„Elektronenröhre“ – Versionsunterschied

De Forest stellte der Firmaden [[Bell Telephone Laboratories]] im Oktober 1912 einen [[Röhrenverstärker]] vor. Innerhalb eines Jahres wurde dieser markttauglich gemacht, indem es gelang, in den Röhren ein [[Hochvakuum]] zu erzeugen. [[Harold D. Arnold]] von [[Western Electric]] benutzte eine Vakuumpumpe nach [[Wolfgang Gaede]]. [[Irving Langmuir]] von [[General Electric]] benutzte zusätzlich noch eine [[Kühlfalle]] mit flüssiger Luft. 1913 wurde die Hochvakuum-Triode Type A bei [[Western Electric]] gebaut.<ref>[http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_a_western.html Triode Type A]</ref> ''Pliotron'' war der Name, den General Electric für seine ersten Hochvakuum-Trioden wählte.<ref>Pliotron, [http://www.tubecollection.de/ura/pliotron.htm Sammlung Udo Radtke]</ref> Die ersten Röhrenverstärker wurden Ende 1913 für Telefonverbindungen zwischen New York und Baltimore und ab Ende 1914 zur Verstärkung der Signale auf dem Atlantik-[[Seekabel]] eingesetzt.<!-- Beleg ?-->

1914 patentierte das Lieben-Konsortium eine mit Quecksilberdampf gefüllte Röhre mit Steuergitter und Wärmeschutzmantel als Schaltverstärker in der Funk-Telegrafie.<ref>{{Patent|Land=DE|V-Nr=293460|Anmelder=Gesellschaft für drahtlose Telegraphie|Titel=Anordnung für Kathodenstrahlrelais, die als Verstärkungsrelais wirken|V-Datum=1914-08-23}}</ref> Trotz dieser Bemühungen um gasgefüllte Röhren setzten sich auch in Deutschland bei diesen Anwendungen die Vakuumröhren ab etwa 1914/1915 durch.<ref>{{Internetquelle |url=https://ia800708.us.archive.org/view_archive.php?archive=/28/items/crossref-pre-1923-scholarly-works/10.1109%252Fjrproc.1920.220024.zip&file=10.1109%252Fjrproc.1922.219788.pdf |titel=The Development of Tube Transmitters by the Telefunken Company |abruf=2023-10-25 |format=PDF}}</ref>

[[Eduard Schrack]] produzierte 1919 erstmals die von ihm entwickelte Radioröhre ''Triotron'' industriell. Dazu errichtete er eine Produktionsstätte in [[Wien]]. Er gilt als der ''Vater der österreichischen Radioindustrie''.<ref>[{{Webarchiv|url=http://members.a1.net/sensenmann/wir.html |wayback=20170107082252 |text=1919 gründete Dr. Eduard Schrack in Wien Währing eine Produktionsstätte für seine Radioröhre „Tritoron“]}} abgerufen am 16. September 2010</ref>

Aufgrund ihrer Resistenz gegen [[kosmische Strahlung]], die ionisierende Strahlung von Kernwaffen und den [[Elektromagnetischer Puls|EMP]] wurden auf dem Gebiet der Raumfahrt und des Militärs noch bis in die 1970er Jahre Verstärkerröhren entwickelt, besonders in der UdSSR. Ein [[Mikojan-Gurewitsch MiG-25|MiG-25-Kampfflugzeug]] verfügt über zahlreiche [[Subminiaturröhre]]n; diese Röhren waren oft mit Bleiblechen umhüllt.<ref>Eine MiG-25, die von einem Deserteur am [[Mig-25#Der 6. September 1976|6. September 1976]] nach Japan geflogen wurde. Der Vorfall ermöglichte westlichen Stellen tiefe Einblicke in die Technik der damals neuen MiG-25.</ref>

Bei sehr hohen Spannungen entsteht zudem gesundheitsschädliche [[Röntgenstrahlung]] als [[Bremsstrahlung]] nach dem gleichen Prinzip wie bei einer [[Röntgenröhre]]. Diese Röntgenstrahlung entsteht bereits bei Anodenspannungen ab etwa 1&nbsp;[[Volt|kV]]. Allerdings dürfen in Deutschland nach der [[Röntgenverordnung (Deutschland)|Röntgenverordnung]] Röhren ohne Sondergenehmigung betrieben werden, wenn die Spannung 30&nbsp;kV nicht überschreitet und die [[Strahlenbelastung]] unter normalen Gebrauchsbedingungen bestimmte Grenzwerte nicht überschreitet.<ref>{{Webarchiv |url=https://www.gesetze-im-internet.de/r_v_1987/__5.html |text=§&nbsp;5 der Verordnung über den Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen |wayback=20180301225221 |archive-today= |archiv-bot=}}</ref> Deshalb muss die Anodenspannung bei [[Kathodenstrahlröhre|Fernsehröhren]] auf ca. 27&nbsp;kV begrenzt werden (bei Projektionsfernsehgeräten liegt die Grenze bei 40&nbsp;kV).

