Samstag, 26. März 2011

Die Entwicklung der Triode

1883 experimentierte Thomas Alva Edison im Hinblick auf eine Verbesserung der elektrischen Glühbirne. Er schmolz dazu einen Metalldraht so in eine Glühbirne ein, dass dieser nahe dem Glühfaden endete. Edison stellte zu seiner Überraschung fest, dass elektrischer Strom vom heißen Glühfaden zum Metalldraht floss. Er maß diesem Phänomen jedoch zunächst keine weitere Bedeutung bei und beließ es bei Notizen zu seinen Beobachtungen.

Später, zwischen 1900 und 1903, wies der britische Physiker Owen R. Richardson nach, dass Metallfäden, die im Vakuum erhitzt werden, Elektronen emittieren. 1928 erhielt er für seine Arbeiten über dieses Phänomen den Physik-Nobelpreis.

1904 führte der englische Elektroingenieur John A. Fleming den sogenannten "Edison-Effekt" und die Erkenntnisse Richardsons zu folgender Anwendung zusammen: Er montierte im Inneren einer Glühbirne ein den Glühfaden umschließendes, zylindrisches Metallstück (Platte), welches mit einem nach außen geführten Draht verbunden war. War die Platte positiv geladen, zog sie die aus dem Glühfaden austretenden Elektronen an und Strom floss. Bei negativen Ladungen hingegen stieß sie die Elektronen ab und es floss kein Strom. Dieser Ableger der Glühbirne wurde im deutschen Sprachraum "Röhre" genannt, im Englischen bürgerte sich "valve" ein, was sinngemäß mit "Ventil" übersetzt sicherlich zutreffender ist. Die Wissenschaft bezeichnet es hingegen wegen der beiden Elektroden als "Diode" – in dieser einfachen Ausführung war damit der „Gleichrichter“ geboren.

1906 ergänzte der amerikanische Erfinder Lee De Forest die Röhre um eine dritte Elektrode, womit die „Diode“ zur „Triode“ wurde. Er montierte eine perforierte Platte - das sogenannte „Gitter“ – zwischen Glühfaden und Platte. Durch geringfügige Erhöhung der positiven Ladung des Gitters wurde eine erhebliche Verstärkung des Elektronenflusses vom Glühfaden zur Platte hervorgerufen. Die Triode fungierte damit als verstärkendes Element. Lee de Forest selbst bezeichnete diese Röhrentype als „Audion“ in Anlehnung an den Einsatzzweck als „Audionstufe“ (= Hochfrequenz-Detektor). Diese Audionröhre meldete er Ende 1906 zum Patent an.
 
 
 
Triode von Lee de Forest aus dem Jahr 1906 – Bildquelle: en.wikipedia.org
  
  
  
Triode von Lee de Forest aus dem Jahr 1907 – Bildquelle: makingthemodernworld.org.uk 
  
  
    
Die Funktionsweise der Triode – Bildquelle: Asimov - Die exakten Geheimnisse unserer Welt, Droemer Knaur, 1. Auflage 1985, S. 404
  
  
Unabhängig von Lee de Forest entwickelte der österreichische Physiker Robert von Lieben eine quecksilberdampfgefüllte Verstärkerröhre mit zwei Elektroden – die sogenannte Liebenröhre – und meldete diese bereits am 4. März 1906 beim Kaiserlichen Patentamt des Deutschen Reiches als Kathodenstrahlrelais zum Patent an. Später gab es daher einen jahrelangen Rechtsstreit zwischen Lieben und de Forest.

Weiterführende Infos zu diesem Thema:
Die Triode 2A3

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