durch äußere Ursachen das Potential der Wandladung noch erhöht wird. Infolge der auf der Wand vorhandenen leitenden Metallschicht kann leichter eine Entladung eingeleitet werden als bei Abwesenheit einer solchen zerstäubten Metallschicht, da infolge der leitenden Schicht die Ladung der ganzen Wandoberfläche abgeführt werden kann.In tubes of the type mentioned above with an existing on the tube wall, The sputtered metal layer originating from the electrodes can lead to wall charges give rise to the spontaneous initiation of the main discharge, especially if by external means Causes the potential of the wall charge is still increased. As a result of on the wall If a conductive metal layer is present, a discharge can be initiated more easily than in the absence of such a sputtered metal layer, as a result of the conductive Layer the charge can be dissipated from the entire wall surface.

Infolge des Vorhandenseins einer Wachentladung können durch Diffusion von Ladungsträgern zur Wand leicht Wandladungen auftreten, so daß die Wand ein Potential annehmen kann, welches nur wenig unterhalb des Potentials der Anode der Wachentladung liegt.As a result of the presence of a waking discharge, diffusion can occur Wall charges easily occur from charge carriers to the wall, so that the wall has a potential can assume, which is only slightly below the potential of the anode of the waking discharge lies.

Die Erfindung bezweckt, Maßnahmen zu schaffen, durch die Störungen infolge des Vorhandenseins von Wandladungen verhütet werden.The aim of the invention is to create measures by which disturbances due to the presence of wall charges.

Die Erfindung geht von einer bekannten Glimmentladungsröhre aus, die außer einer Hauptanode und einer Hauptkathode wenigstens eine Hilfsanode enthält und in der eine gegenüber der Hauptentladungsstrecke abgeschirmte Wachentladung zur Vermeidung von Zündverzögerungen unterhalten wird, wobei auf der Röhrenwandung eine zerstäubte Metallschicht vorhanden ist und die Hilfsanode eine solche Gestalt hat, daß sie teilweise mit der Kathode zum Herbeiführen einer Hilfsentladung zusammenwirkt.The invention is based on a known glow discharge tube which contains at least one auxiliary anode in addition to a main anode and a main cathode and in the one waking discharge shielded from the main discharge path to avoid ignition delays is maintained, with on the tube wall a sputtered metal layer is present and the auxiliary anode has such a shape has that it partially cooperates with the cathode to bring about an auxiliary discharge.

Gemäß der Erfindung weist bei einer solchen Glimmentladungsröhre die Hilfsanode außerdem eine bis auf so kurzen Abstand von der Röhrenwandung reichende Spitze auf, daß bei zunehmendem Potential des Wandbelages und niedrigem Potential der Hilfsanode die Wandladung zur Spitze der Hilfsanode fließt, ohne daß sich daraus eine Erniedrigung der Zündspannung in der Hauptentladungsstrecke ergibt.According to the invention, in such a glow discharge tube Auxiliary anode also extends to such a short distance from the tube wall Tip on that with increasing potential of the wall covering and low potential of the auxiliary anode, the wall charge flows to the tip of the auxiliary anode without coming out of it a decrease in the ignition voltage in the main discharge gap results.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß Wandladungen keine Entladung mehr herbeiführen können, z. B. zur Kathode oder zu einem solchen Teil der Hilfsanode, daß die Hauptentladung dadurch eingeleitet wird, denn im Ruhezustand haben die Hilfsanoden in Schaltungen mit Glimmentladungsröhren meist Kathodenpotential oder ein noch einige Zehner Volt niedriger liegendes Potential.With the invention it is achieved that wall charges do not discharge can do more, e.g. B. to the cathode or to such a part of the auxiliary anode, that the main discharge is initiated, because in the idle state, the auxiliary anodes in circuits with glow discharge tubes mostly cathode potential or a few more Potential tens of volts lower.

