Электронная или ионная лампа Советский патент 1935 года по МПК H01J1/02 

Катодная лампа с любым числом электродов, удовлетворяющая идеальным условиям, как известно, имеет характеристику, выражаемую уравнением полукубической параболы, т. е. , где / - ток, приходящий к катоду; и-приведенное к управляющему электроду напряжение, учитывающее напряжения, приложенные между каждым из электродов лампы и катодом, и k - коэфициент пропорциональности, зависящий от размеров и свойств носителя заряда, электрона или иона.

Современная техника применения ламп однако уже не может довольствоваться приведенного типа характеристикой. Например, для усилительных целей необходима прямолинейная характеристика, для детектирования биений и балансовой модуляции-квадратичная, а для применения лампы в качестве ограничителя-логарифмическая характеристика.

В основном авторском свидетельстве № 9834 автором был уже указан способ изготовления лампы с прямолинейной характеристикой, основанный на неравномерном распределении тока насыщения вдоль катода, что может быть достигнуто неравномерным распределением температуры или активного вещества, испускающего электроны, а также переменным сечением катода или же применением всех этих средств совместно. Цель настоящего предложения обобщить предложенный ранее способ для получения любой характеристики лампы и в частности квадратичной и логарифмической.

Для уяснения приводимых далее формул на фиг. 1 показано примерное распределение тока насыщения на единицу длины р (х) вдоль катода длины L, знание которого дает возможность найти уравнение характеристики. Пусть при некотором значении приведенного напряжения и ток на единицу длины катода, ограничиваемый пространственным зарядом, будет f(x, U), где учтена неэквипотенциальность катода; тогда ток, ограничиваемый пространственным зарядом, в любой точке катода изобразится кривой f(x., U), пересекающей

На

кривую (х) в точках х и к

длине катода от О до Xj и от Хз, до L приходящий к катоду электронный ток будет определяться исключительно насыщением. На участке же (х - х благодаря избытку насыщения электронный ток будет ограничиваться пространственным зарядом, т. е. ординатами кривой f(x. If). Таким образом, общий ток найдется интегрированием: (x)dx+Jf(x)dx + +//(. причем пределы интегрирования определяются равенствами ()/(i,) (X2-)f(X,,fJ) В случае эквипотенциального к-атода f(x, U) обращается в прямую М N (фиг. 2), проведенную на расстоянии А U от оси ординат, где показатель т при наличии носителей зарядов одного лишь знака, как известно, равен 3/2, а k - коэфициент пропорциональности, зависящий от носителя заряда и геометрических размеров лампы. Если, кроме того, распределение тока насыщения симметрично относительно середины катода, то в этом случае, на основании фиг. 2 f(x)dx + + ((3) причем (x,} kir Из сказанного ясно, что результат интегрирования не изменится, если ветви I и II кривой 9 (л) на фиг. 2 поменять местами, как указано на фиг. 3. Такое перемещение равносильно перенесению начала координат из конца катода в его середину. После изложенного станет понятным из дальнейшего, что для эквипотенциального катода, в котором влиянием наложения эмиссионного тока на температуру можно пренебречь, поставленная цель будет достигнута, если в данной точке, находящейся на расстоянии X от конца или соответственно середина катода, эмиссия будет пропорциональна степени - отношения крутизны характеристики, выраженной через координату данной точки, к расстоянию точки до середины, или соответственно конца катода. г dF(U) dU с(л) (2 от и ) где 9() - эмиссия в данной точке, (Lf) - заданная характеристика и dF(lD JJее производная по приведенному напряжению, I -длина катода, коэфициент пропорциональности в формуле для тока на единицу длины, ограничиваемого пространственным зарядом. В справедливости высказанного положения можно убедиться, произведя интегрирование по формуле (3) при условии (4). Для чисто электронного или ионного разряда да 3/2 и (5) обращается в dV W Л - 2 лРассмотрим в виде примера для чисто-электронного или чисто-ионного разряда {т 3/2), какое должно быть распределение эмиссии для получения степенной характеристики ,rji,Q в частности показатель я 2, а с-коэфициент пропорциональности. Применяя (6) и условие (4), находим2п 2«-i .(L 2xf- (7) При n 2, T. e. для квадратичной характеристики (x)(L--2xf (7a)