In gasgefüllten Gleichrichterröhren beeinflusst das eingebrachte Gas (Quecksilber, Helium, Neon oder Argon) das Verhalten der Röhre in grundlegender Weise. So besitzt z.B. die Kennlinie einen wesentlich steileren Verlauf.
Grund hierfür ist, dass der Anodenstrom mit steigender Anodenspannung zunimmt. Ganz so wie in einer normalen Vakuumdiode. Bei einer bestimmten Anodenspannung (Ionisationsspannung oder Zündspannung) steigt der Anodenstrom schlagartig auf einen sehr hohen Wert an, der fast der maximalen Emissionsfähigkeit der Kathode entspricht. Der Vorgang ist im wesentlichen mit einer Kettenreaktion in der Atomphysik zu vergleichen: bei einer bestimmten Anodenspannung (Zündspannung) ist die Bewegungsenergie der im Anodenfeld beschleunigten Elektronen gross genug, um beim Zusammenstoss mit Gasmolekülen aus deren äusserer Atomschale eine oder mehrere Elektronen herauszuschlagen. So werden aus den zunächst neutralen Gasmolekülen positiv geladene Ionen. Die so befreiten Elektronen kollidieren ihrerseits wieder mit Gasmolekülen. Der Vorgang, genannt Ionisation, schwillt lawinenartig an und bestimmt den charakteristischen Verlauf der Kennlinie.
Aber: diese grosse Emission kann praktisch nicht genutzt werden, denn einige Ionen rekombinieren sich wieder mit den neutralen Gasmolekülen.
Der Spannungsabfall bei gasgefüllten Röhrengleichrichtern darf, um die Kathode nicht zu zerstören, nicht mehr als 15 bis maximal 18 Volt betragen. Der Anodenstrom bleibt somit immer unterhalb des Sättigungsstroms. Bereits ab 22 Volt wird es für die Röhre extrem kritisch. Sobald die Ionisation eingesetzt hat, bleibt dieser Zustand bis zu einer beträchtlich niedrigeren Anodenspannung erhalten, als der Ionisationsspannung entspricht. Es gibt eine minimale Spannung (Löschspannung oder Entionisitationsspannung) unterhalb der keine Ionisation aufrecht erhalten werden kann. Das Gas entionisiert sich und die Leitfähigkeit der Diode hört auf.
Solche Gleichrichterröhren arbeiten demnach wie ein elektronischer Schalter, der bei der Zündspannung schliesst und demnach einen sehr grossen Strom fliessen lässt, bei der Löschspannung aber öffnet und somit den Stromfluss unterbricht. Dieser Effekt ist u.a. auch der Grund, warum manche gasgefüllten Röhrendioden (Röhrengleichrichter) erhebliche Störspannungen erzeugen (sog. Spikes). Bei Einsatz einer solchen Röhrendiode muss sorgfältig auf entsprechende Entsörung und/oder Siebung geachtet werden! Wer sich in der EMV-Technik nicht auskennt, hat hier schon verloren.
Relativ unkritisch ist die Quecksilberdampfröhre 83 anzusehen, deren Störimpulse man mit relativ einfachen Mitteln beikommen kann. In Röhrenvorverstärkern haben solche Röhren allerdings nichts zu suchen. Auch leistungsmässig macht dies recht wenig Sinn. Eigentlich haben solche Röhrengleichrichter überhaupt keine Existenzberechtigung mehr (und schon gar nicht die Quecksilberdampfröhren - wenn hier einmal das Glas springen sollte, was ja durchaus passieren kann, dann sind die Kosten für eine fach- und sachgerechte »Entseuchung« immens), denn im Siliziumbereich gibt es adäquaten Ersatz.
|
