DE730569C

DE730569C - Electron beam amplifier tube with a control electrode that influences the intensity of the electrons

Info

Publication number: DE730569C
Application number: DEM139619D
Authority: DE
Inventors: George Fairburn Brett
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1936-10-26
Filing date: 1937-10-27
Publication date: 1943-01-14
Also published as: GB483827A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektronen= strahlverstärkerröhren, bei denen die Entladung in Form eines Elektronenbündels vor sich geht an Stelle der diffusen Entladungsform in normalen Röhren. Es handelt sieb dabei um Entladungsröhren mit einer die Elektronenintensität beeinflussenden Steuerelektrode zum Unterschied von der Ablenk- und Ausblendsteuerung.The invention relates to electron = beam amplifier tubes, in which the discharge in the form of an electron beam going on in place of the diffuse discharge form in normal tubes. It is about discharge tubes with a die The control electrode, which influences the electron intensity, differs from the deflection and blanking control.

Bei Oszillographenröhren, deren Elektronenstrahl durch ein Magnetfeld abgelenkt wird, ist es bekannt, zwischen der Kathode und der Einwirkungsstelle des Magnetfeldes eine Anzahl von auf steigenden positiven Potentialen gehaltenen Blenden anzuordnen, um einen scharf begrenzten Elektronenstrahl zu erhalten. Hingegen hat man bei Elektronenstrahlverstärkerröhren, die mit Intensitätssteuerung arbeiten, zur Beschleunigung der Elektronen nur eine einzige positive Elektrode zwischen Steuerelektrode und Anode vorgesehen und diese dicht hinter der Steuerelektrode angeordnet.With oscilloscope tubes, the electron beam of which is deflected by a magnetic field it is known to be between the cathode and the point of action of the magnetic field to arrange a number of diaphragms held at increasing positive potentials, to get a sharply delimited electron beam. On the other hand, one has with electron beam amplifier tubes, which work with intensity control, only a single positive electrode to accelerate the electrons provided between the control electrode and anode and this close behind the control electrode arranged.

Ein Beispiel einer solchen Elektronenstrahlverstärkerröhre ist in Abb. 1 schematisch dar-. gestellt; sie besteht aus einer Kathode C (die im dargestellten Beispiel indirekt geheizt ist), einer durchlochten Steuerelektrode G dicht an der Kathode, einer gelochten Beschleunigungselektrode A dicht an der Steuerelektrode G, einer gelochten BremselektrodieS dicht an der Beschleunigungselektrode A und einer Auffangelektrode P, die in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Brems-An example of such an electron beam amplifier tube is shown schematically in Fig. 1. posed; it consists of a cathode C (which is indirectly heated in the example shown), a perforated control electrode G close to the cathode, a perforated acceleration electrode A close to the control electrode G, a perforated braking electrode S close to the acceleration electrode A and a collecting electrode P, which in a relatively large distance from the braking

elektrode angeordnet ist. Die Elektroden sind in der angegebenen Reihenfolge angeordnet. Sämtliche Öffnungen sind in Deckung zueinander und besitzen die Form länglicher Schlitze, so daß ein mehr oder weniger gut gebündelter bandförmiger Elektronenstrahl; dessen Intensität von dem Potential der Steuerelektrode G abhängt, gegen die Auffangelektrode P gerichtet wird. In Elektronenstrahlverstärkerröhren der eben be-' schriebenen Art ist der Elektronenstrahl etwas divergent, angedeutet durch die strichpunktierten Linien, und die zur Steuerung des Elektronenstrahls erforderlichen Steuerspannungen sind verhältnismäßig groß, d. li. die Steilheit der Röhre ist ziemlich klein. Typische auf die Kathode bezogene Betriebsspannungen für eine solche Röhre sind: ο bis 20 Volt für die Steuerelektrode G, 100 bis 250 Volt für die Beschleunigungselektrode A, ο Volt für die Bremselektrode S und 50 bis 250 Volt für die AuffangelektrodeP. electrode is arranged. The electrodes are arranged in the order shown. All openings are in congruence with one another and are in the form of elongated slots, so that a more or less well bundled ribbon-shaped electron beam; whose intensity depends on the potential of the control electrode G, is directed against the collecting electrode P. In electron beam amplifier tubes of the type just described, the electron beam is somewhat divergent, indicated by the dash-dotted lines, and the control voltages required to control the electron beam are relatively large, i.e. left the steepness of the tube is quite small. Typical operating voltages related to the cathode for such a tube are: o up to 20 volts for the control electrode G, 100 to 250 volts for the acceleration electrode A, o volts for the braking electrode S and 50 to 250 volts for the collecting electrode P.