Die Maßnahme nach der Erfindung ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn die Röhre zwei Hilfsanoden enthält, die ebenso wie die Kathode aus Molybdän bestehen. Im Falle von zwei Ailfsanoden ist es nahezu unumgänglich, sie aus gleichem Werkstoff wie die Kathode herzustellen, für welche wegen der günstigen entladungstechnischen Eigenschaften Molybdän gewählt wird. Wenn nämlich die Hauptentladung von einer der Hilfsanoden gezündet worden ist, zieht die andere Hilfsanode, welche infolge der Schaltung Kathodenpotential oder ein niedrigeres Potential aufweist, auch einen Teil des Stromes, so daß diese Hilfsanode etwas zerstäubt. Besteht die Hilfsanode aus einem anderen Stoff als der der Kathode, so wird in der Umgebung dieser Hilfsanode die Kathode etwas mit Hilfsanodenwerkstoff bedeckt, welches von der auf einem anderen Kathodenteil brennenden Hauptentladung nicht sofort zerstäubt wird. Die Bedeckung der Kathode mit Hilfsanodenwerkstoff bewirkt eine Änderung der Kathodeneigenschaften und insbesondere der Zündspannung. Es ist daher notwendig, die Hilfsanode aus dem gleichen Werkstoff wie das der Kathode herzustellen. Da Molybdän ein niedriges Austrittspotential und daher als Kathode in einer Entladungsstrecke eine niedrige Zündspannung aufweist, treten zu einer beliebig gestalteten Hilfsanode aus Molybdän leicht Durchschläge von der aufgeladenen Wandbedeckung der Röhre auf, welche die Hauptentladung zum Zünden bringen. Es ist daher einleuchtend, daß die besondere Gestalt der Hilfsanode nach der Erfindung von besonderer Wichtigkeit ist, wenn die Röhre eine Molybdänkathode und zwei gleichfalls aus Molybdän bestehende Hilfsanoden besitzt.The measure according to the invention is particularly important if the tube contains two auxiliary anodes, which, like the cathode, are made of molybdenum exist. In the case of two auxiliary anodes, it is almost inevitable that they are made of the same Manufacture material like the cathode, for which because of the favorable discharge technology Properties molybdenum is chosen. Namely, if the main discharge from one of the Auxiliary anode has been ignited, pulls the other auxiliary anode, which as a result of the Circuit has cathode potential or a lower potential, also one Part of the current so that this auxiliary anode atomizes something. Passes the auxiliary anode from a material other than that of the cathode, then in the vicinity of this auxiliary anode the cathode covered somewhat with auxiliary anode material which is different from that on another Cathode part burning main discharge is not atomized immediately. The covering the cathode with auxiliary anode material causes a change in the cathode properties and especially the ignition voltage. It is therefore necessary to remove the auxiliary anode from the the same material as that of the cathode. Because molybdenum has a low leakage potential and therefore a low ignition voltage as the cathode in a discharge path , breakdowns easily occur to any auxiliary anode made of molybdenum from the charged wall covering of the tube, which is the main discharge to the Bring ignition. It is therefore evident that the particular shape of the auxiliary anode of particular importance according to the invention if the tube has a molybdenum cathode and has two auxiliary anodes, also made of molybdenum.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer teilweise aufgebrochenen Glimmentladungsröhre nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt eine Schaltung mit mehreren solchen Röhren.Fig. 1 is a perspective view of a partially broken away Glow discharge tube according to the invention; Fig. 2 shows a circuit with several such tubes.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die teilweise aufgebrochene gläserne Röhrenwandung mit einem Boden 2. Ein Keramikröhrchen 3 umgibt den Durchführungsstift 4, an dem die Kathode 5 mit Hilfe einer umgebogenen Zunge festgelötet ist. Die Kathode hat einen abgerundeten Rand 6 zur Vermeidung von Zündungen von der Wandbedeckung 12 her zu der Kathode. Die Anode 8 der Röhre ist etwas exzentrisch angeordnet. Unterhalb der Anode befindet sich ein Metallstreifen 9 auf einem Durchführungsstift. Im Betrieb der Röhre wird der die Hilfskathode bildende Streifen 9 an die Kathodenzuleitung über einen so großen Vorschaltwiderstand angeschlossen, daß zwischen 8 und 9 ein Strom von etwa 5uA fließt. Die von dieser schwachen Wachentladung zur Hauptentladungsstrecke diffundierenden Ladungsträger verhüten darin das Auftreten der Zündverzögerungen, jedoch ohne daß sie Zündspannungsverzögerungen herbeiführen. Die Kathode 5 weist beiderseits einen spitzen Vorsprung 7 auf, demgegenüber sich jeweils eine plattenförmige Hilfsanode 10 befindet. Die Hilfsanoden 10 sind gleichfalls auf von Keramikröhrchen umgebenen Durchführungsstiften montiert. Jede Hilfsanode hat eine scharfe Spitze 11 als Vorsprung, der bis zu einem Abstand von etwa 0,4 mm von der -auf der Wandung 1 vorhandenen Metallschicht 12 reicht. Die Metallschicht 12 entsteht beim Formieren der Elektroden mit Hilfe von intensiven Entladungen zum Reinigen insbesondere der Kathodenfläche, so daß eine beträchtliche Zerstäubung auftritt.In Fig. 1, 1 denotes the partially broken glass tube wall with a bottom 2. A ceramic tube 3 surrounds the feed-through pin 4 on which the cathode 5 is soldered on with the aid of a bent tongue. The cathode has a rounded edge 6 to prevent the wall covering 12 from igniting to the cathode. The anode 8 of the tube is arranged somewhat eccentrically. Below the anode is a metal strip 9 on a lead-through pin. Operational of the tube, the strip 9 forming the auxiliary cathode is connected to the cathode lead connected via such a large series resistor that between 8 and 9 a Current of about 5uA flows. The one from this weak awake discharge to the main discharge path diffusing charge carriers prevent the occurrence of ignition delays, but without causing ignition voltage delays. The cathode 5 has on both sides a pointed projection 7, on the other hand a plate-shaped one Auxiliary anode 10 is located. The auxiliary anodes 10 are also made of ceramic tubes mounted surrounded by bushing pins. Each auxiliary anode has a sharp point 11 as a projection, which is up to a distance of about 0.4 mm from the -on the wall 1 existing metal layer 12 is sufficient. The metal layer 12 arises during forming the electrodes with the help of intense discharges for cleaning in particular the Cathode area, so that considerable sputtering occurs.

