Катодная лампа

Катодная лампа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21-g> ()g1 № 1742

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЦ

ОПИСАНИЕ катодной лампы

К патенту В. И. Волынкина, заявленному 16 апреля 1923 года (заяв. свид. № 76585).

0 выдаче патента апубликовано 30 октября 1926 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 1.ода.

В обыкновенных электронных лампах, катодом служит проволока, накаливаемая, электрическим током, который создает в ней некоторое падение напряжения.

Вследствие этого, разность потенциалов между анодом и катодом в разных его точках будет неодинакова, уменьшаясь по направлению к положительному концу катода. То же самое можно сказать и, относительно сетки. Уменьшение анод- ного и сеточного напряжения приводит к постепенному уменьшению электронного тока на единицу длины катода, по мере удаления от отрицательного конца нити, являющегося обычно общей точкой цепей лампы. В усилительных лампах, как показывают подсчеты, это уменьшение может достигать 50О, о, а для ламп с малым анодным напряжением это ослабление будет еще значительнее.

В том случае, когда общая точка присоединена к искусственной нулевой точке или к положительному концу нити, то по мере удаления от него разность потенциалов также возрастает и у отрицательного конца нити она будет больше на величину падения напряжения в ней.

Следовательно, независимо от способа присоединения анодной цепи, влияние накала всегда сказывается в том, что у положительного конца нити электрон- ный ток на единицу длины меньше, чем у отрицательного.

Таким образом, видно, что использование накаленного катода в обычных лампах с неизменным расстоянием между электродами по всей длине нити оказывается далеко не полным. Самым простым средством для устранения этого недостатка является, конечно, создание на катоде эквипотенциальной поверхности, что и делается некоторыми фирмами, например, Westinghouse в Америке.

В этих лампах накаливаемая нить покрывается изолированно проводящей оболочкой, которая и служит источником электронов. Простой по мысли способ вызывает, однако, при его практическом применении ряд серьезных затруднений, вытекающих из необходимости надежно изолировать в электрическом отношении при высоких температурах катод от нити, его нагревающей, и в то же время создать хорошую тепловую проводимость изолирующего слоя.

Эти конструктивные затруднения побудили искать другой способ для повышения использования катода, не прибегая к эквипотенциальной поверхности.

Сущность предлагаемых для этой цели конструкций, являющихся предметом настоящего заявления, заключается в следующем.

Как известно, ток через пустоту, на единицу длины катода, в цилиндрическом триоде может быть выражен равенствами: ((V„+ Va/)+g (V,.+ V,.a)l () (1 +,и) Х,, Хсс (In—

I (2о Хс Хс (2)

In вЂ”â€”

2;r,r где:

V — разность потенц. между анодом и и катодом, V — разность потенц. между сеткой и катодом, V,, — контактная разность пот. между анодом и катодом, V — контактная разность пот. между

С 1С сеткой и катодом,,и — коэффициент усиления, обратный проницаемости, Х вЂ” радиус сетки, Х вЂ” „анода, 1 — шаг спиральной сетки, r — радиус проволоки сетки.

Вследствие неравномерного распреде- ления температуры вдоль катода, разности, потенциалов Ь „ и V, не являются линейными функциями длины нити, но могут быть представлены таковыми с доститочным приближением, следовательно: —, . . . (3) — - -, . (4) где V u U — разности потенциалов, отнесенные к отрицательному концу . нити, Z — координата, l †дли нити и V — падение напряжения в катоде.

Подставляем (3) и (4) в (1), после преобразований получаем: ((ссо + 1 сссс) + (со 1 (ссЛ !

j=A (1+и) с Х,, 1;, (1+и)

Как видно из последнего выражения, плотность тока через пустоту про по-, стоянной величине Х и,и уменьшается, ! по мере приближения к положительному концу нити (увеличение 2). Для того, чтобы поддержать ее на одной величине, можно сделать, например, X функцией от 2, т.-е. вместо цилиндрической сетки взять сетку другого вида, например, в первом приближении — коническую.

Из формулы (5) непосредственно следует, что при надлежащем выборе постоянных в случае изменения радиуса сетки по закону:

X,— — Õ,,,(1 — а )...(б) плотность электронного тока не будет зависить от координаты.

