Röhrenstrom

Röhrenstrom bezeichnet den elektrischen Strom, der durch eine Vakuumröhre fließt, insbesondere der Plattenstrom von Kathode zur Anode. Die Kathode wird durch eine Heizspannung erhitzt; dadurch entsteht Thermionen-Emission. Im Röhrenaufbau wird der Strom zusätzlich durch das Steuerelektroden-Gitter kontrolliert.

Das Gitterpotential bestimmt maßgeblich den Stromfluss: Ein positives Gitter erhöht den Plattenstrom, ein negatives senkt ihn. Die Emission der Kathode hängt von der Heizspannung ab, und die Anodenspannung Va beeinflusst die Beschleunigung der Elektronen. In Trioden und anderen Mehr-Elektronenröhren ermöglicht das Gitter eine verstärkende Wirkung, wobei der Röhrenstrom stark nichtlinear ist und von Va, Vg und der Heizspannung abhängt.

Der Arbeitspunkt in Verstärkern wird durch Biasing und Va festgelegt. Bei kleinen Signalen ist Id in der Regel annähernd linear auf Änderungen von Vg, gekennzeichnet durch die Transconductance gm. Je nach Typ der Röhre treten unterschiedliche Verstärkungscharakteristika auf; das Verhalten lässt sich durch Parameter wie gm und mu (Verstärkungsfaktor) charakterisieren.

Es existieren Betriebsbereiche wie Raumladungs- und Emissionsbegrenzung; bei ausreichender Va kann der Strom sich dem Sättigungswert annähern, während große Signale Verzerrungen verursachen. Das Verhalten von Röhrenstrom ist stark vom Typ der Röhre abhängig (z. B. Triode, Pentode) und von Temperatur, Versorgungen und Last.

Wichtige Parameter sind Id (Durchlassstrom), gm (Transconductance), rp (Plattenwiderstand) und μ (Verstärkungsfaktor). Röhrenstrom wird üblicherweise in Milliampere angegeben. Anwendungen finden sich vor allem in Röhrenverstärkern, Oszillatoren, Sendern und Messgeräten, wo er die Verstärkung, Empfindlichkeit und Frequenzeigenschaften bestimmt.

Sicherheit: Vakuumröhren arbeiten mit hohen Spannungen; korrekte Isolierung, Kühlung und Schutz gegen Spitzenströme sind erforderlich.