Techniklexikon

Elektronenröhre

Autor:
Martina Wagner

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Gasdicht verschlossenes Glas- oder Metallgefäß, in dem in Vakuum oder Gas Elektronen für eine Stromleitung sorgen. Sie enthalten wenigstens zwei Elektroden. Eine, die Kathode, wird durch einen Heizfaden zum Glühen gebracht und sendet dadurch Elektronen aus, die von einer Anode eingefangen werden. Eine E. mit nur einem Elektrodenpaar nennt man Diode. E. sind weitgehend durch Halbleiterbauelemente (Bauelemente) abgelöst worden. Elektrodynamik und Elektrotechnik, Vakuumröhre, ein trägheitsloses elektrisches Steuer- und Verstärkungsgerät für Gleich- und Wechselströme, das die verschiedenartig beeinflussbare Elektronenbewegung im Vakuum ausnutzt. Die Elektronenröhre war lange Zeit das wichtigste Gerät in der Elektrotechnik, bevor viele Funktionen von hochminiaturisierten Halbleiterbauteilen übernommen wurden. Der grundsätzliche Aufbau aller Elektronenröhen besteht aus einem evakuierten Glas- oder Stahlgefäss (ca. 10^-5 Pa), in das mindestens zwei Elektroden eingeschmolzen sind. Die Kathode dient dabei als Elektronenquelle, sie ist fast immer ein mit einer Heizspannung geheizter Glühdraht, z.B. aus Wolfram, aus dem die Elektronen durch Glühemission freigesetzt werden. Die Elektronen werden durch eine positive Anodenspannung U_A zur Anode hin beschleunigt, die die Kathode meistens zylinderförmig umschliesst. Die Abhängigkeit des Anodenstroms I_A von der Anodenspannung wird durch die Strom-Spannungs-Kennlinie beschrieben. Die einfachste Röhre nur mit Kathode und Anode ist die Vakuumdiode. Die Triode besitzt eine zusätzliche Gitterelektrode (Steuerelektrode). Mehrgitterröhren besitzen zusätzliche Steuer-, Schirm- oder Bremselektroden zur Erzeugung verbesserter bzw. spezieller Kennlinien, je nach Anzahl der Elektroden spricht man von Tetroden, Pentoden, Hexoden, Heptoden und Oktoden.

Die wichtigsten Aufgaben von Elektronenröhren waren lange Zeit Gleichrichtung, Demodulation (Vakuumdiode) und Verstärkung (Triode) elektrischer Schwingungen, diese werden heute überwiegend von Halbleiterbauteilen (Halbleiterdiode, Transistor) übernommen, ebenso Aufgaben in der Schalt- und Regelungstechnik sowie der Nachrichtentechnik. Zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen werden Röhren dagegen vielfach auch weiter verwendet (Röhrengeneratoren, Mikrowellenröhren, Klystron, Magnetron). Röhren mit Heizspannungen im kV-Bereich sind eine weitverbreitete Quelle von Röntgenstrahlen (Röntgenröhre). Auch in der Messtechnik finden Elektronenröhren noch Verwendung.

Röhren, bei denen die Elektronen in einem scharf gebündelten Strahl zur Bildgebung verwendet werden, heissen Elektronenstrahl- oder Kathodenstrahlröhren (Oszillograph, Fernsehen).

Elektronenröhre: Grundlegende Entdeckungen zur Elektronenröhre.