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Temperaturoptimierter Flachemitter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017077D
Original Publication Date: 1999-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 17K

Publishing Venue

Siemens

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Mathias Hörnig: AUTHOR [+3]

Abstract

Bei direkt geheizten Flachemittern mit großer Emissionsoberfläche wird der Stromfluß durch Schlitze im Blech erzwungen. Dabei treten (wie in Fig. 1 angedeutet) an den Schlitzenden mit großer Richtungsänderung des Stromes (2) je nach Schnittgeometrie bis zu um 70 K höhere Temperaturen auf als in den Ecken (1). Dies wird verursacht durch den Heizstrom, der bei vorgegebener Schnittgeometrie den Pfad des geringsten Widerstandes wählt. Bei den unvermeidlichen Schlitzen in einer Mäanderstruktur wird daher das Blech im schlitznahen Bereich stärker von Strom durchflossen (a) als im ferneren Bereich (b) mit größerem Widerstand. Dabei reicht i.a. die Wärmeleitung des Bleches nicht aus, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung (und somit eine homogene Elektronenemission) über das gesamte Blech zu erreichen. Bei bisherigen Lösungen wurden daher die kalten Stellen möglichst außerhalb der Emissionsfläche angeordnet. Dies hat i.a. einen geringeren Emissionsstrom resp. eine verkürzte Lebensdauer zur Folge.

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Bauelemente

Temperaturoptimierter Flachemitter

Idee: Mathias Hörnig, Erlangen; Dr. Detlef Mattern, Erlangen;

Dr. Markus Schild, Erlangen

Bei direkt geheizten Flachemittern mit großer Emissionsoberflächewird� der� Stromfluß� durch� Schlitze� im � Blech� erzwungen.� Dabeitreten (wie in Fig. 1 angedeutet) an den Schlitzenden mit großerRichtungsänderung des Stromes (2) je nach Schnittgeometrie bis zuum 70 K höhere Temperaturen auf als in den Ecken (1). Dies wirdverursacht durch den Heizstrom, der bei vorgegebenerSchnittgeometrie den Pfad des geringsten Widerstandes wählt. Beiden unvermeidlichen Schlitzen in einer Mäanderstruktur wird daherdas Blech im schlitznahen Bereich stärker von Strom durchflossen(a) als im ferneren Bereich (b) mit größerem Widerstand. Dabeireicht� i.a.� die� Wärmeleitung� des� Bleches� nicht� aus,� um� einegleichmäßige� Temperaturverteilung� (und� somit� eine� homogeneElektronenemission) über das gesamte Blech zu erreichen.

Bei bisherigen Lösungen wurden daher die kalten Stellen möglichstaußerhalb der Emissionsfläche angeordnet. Dies hat i.a. einen geringeren Emissionsstrom resp.eine verkürzte Lebensdauer zur Folge.

Um die Temperaturverteilung selbst homogener zu machen, muß die Differenz zwischen denWiderständen der kürzesten und längsten Strompfade minimiert werden.

1

1

2

b

a

Fig. 1

Dazu können etwa geeigneteQuerschlitze vorgesehen werden(Fig. 2 zu Fig. 3), die denkürzesten Strompfad (1) ver-längern und somit das Verhältniszwischen den größten undkleinsten Widerständen d...