РАЗРЯДНАЯ ТЕРМО-ИОННАЯ ТРУБКА Советский патент 1927 года по МПК H01J17/58 

Предлагаемое изобретение основано на том, что исходящая от одного катода эмиссия подвергается действию пространственного заряда, вызываемого другим катодом, установленным в той же разрядной трубке и расположенным таким образом относительно первого катода, что электроны, исходящие от второго катода, посколько они не попадают на промежуточные электроды, при перемене направления их движения образуют вблизи первого катода, так называемое, «облако».

Если между этими обоими катодами, которые в дальнейшем для простоты соответственно называются «внутренним» и «наружным», установить решетку, служащую анодом для обоих катодов, то можно достичь того, что при увеличивающейся разности потенциалов между анодом, с одной стороны, и катодами, с другой стороны, влияние, оказываемое пространственным зарядом наружного катода на эмиссию внутреннего катода, становится больше влияния увеличения анодного потенциала на эту эмиссию. Поэтому, при таких обстоятельствах, направленный от анода к внутреннему катоду поток уменьшается при увеличении разности потенциалов между этими частями, благодаря чему разрядная трубка может работать с отрицательной характеристикой сопротивления и может быть использована для создания колебаний.

Предлагаемое изобретение состоит, преимущественно, из колпака, из которого удален воздух и в котором концентрически установлен центральный накаливающийся катод, решетчатый анод и второй об′емлющий катод. Этот второй катод, согласно предлагаемого изобретения, выполняется в виде равнопотенциального катода.

На схематическом чертеже изображен вертикальный разрез ножки предлагаемой разрядной трубки.

Проволочный центральный накаливающийся катод 1 окружен анодом 2, снабженным отверстиями или какими-нибудь другими устройствами для пропуска, который может, например, состоять из известной в применении к решеткам винтообразно изогнутой металлической проволоки, как это показано на чертеже. Вокруг анода 2 установлен второй посылающий электроны катод 3, который, например, также может состоять из винтообразно изогнутой проволоки, накаливаемой проходящим по ней током. Рекомендуется, однако, применять, так называемый, равнопотенциальный катод для того, чтобы устранить значительную разность напряжения между начальной и конечной точкой этого катода. Исходящие от катода 3 электроны частью проходят через анод 2 и, начиная с этого момента, замедляют свое движение до тех пор, пока они, приблизившись к катоду 1, не меняют направления своего движения. Таким образом вокруг катода 1 катодом 3 поддерживается постоянное электронное облако, усиливающее пространственный заряд катода 1 и, следовательно, противодействующее эмиссии катода 1. Это происходит в тем большей степени, чем сильнее эмиссия катода 3, т.-е., например, чем более положителен анод 2 относительно катода 3 (не принимая во внимание явлений насыщения). Авторы обнаружили, что это косвенное действие изменений потенциала анода 2 на эмиссию катода 1 может превышать прямое действие, т.-е. эмиссия катода 1, при увеличении потенциала анода 2 и прочих неизменных условиях, может в большей степени ослабляться увеличивающимся пространственным зарядом, создаваемым катодом 3, чем усиливаться увеличением электростатического поля между анодом 2 и катодом 1. Таким образом в замкнутой цепи, в которую включены анод 2 и катод 1, а также источник напряжения, могут возникнуть колебания, так как эта цепь будет обладать отрицательной характеристикой сопротивления.

Накаливающийся катод 1, изображенный на чертеже, натянут между двумя полюсными проволоками 4, которые вставлены обычным способом в сжатую часть 5 стеклянной ножки. Анод 2 состоит из винтообразно согнутой проволоки, витки которой прикреплены к поддерживающей балочке 6, переходящей в поддержки 7, вплавленные в сжатую часть 5 ножки. Наружный катод 3 состоит из открытого цилиндра, покрытого с внутренней стороны активным слоем (например, окисью щелочно-земельного металла) и укрепленного при помощи поддержки 8 в сжатой части 5 ножки. Накаливание производится при помощи намотанной на цилиндр и изолированной от него проволоки 9 с большим сопротивлением, к которой ток подводится по проходящим также через сжатую часть 5 ножки проволокам 10.

Путем регулирования температуры обоих катодов можно усиливать желаемое действие, если принять меры чтобы, при некотором определенном потенциале анода 2 у катода 1 уже наступало состояние насыщения в эмиссии, когда у катода 3 такого состояния еще не было. Тогда при увеличении потенциала анода 2 можно пренебречь прямым влиянием этого последнего на катод 1, причем остается только противодействующее влияние увеличивающейся эмиссии катода 3.

1. Разрядная термо-ионная трубка с двумя накаливаемыми катодами и с одним холодным анодом, характеризующаяся тем, что один из катодов 1 расположен внутри второго катода 3 с той целью, чтобы испускание электронов внутренним катодом 1 управлялось пространственным зарядом, созданным электронами, испускаемыми наружным катодом 3.

2. Форма выполнения охарактеризованной в п. 1 разрядной трубки, отличающаяся тем, что внутренний накаливаемый катод 1 установлен внутри решетчатого анода 2, коаксиально с ним, а наружный катод 3 установлен снаружи анода 2, коаксиально с ним и окружая его.

3. При охарактеризованной в п. 2 разрядной трубке выполнение наружного катода 3 в виде эквипотенциального катода.