Das Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung" der Steilheit.The aim of the invention is to increase "the steepness."

Erfindungsgemäß wird eine Elektronenstrahlverstärkerröhre mit einer die Intensität der Elektronen beeinflussenden Steuerelektrode, einer Beschleunigungselektrode und einer vor der Auffanganode angeordneten Bremselektrode derart ausgebildet, daß zwischen der Beschleunigungselektrode und der Bremselektrode eine Anzahl (eine oder mehrere) weiterer Beschleunigungselektroden angeordnet ist und die Potentiale so gewählt sind, daß die erste Beschleunigungselektrode gegenüber den anderen Beschleunigungselektroden eine niedrigere positive Spannung, vorzugsweise 20 bis 50 Volt, erhält. Die dadurch erzielte Steilheitserhöhung läßt sich folgendermaßen erklären: Bei einer Röhre mit einer einzigen Beschleunigungselektrode muß diese ein verhältnismäßig hohes Potential erhalten, damit der Elektronenstrahl auf dem Weg zur Anode einigermaßen beisammenbleibt, und ihr Feld greift daher tief in die ■" " Öffnung der Steuerelektrode hinein und verursacht eine starke Inhomogenität des Feldverlaufes zwischen Kathode und Steuerelektrode; diese wieder bewirkt eine Verwaschung der Kennlinie und damit einen Steilheitsverlust. Verwendet man aber wenigstens zwei ■Beschleunigungselektroden, so kann man die der Steuerelektrode benachbarte Beschleunigungselektrode auf einem verhältnismäßig niedrigen positiven Potential halten, so daß der Feldverlauf in der öffnung der Steuerelektrode erheblich weniger verzerrt wird und die Kennliniensteilheit aus diesem Grunde größer ist. Die Beschleunigung der Elektronen auf die erforderliche hohe Geschwindigkeit besorgen die übrigen Beschleunigungselektroden. Die Verwendung mehrerer Beschleunigungselektroden bringt gleichzeitig den Vorteil einer schärferen Bündelung des Elektronenstrahls. Infolgedessen kann die Auffangelektrode verkleinert und ihre Kapazität gegen die übrigen Elektroden herabgesetzt werden.According to the invention, an electron beam amplifier tube with a control electrode influencing the intensity of the electrons, an acceleration electrode and a brake electrode arranged in front of the collecting anode is designed in such a way that between the acceleration electrode and the braking electrode a number (one or more) further acceleration electrodes is arranged and the potentials are chosen so that the first acceleration electrode a lower positive voltage compared to the other acceleration electrodes, preferably 20 to 50 volts. The increase in slope achieved in this way can be Explain as follows: For a tube with a single accelerating electrode this must receive a relatively high potential so that the electron beam on the way to the anode remains reasonably together, and its field therefore reaches deep into the ■ "" Opening of the control electrode and causing a strong inhomogeneity of the field profile between cathode and control electrode; this in turn causes a blurring of the characteristic curve and thus a loss of slope. But if you use at least two acceleration electrodes, you can use the the accelerating electrode adjacent to the control electrode on a relatively keep low positive potential so that the field profile in the opening of the control electrode is significantly less distorted and the slope of the characteristic curve is greater for this reason. The acceleration of the electrons the other acceleration electrodes provide the required high speed. The use of multiple acceleration electrodes at the same time has the advantage of sharper focusing of the electron beam. As a result, the The collecting electrode is reduced in size and its capacitance compared to the other electrodes is reduced will.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in Abb. 2 wiedergegeben. In Abb. 2 besteht die Elektronenstrahlverstärkerröhre aus einer geraden Kathode C, die dicht hinter dem Längsschlitz in der plattenförmigen Steuerelektrode G angeordnet ist. Die Steuerelektrode G ist ihrerseits hinter einer ersten Beschleunigungselektrode A₁ angeordnet, die gleichfalls plattenförmig ist und einen engen länglichen Schlitz besitzt. Dicht auf die Beschleunigungselektrode A₁ folgt eine zweite Beschleunigungselektrode y4₂, gleichfalls plattenförmig und mit einem breiten Längsschlitz. In verhältnismäßig großem Abstand von der Beschleunigungselektrode A₂ ist eine dritte Beschleunigungselektrode A₃ mit einem verhältnismäßig breiten Längsschlitz angeordnet. Diese Elektrode Α_Λ befindet sich dicht vor. der Bremselektrode S, die einen ziemlich breiten Längsschlitz besitzt. Alle Schlitze liegen in Deckung zueinander symmetrisch zu einer Linie, die zur platten- Q" förmigen Auffangelektrode P führt. Alle Elektroden verlaufen senkrecht zu dieser Linie. Betriebsmäßig erhält die erste Beschleunigungselektrode ein verhältnismäßig kleines positives Potential, während die zweite und die dritte Elektrode ein beträchtlich höheres Potential erhalten. Typische Werte für die Betriebsspannungen sind folgende: Kathodenspannung ο Volt, Steuergitterspannung ο bis 20 Volt, Spannung der ersten Beschleunigungselektrode 20 bis 50 Volt positiv, Spannung der zweiten und dritten Beschleunigungselektrode 100 bis 250 Volt positiv (in jedem Fall), Bremselektrode ο Volt, Auffangelektrode 50 bis 250 Volt positiv. Typische ">5 Maße für die Elektroden bei diesen Spannungen sind folgende: Länge der Schlitze in den verschiedenen Elektroden 15 bis 25 mm, Breite des Schlitzes in der Steuerelektrode 0,6 bis ι mm, in der ersten Be- no schleunigungselektrode 0,6 mm, in der zweiten Beschleunigungselektrode 5 mm, in der dritten Beschleunigungselektrode 1 bis 1,5 mm, in der Bremselektrode schließlich 2 bis 2,5 mm, Abstand zwischen Kathode und Steuerelektrode (gemessen in der Strahlrichtung 1 0,25 mm. Ein ähnlicher Abstand besteht zwischen der ersten und der zweiten Beschleunigungselektrode und zwischen der dritten und der Bremselektrode. Der Abstand zwischen der zweiten und der dritten Beschleunigungselektrode beträgt 10 mm.An embodiment of the invention is shown schematically in FIG. In Fig. 2, the electron beam amplifier tube consists of a straight cathode C, which is arranged close behind the longitudinal slot in the plate-shaped control electrode G. The control electrode G is in turn arranged behind a first acceleration electrode A ₁ , which is also plate-shaped and has a narrow elongated slot. The acceleration electrode A _{1 is} followed closely by a second acceleration electrode y4 ₂ , also plate-shaped and with a wide longitudinal slot. A third acceleration electrode A ₃ with a relatively wide longitudinal slot is arranged at a relatively large distance from the acceleration electrode _{A 2.} This electrode Α _Λ is right in front of it. the braking electrode S, which has a fairly wide longitudinal slot. All the slots are aligned symmetrically to one another in a line that leads to the plate-shaped collecting electrode P. All electrodes run perpendicular to this line Typical values for the operating voltages are as follows: cathode voltage ο volts, control grid voltage ο up to 20 volts, voltage of the first acceleration electrode 20 to 50 volts positive, voltage of the second and third acceleration electrodes 100 to 250 volts positive (in any case), braking electrode ο volts, collecting electrode 50 to 250 volts positive. Typical "> 5 dimensions for the electrodes at these voltages are as follows: length of the slots in the various electrodes 15 to 25 mm, width of the slot in the control electrode 0.6 to ι mm, in the first acceleration electrode 0.6 mm, in the second acceleration ungselectrode 5 mm, in the third acceleration electrode 1 to 1.5 mm, in the braking electrode finally 2 to 2.5 mm, distance between cathode and control electrode (measured in the beam direction 1 0.25 mm. There is a similar distance between the first and second accelerating electrodes and between the third and braking electrodes. The distance between the second and third accelerating electrodes is 10 mm.