* Sie sind unempfindlicher gegenüber [[Kosmische Strahlung|kosmischer Strahlung]] und [[Radioaktivität]], Fehlspannungen und resistenter gegenüber dem [[Elektromagnetischer PulsImpuls|elektromagnetischen PulsImpuls]] (EMP); deswegen gab es zum Beispiel in der [[Sowjetunion]] eine militärisch motivierte Weiterentwicklung der Elektronenröhre.

Die Enneode ist eine Röhre mit einer Kathode, einer Anode und sieben Gittern, also mit insgesamt neun Elektroden. Bisweilen wird sie auch als ''Nonode'' bezeichnet, unter Verwendung des [[Lateinische Zahlwörter|lateinischen]] statt des [[Griechische Zahlwörter|griechischen Wortes für „Neun“]]. Es gab nur wenige Typen: Die EQ40 und die EQ80 (bzw. deren Allstromvariante UQ80).<ref>{{Webarchiv |url=http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/046/e/EQ80.pdf |wayback=20160902192622 |text=Datenblatt EQ80 Enneode |archiv-botformat=2022-10-27 17:06:37 InternetArchiveBot }} (PDF; 622&nbsp;kB).}}</ref> Sie wurde etwa zeitgleich mit der Einführung des UKW-Rundfunks zum Zweck der [[Frequenzmodulation|Frequenzdemodulation]] entwickelt. Ihre Arbeitsweise entsprach der eines [[Koinzidenzdemodulator]]s. An ihrer Anode konnte eine vergleichsweise hohe Signalspannung abgenommen werden, die zur vollen Aussteuerung der unmittelbar folgenden Endröhre ausreichte und zudem noch eine [[Gegenkopplung]] gestattete. Einige Verbreitung fand diese Röhre im Tonteil von [[Fernseher|Fernsehempfängern]] und in UKW-Nachrüstsätzen für alte Empfänger. Da das [[Bremsgitter]] g₇ intern mit der Kathode und die drei [[Schirmgitter]] g₂, g₄ und g₆ untereinander verbunden und gemeinsam herausgeführt waren, genügte trotz der zahlreichen Elektroden im Falle der EQ40 sogar ein achtstiftiger Rimlocksockel.

* [[Nuvistor]]en sind miniaturisierte Elektronenröhren, meist Trioden für UHF-Anwendungen. SieDurch wurdenein inMetallgehäuse ihrermit Funktioneinem praktischKeramikboden vollständigsind durchsie Halbleiter abgelöst und werden nicht mehr verwendetbruchunempfindlicher.

Aber erst ab 1933/34 etablierte sich in Europa ein zukunftsweisender Röhren-Bezeichnungsschlüssel, das von [[Philips]] und [[Telefunken]] gemeinsam beschlossene Gemeinschafts-Bezeichnungssystem.<ref name="RATHEISER, Ludwig">Ludwig Ratheiser: ''Das große Röhren-Handbuch.'' Franzis Verlag, Poing, ISBN 978-3-7723-5064-1.</ref> Es entwickelte sich zu einem heute noch gültigen, Code-System, bei dem am Namen die Heizungsart, die Sockelung und der Systemtyp ablesbar ist. Dieses System konnte sich aber nur in Europa durchsetzen.

| Thyratron<ref>[{{Webarchiv|url=http://www.tubedata.info/tubnum.html |wayback=20100614040335 |text=tubedata.info] |archiv-bot=2024-12-03 01:18:21 InternetArchiveBot }} Frank’s electron tube page</ref>

Das Stromverteilungsrauschen kann durch Reduzierung des Schirmgitterstromes reduziert werden. Konstruktive Maßnahmen wie gleichartig gewickelte Schirm- und [[Steuergitter]] erlauben es, die Schirmgitterwindungen aus Kathodensicht hinter dem Steuergitter zu verstecken.„verstecken“: Die Windungen liegen im Elektronenschatten des Steuergitters und können somit nur weitaus weniger Elektronen aufnehmen:. Der Schirmgitterstrom ist weitausdadurch geringer als bei herkömmlichen Schirmgitterkonstruktionen.