Treten -nun infolge der Diffusion von Ladungsträgern aus der Wachentladung Wandladungen auf, so kann die Wandbedeckung 12 ein Potential annehmen, welches bei einer Anodenspannung von 250 Volt leicht 200 Volt betragen kann. Im Ruhezustand der Schaltung haben die Hilfskathoden 10 Kathodenpotential oder ein niedrigeres Potential. Dies kann beim geringen Abstand zwischen den Spitzen 11 und der Wandbedeckung 12 zu einer schwachen Entladung zwischen einer der Spitzen 11 und der Wandbedeckung 12 führen. Da diese Entladungsstellen verhältnismäßig weit von der Hauptentladungsstrecke zwischen den Elektroden 5 und 8 entfernt sind, bewirken diese schwachen Entladungen in der Hauptentladungsstrecke keine Zündspannungserniedrigung und durchaus keine Zündung. Die Entladungen zwischen 11 und 12 können mehr oder weniger kontinuierlich auftreten oder z. B. nur dann, wenn durch äußere elektrostatische Einflüsse das Potential von 12 ansteigt. Der äußere Durchmesser des Gehäuses beträgt 9,5 mm. Infolge dieser geringen Ausmaße ist das Anbringen eines Kontaktes mit der Wandbedekkung, der ohne besondere Maßnahmen immerhin zweifelhaft wäre, kaum möglich. Ein starker Kontaktdruck würde im übrigen eine Einschmelzung des Bodens. in den Kolben in maschineller Weise erschweren. Infolge des kleinen Röhrendurchmessers ist die Anwendung größerer Anzahlen Röhren in gedruckten Schaltungen möglich.Now occur as a result of the diffusion of charge carriers from the waking discharge Wall charges on, the wall covering 12 can assume a potential which is at an anode voltage of 250 volts can easily be 200 volts. At rest of the circuit, the auxiliary cathodes 10 have cathode potential or a lower Potential. This can be done with the small distance between the tips 11 and the wall covering 12 to a weak discharge between one of the tips 11 and the wall covering 12 lead. Because these discharge points are relatively far from the main discharge path between electrodes 5 and 8 are removed, these cause weak discharges in the main discharge gap no ignition voltage decrease and absolutely none Ignition. The discharges between 11 and 12 can be more or less continuous occur or z. B. only if this is due to external electrostatic influences Potential of 12 increases. The outer diameter of the case is 9.5 mm. As a result of these small dimensions is the making of a contact with the wall covering, which would be doubtful without special measures, hardly possible. A strong one Contact pressure would also result in a meltdown of the soil. in the flask in machine Way complicate. The application is larger due to the small tube diameter Numbers of tubes in printed circuits possible.

