DE910311C

DE910311C - Elektronenentladungsroehre zur Speicherung elektrischer Signale

Info

Publication number: DE910311C
Application number: DEC3691A
Authority: DE
Inventors: George Stanley Perciv Freemann
Original assignee: Cinema Television Ltd
Current assignee: Cinema Television Ltd
Priority date: 1949-06-29
Filing date: 1951-01-20
Publication date: 1954-04-29
Also published as: FR1030885A; GB675608A; DE886607C; US2587830A

Description

Die Erfindung enthält Verbesserungen an Elektronenentladungsröhren, die dazu dienen, eine Reihe elektrischer Signale über eine gewisse Zeit zu speichern. Die Speicherung wird dabei auf die Art erreicht, daß von einem mit den Signalen modulierten Elektronenstrahl eine Speicherelektrode abgetastet wird, auf der ein Ladungsbild zurückbleibt, das den ursprünglichen Signalen entspricht.

Eine Elektronenentladungsröhre dieser Art muß für eine zufriedenstellende Arbeitsweise vorzugsweise folgende Merkmale aufweisen:

ι. Die gewünschte Signalamplitude muß auf der Speicherelektrode mit ganz kleinem Schreibstrahlstrom wiedergegeben werden, so daß auf einer kleinflächigen Elektrode hohe Auflösung erreicht werden kann.

2. Die Ablese- und Schreibstrahlerzeugungssysteme sollten möglichst senkrecht zur Speicherelektrode und vorzugsweise auf gleicher Achse auf den entgegengesetzten Seiten der Speicherelektrode angeordnet sein, so daß eine genaue Aufzeichnung des Ablese- und Schreibabtastbildes leicht zu erreichen ist.

3. Die Arbeit des Ablesens und Schreibens muß gleichzeitig und ohne gegenseitige Beeinflussung möglich sein.

4. Die Arbeitsfläche der Speicherelektrode muß möglichst groß und die Konstruktur derselben im Verhältnis zum Brennfleckdurchmesser des Elektronenstrahls vernachlässigbar sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektronenentladungsröhre zur Speicherung von

elektrischen Signalen zu schaffen, deren Speicherelektrode so aufgebaut ist, daß alle genannten Merkmale in der Röhre berücksichtigt sind.

Erfindungsgemäß enthält die Elektronenentladungsröhre zur Speicherung von elektrischen Signalen ein Strahlerzeugungssystem für einen modulierten Abtastelektronenstrahl zum Schreiben der zu speichernden elektrischen Signale, ferner ein zweites Strahlerzeugungssystem auf gleicher Achse

ίο mit dem ersten Strahlerzeugungssystem für einen Abtastelektronenstrahl zum Ablesen der gespeicherten Signale, außerdem eine Speicherelektrode, in bezug auf die die beiden Strahlerzeugungssysteme vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind und die auf beiden Seiten von Elektronenstrahlen abgetastet wird; dabei besitzt der genannte Elektrodenaufbau die Gestalt einer dünnen halbleitenden Schicht, die auf der dem Schreibstrahlerzeugungssystem zugewandten Seite einen dünnen isolierenden Überzug hat, der seinerseits mit einer dünnen leitenden Schicht bedeckt ist.

Im nachfolgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur eingehender beschrieben. Diese zeigt eine Elektronenentladungsröhre zur Speicherung von elektrischen Signalen, die in ihrem Kolben ein Strahlerzeugungssystem 1 enthält, das einen modulierten Elektronenstrahl zum Schreiben der zu speichernden elektrischen Signale erzeugt, ferner ein Strahlerzeugungssystem 2, welches einen unmodulierten Elektronenstrahl zum Ablesen der gespeicherten Signale erzeugt. Die Strahlerzeugungssysteme sind innerhalb des Kolbens der Röhre koaxial angeordnet. Die von ihnen ausgehenden Kathodenstrahlen können mit Hilfe von in der Zeichnung nicht dargestellten Ablenksystemen die beiden Seiten der Speicherelektrode abtasten. Die Speicherelektrode ist symmetrisch zu den beiden Strahlerzeugungssystemen 1 und 2 angeordnet, und ihre Fläche steht senkrecht zur Achse der Strahlerzeugungssysteme. Sie besteht aus einer dünnen halbleitenden Glasschicht 3, die auf der dem Schreibstrahlsystem zugewandten Seite mit einer sehr dünnen Schicht aus einem Isoliermaterial, z. B.

Quarz oder Magnesiumfluorid, überzogen ist. Auf der anderen Seite dieser isolierenden Schicht 4 ist eine dünne leitende Schicht 5 aus Aluminium oder Beryllium angebracht, die dick genug ist, um elektrisch leitend zu sein, jedoch auch dünn genug, um Elektronen mit mittlerer Geschwindigkeit ein Durchdringen zu gestatten.

Beim Betrieb der Röhre besitzen die Elektronen des Schreibstrahls aus dem Strahlerzeugungssystem ι eine hohe Geschwindigkeit, so daß sie die leitende Schicht 5 und die isolierende Schicht 4 durchdringen, aber in der dünnen halbleitenden Glasschicht 3 zur Ruhe kommen. Die Schicht 3 ist auf ein bestimmtes Potential stabilisiert worden, indem sie von dem Ablesestrahl aus dem Strahlerzeugungssystem 2 abgetastet wird, wobei der Ablesestrahl entweder sehr geringe Geschwindigkeit oder eine mittlere Geschwindigkeit besitzt, je nachdem, ob ein Arbeiten mit einem Sekundäremissionskoeffizient kleiner als 1 oder größer als 1 vorgesehen ist.

