Elektronenröhre

Im Regelfall ein luftleerer Glaszylinder mit mehreren innen angeordneten Elektroden. Das hier dargestellte Beispiel zeigt drei Elektroden, (Anode, Gitter, Kathode). Daher wird eine solche Röhre auch als “Triode” bezeichnet. Zur Darstellung ihres Wirkprinzips ist sie besonders gut geeignet. Daneben gibt es Dioden, Tetroden, Pentoden, Heptoden usw. 

Wenn an die Anode eine positive und an die Kathode eine negative Spannung angelegt wird, treten aus der Kathode Elektronen aus und bewegen sich zur Anode. Auf diese Weise kommt ein Stromfluss zustande, obwohl Anode und Kathode nicht miteinander verbunden sind. Die Elektronen können aus der Kathode jedoch nur austreten, wenn sie sehr heiß ist. Deshalb wird sie über Glühwendel beheizt. Letztere können mit der Kathode verbunden sein oder selbst die Kathode darstellen. Dann spricht man von “direkter Heizung”. Ihr Energiebedarf ist geringer als bei einer “indirekten Heizung”, wie sie oben zu sehen ist.     

Zwischen Anode und Kathode befindet sich das so genannte Gitter, das man sich als durchlöchtertes Blech vorstellen kann. Durch diese Löcher fliegen die Elektronen auf ihrem Weg zur Anode hindurch. Wenn man an das Gitter eine negative Spannung anlegt, kann man den Fluss der Elektronen wegen der Abstoßungskräfte gleicher Ladungen bremsen oder ganz zum Stillstand bringen. Legt man statt dessen eine positive Spannung an, nimmt der Stromfluss wegen der Anziehungskräfte zu. Die Elektronenröhre lässt sich deshalb als ein von außen steuerbarer Verstärker einsetzen. Sie ist in etwa vergleichbar mit der eines Feldeffekt-Transistors*.  

Der Glaszylinder muss deshalb luftleer bzw. mit einem Schutzgas gefüllt sein, damit die glühende Kathode nicht durch den Luftsauerstoff oxidiert wird. Eine Oxidschicht würde den Austritt von Elektronen be- oder verhindern. Dort, wo noch Sauerstoffreste vorhanden sind, tritt deshalb eine schleichende “Vergiftung” der Kathode ein. Ihre Emissionsfähigkeit lässt dann kontinuierlich nach. Bei Bildröhren kann man das z.B. daran erkennen, dass Helligkeit und Kontrast allmählich nachlassen.

Die angegebenen Spannungen sind variabel und hängen vom Röhrentyp bzw. dem Anwendungszweck ab.

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