Wegen ihres niedrigeren Rauschens wurden in Kurzwellen- und UKW-Eingangsstufen fast ausschließlich Trioden eingesetzt. Die Ausnahme bilden hier frühe UKW-Empfänger, die Anfang der 1950er Jahre gebaut wurden. Die Geräte, die oftmals nach dem Reflexprinzip arbeiten, wurden auch oft als sogenannte UKW-Nachrüstsätze für Radios angeboten, die nur LW, MW und KW empfangen konnten.

Die Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode bewirkt eine Beschleunigung der von der Kathode emittierten Elektronen: Elektrische Energie wird in kinetische Energie der Elektronen umgewandelt. Trifft dieser Elektronenstrom auf die Anode, wird die Bewegungsenergie überwiegend in Wärmeenergie, zu einem geringen Teil aber auch in Lichtstrahlung (siehe oben bei [[#Anode|Anode]]) und bei höheren Betriebsspannungen in [[Röntgenstrahlung]] umgesetzt. Die entstehende Wärme muss abgeführt werden, damit die Röhre nicht thermisch zerstört wird. Abhängig von der Bauart kann nicht beliebig viel Energie pro Zeit abgeführt werden,. dasDie bezeichneterlaubte manMaximaltemperatur alsder maximaleAnode ergibt sich aus der vom Hersteller spezifizierten [[Anodenverlustleistung]].

Diese Zwischenschicht besteht im Wesentlichen aus Bariumorthosilikat, was sich aus Siliziumverunreinigungen des im Regelfall aus Nickel bestehenden Kathodenröhrchens indirekt geheizter Röhren bildet. Sie besitzt Halbleitercharakter und tritt bevorzugt bei Röhren mit hoher Steilheitsdichte (mA/V&nbsp;cm²) auf. Optische Untersuchungen zeigten diese Schicht als glasartige, direkt auf der Kathodenhülse gebildete Schicht, deren Ersatzschaltbild eine Parallelschaltung aus Kondensator und Widerstand darstellt: Sie ist frequenzabhängig. Durch Steilheitsmessungen bei verschiedenen Frequenzen (z.&nbsp;B. 10&nbsp;kHz vs. 10&nbsp;MHz) kann eine qualitative Aussage über eine eventuelle Zwischenschichtbildung getroffen werden. Bei einer zwischenschichtfreien Kathode sind die Steilheitswerte gleich. Gemessene Werte bewegen sich im Bereich um 80&nbsp;Ω bzw. im Bereich um 1,5&nbsp;nF.

Dort, wo eine sehr hohe Anzahl von Röhren in einem elektronischen System zusammenarbeiten (elektronische Rechengeräte, Fernsprechübertragungsanlagen und so weiter), nur sehr eng tolerierte Röhren verwendet werden können oder wo besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit gestellt werden, werden Spezialröhren eingesetzt. Je nach Einsatzzweck wurden unterschiedliche Arten von Spezialröhren entwickelt. Röhren für elektronische Rechensysteme besitzen eine Spezialkathode, die nur gering zur Ausbildung von Zwischenschichten neigt. Röhren für den militärischen Einsatz sind neben anderen Anforderungen häufig für hohe Beschleunigungen konstruiert. Die Lebensdauer dieser Spezialröhren wird im Allgemeinen mit 10.000&nbsp;Stunden angegeben.<ref>Exemplarische Daten unter {{Webarchiv | url=http://frank.pocnet.net/sheets/009/e/E88CC.pdf | wayback=20130517083138 | text=S.Q. Tube |format=PDF}} S. 11</ref>

Ein häufiger Ausfallgrund von Elektronenröhren sind taube Kathoden, das heißt, deren Elektronenemission lässt nach. Solche Kathoden können in gewissem Umfang regeneriert werden. Dazu wird während gewisser Zeiträume die Kathode gezielt überheizt, während gleichzeitig ein begrenzter Anodenstrom fließt. Ziel ist dabei, die Kathode wieder zu aktivieren, so dass die Röhre wieder eine Weilegewisse Zeit lang funktioniert.