Claims

Patent claims:

ι. Electron beam amplifier tube with an electron beam that influences the intensity of the electrons Control electrode, an acceleration electrode and a braking electrode arranged in front of the Auffaniganode, characterized by jiaß between the acceleration electrode and the braking electrode a number (one or more) of further acceleration electrodes is arranged and the potentials are chosen so that the first acceleration electrode compared to the other acceleration electrodes a lower positive voltage, preferably 20 to 50 volts.

2. Electron beam amplifier tube according to claim i, characterized in that the distance between the first two acceleration electrodes and the distance between the last acceleration electrode and the braking electrode is significantly less than the distance between the second acceleration electrode and the last, for example V _{40 of} the last-mentioned distance.

3. electron beam amplifier tube according to claim 1, characterized in that the distance between the cathode and the control electrode is approximately equal to the distance between the first two acceleration electrodes is.

4. Electron beam amplifier tube according to claim 1, characterized in that of two electrodes which have a smaller distance from one another than from the other electrodes (z. B. A ₁ and A ₂ , A ₃ and Si, the cathode-side electrode has the smaller opening.

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5. Arrangement with an electron beam amplifier tube according to claim 2, characterized in that acceleration electrodes, which are arranged at a greater distance from one another (for example A ₂ and A ₃ in Fig. 2j, receive the same voltage of preferably 100 to 250 volts.

1 sheet of drawings