Подставляя (6) и (5), получаем: ((1с -(- 1 ) +,и(1с — 1с ))11

j= (1 -,- 1M) " Х„

V (1- — и) ——

II (V„, +-- V„.)+,M (V,,+ ;,)

1 — а—

Для удовлетворения независимости

7 от Z, очевидно нужно выбрать коэффициент а так, чтобы:

V„(1+ р,) (1 „+1„,1)+,и(V „ : V,,)

Выведенное условие постоянства /, как видно из формул (7) и (8), теоретически имеет место лишь для выбранной рабочей точки характеристики (V, = V и V,= V,,).

Но расчет показывает, однако, что практически постоянство плотности тока благодаря влиянию контактной разности потенциалов сохраняется при изменении напряжения сетки в ту и другую стороны от V, в довольно широких пределах. Разлагая выражение (6) в ряд и отбрасывая высшие степени, получаем: х,=х (1 - ), сс 1 т.-е. закон изменения радиуса конической сетки. Подобным же образом можно найти выражение для расстояния Х в случае плоских электродов:

Х,=.— Х,. (1- — а с

Х,=X„L 1 — ", -), где а определяется прежним уравнением (8).

Во всех рассуждениях до сих пор предполагалось, что при изменении Х,,и не меняется. Если желательно выпол-

> нить и это условие, можно, как видно i из формулы (2), устроить один анод так же в виде конуса по тому же закону, изменения, как и сетка и в то же время сделать шаг сетки переменным, умень- шающимся по направлению к положи-, тельному концу нити. Условие для расчета этого шага в функции иодля спиральной сетки дает выражение (2). Для других конструкций сетки также известны, подобные формулы для,и, которыми и следует в этих случаях пользоваться.

Эти же выражения для,и дают возмож- ность рассчитать переменную густоту сетки (в случае слиральиай сетки †шаг) i для постоянного радиуса анода Х а также и сетки Х . В этом последнем случае компенсирование неэквипотенциальности катода достигается изменением коэффициента усиления.

Пример: V„= V„, = 1 в (никель-вольфрам);

V 3,6в; p=9; n= /я (лампа с чисто электрическим разрядом). Рабо-, i чая точка характеристики при U, =80 в и V,=3 в по формуле (8):

s o

Следовательно, закон изменения радиуса сетки (форм. 6 и 6а) или приближенно: Y Х (1 — 0,308 Z "

Х, =- Х„1 — 0,46-таким образом, у положительного конац нити диаметр сетки должен быть почти в два раза меньше, чем у отрицательного, что конструктивно вполне выполнимо.

На фиг. 1 изображена примерно коническая форма расположения анода и сетки в катодной лампе, где 1 обозначает анод; 2 — сетку и 3 — катод и на фиг. 2— плоская форма расположения анода и сетки, где 4 — обозначает анод;

5 — сетку и б — катод лампы.

tl p E JJ, вя в т и л т в н т а.

1. Катодная лампа, характеризующаяся тем, что аноду или сетке лампы, или тому и другому вместе, придана такая форма, например,— коническая, что расстояния между анодом или сеткой, с одной стороны, и раскаленным катодом, с другой стороны, постепенно уменьшаются по мере приближения к кснцу катода, соединенному с положительным зажимом источника накала (фиг. 1).

2. Форма выполнения катодной лампы, охарактеризованной в п. 1, отличающаяся тем, что анод и сетка имеют плоскую форму, при чем плоскости анода или сетки расположены наклонно к катоду (фиг. 2).

3. Форма выполнения катодной лампы, охарактеризованной в п.п. 1 и 2, отличающаяся тем, что густота сетки (которая для случая спирали определяется ее шагом) переменна вдоль оси катода.

Типо-саитоачтйфтттг «1триспый Пе уатнптйр,,?рнппг1тгтд, ЗтГг атйдупгиуодну«й, "тат.

5 патенту В.И. В ОЛЬПЖИИА Ф1742

r.g.

Типо-Литография „Красный Печатник".Ленинград, Международный пр., 75.