Die leitende Schicht 5 wird auf einem Potential gehalten, das entweder positiv oder negativ gegen die Glasschicht 3 ist (etwa 20 bis 50 Volt). Der Schreibstrahl bewirkt beim Durchdringen der leitenden Schicht 5 und der isolierenden Schicht 4 das Auftreten einer örtlich begrenzten Leitfähigkeit, welche der Ladung gestattet, von der leitenden Schicht 5 zur Glasschicht 3 abzufließen. Dies bewirkt einen örtlichen Potentialwechsel in der Glasschicht 3. Die Ableitung der Ladung ist der gesamten durchdringenden Ladung proportional. Sie kann von gleicher Größenordnung oder größer als letztere sein. Eine geeignete Wahl des Materials der Glasschicht 3 gestattet eine Ableitung von Oberfläche zu Oberfläche der Schicht, jedoch keine Übergangsableitung während der verlangten Speicherzeit der Röhre.

Man sieht, daß auf diese Weise durch die Verwendung von verhältnismäßig kleinem Schreibstrahlstrom und durch die Ausnutzung des Ver-Schiebungsstromes in der isolierenden Schicht 4 eine große Ladung auf die abgetastete Oberfläche der Glasschicht 3 für die Abtastung durch den Ablesestrahl übertragen wird.

Das Ausgangssignal kann von dem Teil des Ablesestrahls, der von der Speicherelektrode zurückkehrt, abgenommen werden wie beim Image-Orthikon; es erfolgt dann keine störende Einwirkung des Schreibstrahls auf den Ablesestrahl, und umgekehrt.

Die halbleitende Glasschicht 3 verhindert, daß irgendwelche schnellen Elektronen im Schreibstrahl die Signalelektrode auf der Ableseseite erreichen. Weiterhin ist die Auflösung der Röhre gemäß der vorliegenden Erfindung nicht durch eine Maschenstruktur begrenzt, wie dies bei der doppelseitigen Graphechonspeicherröhre der Fall ist, welche z. B. in der Zeitschrift RCA-Review, März 1949, beschrieben ist. Die Auflösung ist tatsächlich lediglich durch die Kristallstruktur der verschiedenen Schichten der Speicherelektrode begrenzt. Die Struktur ist auf jeden Fall viel feiner als der kleinste erreichbare Elektronenstrahlbrennfleck in der Röhre.

Claims

110 Patentansprüche:

i. Elektronenentladungsröhre zur Speicherung elektrischer Signale, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Strahlerzeugungssystem (1) für einen modulierten Abtastelektronenstrahl zum Aufzeichnen der zu speichernden elektrischen Signale enthält, ferner ein dazu koaxiales zweites Strahlerzeugungssystem (2) für einen Elektronenstrahl zum Ablesen der gespeicherten Signale, außerdem eine zwischen den Strahlerzeugungssystemen, vorzugsweise in der Symmetrieebene liegende Speicherelektrode, die auf beiden Seiten von den Elektronenstrahlen abgetastet wird und aus einer dünnen halbleitenden Schicht (3) besteht, die auf der dem Schreibstrahlerzeugungssystem (i) züge-

wandten Seite mit einer dünnen isolierenden Schicht (4) überzogen ist, welche ihrerseits mit einer dünnen leitenden Schicht (5) bedeckt ist.

2. Elektronenentladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne halbleitende Schicht aus Glas besteht.

3. Elektronenentladungsröhre nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne isolierende Schicht (4) aus Quarz oder Magnesiumfluorid besteht.

4. Elektronenentladungsröhre nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (5) aus Aluminium oder Beryllium besteht und daß sie dick genug ist.

um elektrisch leitend zu sein, jedoch auch dünn genug, um Elektronen mit mittlerer Geschwindigkeit ein leichtes Durchdringen zu gestatten.

5. Elektronenentladungsröhre nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen des modulierten Schreibstrahls eine solche Geschwindigkeit besitzen, daß sie nacheinander die leitende Schicht (5) und die isolierende Schicht (4) durchdringen und in der halbleitenden Schicht (3) zur Ruhe kommen.

6. Elektronenentladungsröhre nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (5) auf einem Potential gehalten wird, z. B. 20 bis 50 Volt, das entweder positiv oder negativ gegen die halbleitende Schicht (3) ist, die durch Abtasten mit dem unmodulierten Ablesestrahl auf ein bestimmtes Potential stabilisiert wird.

7. Elektronenentladungsröhre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchdringen der leitenden Schicht und der isolierenden Schicht durch den Schreibstrahl die isolierende Schicht derart örtlich leitend macht, daß eine Ableitung der Ladung von der leitenden Schicht zur halbleitenden Schicht ermöglicht wird und daß die Ladungsableitung beträchtlich größer als die durch die Elektronen des Schreibstrahls übermittelte Ladung und ihr proportional ist, so daß eine im Verhältnis zur durchdringenden Elektronenladung große Ladung auf die abgetastete Oberfläche der halbleitenden Schicht für die Abtastung durch den Ablesestrahl übertragen wird.

8. Elektronenentladungsröhre nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Röhre von dem Teil des Ablesestrahls abgenommen wird, der von der Speicherelektrode zurückkehrt.

Angezogene Druckschriften:
Brüche und Recknagel, »Elektronengeräte«, Berlin 1941, S. 274/275;

Zeitschrift für Hochfrequenztechnik und Elektroakustik, 1937, S. 145 bis 149;

Elektrische Nachrichten-Technik, 1938, S. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9515 4.54