Fig.2 zeigt einen Teil einer Zählschaltung mit Glimmentladungsröhren nach der Erfindung. 21 bezeichnet die erste dargestellte Glimmentladungsröhre mit einer Kathode 22, einer Anode 23, Hilfsanoden 24 und 25, einer Wachentladung skathode 26 und der gestrichelt dargestellten Wandbedeckung 27. Für die zweite Röhre gelten die Ziffern 31 bis 37. Vor der Röhre 21 liegt die nicht dargestellte Röhre 11, und auf die Röhre 31 folgen die Röhren 41, 51 usw.; letztere Röhren sind ebenfalls nicht dargestellt. Die Röhren sind je mit einem Kathodenwiderstand 102 versehen, der von einem Kondensator 103 überbrückt ist. Die Wachkathoden 26, 36 usw. sind je über einen großen Widerstand 105 mit der Kathodenzuleitung verbunden. Ein gemeinsamer Kathodenwiderstand ist mit 101 bezeichnet. Die Hilfsanoden 24, 34 usw. sind je über einen Widerstand 104 mit der Kathode der vorhergehenden Röhre verbunden. Gleichzeitig sind sie über einen Kondensator 107 an die Eingangsleitung 106 angeschlossen. Die Hilfsanoden 25, 35 usw. sind je über einen Widerstand 108 mit der Kathode der nächsten Röhre und gleichzeitig über einen Kondensator 109 mit der Eingangsleitung 110 verbunden.2 shows part of a counting circuit with glow discharge tubes according to the invention. 21 denotes the first glow discharge tube shown with a cathode 22, an anode 23, auxiliary anodes 24 and 25, a wake discharge skathode 26 and the wall covering 27 shown in dashed lines. Numbers 31 to 37 apply to the second tube Tube 11, and tube 31 is followed by tubes 41, 51, etc .; the latter tubes are also not shown. The tubes are each provided with a cathode resistor 102 which is bridged by a capacitor 103. The awake cathodes 26, 36 etc. are each connected to the cathode lead via a large resistor 105. A common cathode resistor is denoted by 101. The auxiliary anodes 24, 34 etc. are each connected via a resistor 104 to the cathode of the preceding tube. At the same time, they are connected to the input line 106 via a capacitor 107. The auxiliary anodes 25, 35 etc. are each connected to the cathode of the next tube via a resistor 108 and at the same time to the input line 110 via a capacitor 109 .

Angenommen sei, daß eine Entladung in der Röhre 21 erfolgt, so wird bei einem positiven Impuls hin= reichender Größe an der Leitung 106 die Röhre 31 gezündet, da die Hilfsanode 34 dem Kathodenwiderstand 102 der Röhre 21 bereits eine positive Vorspannung entnimmt. Bei einem nächsten Impuls an der Leitung 106 wird die Röhre 41 zum Zünden gebracht.Assuming that a discharge takes place in the tube 21, the tube 31 is ignited in the event of a positive pulse of sufficient magnitude on the line 106 , since the auxiliary anode 34 already draws a positive bias voltage from the cathode resistor 102 of the tube 21. With a next pulse on the line 106, the tube 41 is caused to ignite.

Wird dagegen angenommen, daß die Entladung in der Röhre 31 erfolgt, so wird bei einem positiven Impuls hinreichender Größe an der Leitung 110 die Röhre 21 gezündet und bei einem nächsten Impuls die Röhre 11. Die Schaltung eignet sich daher zum Bewegen der Entladung in beiden Richtungen oder, da sie als Zählschaltung benutzt wird, zum Addieren und Abziehen. Infolge des Vorhandenseins der Wandbedeckung 27, 37 usw. könnten Störungen auftreten, die aber von den Hilfsanoden besonderer Gestalt und Anordnung, wie in Fig. 1 dargestellt, verhütet werden.If, on the other hand, it is assumed that the discharge takes place in the tube 31, so with a positive pulse of sufficient magnitude on line 110 the tube becomes 21 ignited and with the next pulse the tube 11. The circuit is suitable therefore to move the discharge in both directions or as it acts as a counting circuit is used to add and subtract. As a result of the presence of the wall covering 27, 37, etc., disturbances could occur, but those of the auxiliary anodes are more particular Shape and arrangement as shown in Fig. 1 are prevented.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Glow discharge tube which, in addition to a main anode and a main cathode, contains at least one auxiliary anode and in which a guard discharge shielded from the main discharge path is maintained in order to avoid ignition delays, a sputtered metal layer being present on the tube wall and the auxiliary anode having such a shape, that it partially cooperates with the cathode to bring about an auxiliary discharge, characterized in that the auxiliary anode (10) also has a tip (11) which extends to such a short distance from the tube wall (1) that with increasing potential of the wall covering (12) and low potential of the auxiliary anode, the charge of the wall covering flows away to the tip of the auxiliary anode without resulting in a lowering of the ignition voltage in the main discharge path (FIG. 1).

2. glow discharge tube according to claim 1, characterized in that the tube has two auxiliary anodes, the same as the main cathode consist of molybdenum (Fig. 1).

3. glow discharge tube according to claim 1, characterized in that it is used in a counting circuit (Fig. 2). Considered publications: German Auslegeschriften Nr. 1025 997,1021499.