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1906 wurde die erste Röhrendiode vom englischen Physiker John Flemming
entwickelt. Elektronenröhren (auch Vakuumröhren) waren die ersten Bauelemente,
die zum Verstärken elektrischer Signale benutzt worden sind. Sie wurden
in der Anfangsphase hauptsächlich in der Radartechnik verwendet.
Ein halbes Jahrhundert lang gab es nur Röhren. In den sechziger Jahren
wurden die Röhren von Transistoren verdrängt, da diese weniger Platz benötigen,
mit geringeren Spannungen arbeiten,
keine beheizbare Kathode brauchen und billiger waren.
Auch in der Militärtechnik wurden die Röhren verwendet, da sie
unempfindlicher gegen EMP sind: darunter versteht man elektromagnetische
Impulse, die bei der Explosion einer Atombombe zustande kommen.
Mittlerweile werden Röhren ersetzt von von Transistoren und Legierungen die einen EMP aushalten können.
Funktionsweise
Bei den ersten Versuchen vor hundert Jahren erkannte man an den ersten
Glühlampen, dass die Elektronen die Glühwendel verlassen. Die Elektronenröhre
besteht aus einem luftleeren Glaskolben, in dem sich eine Glühwendel und
in einigem Abstand ein Blech befindet.
Damit die Elektronen die Glühwendel verlassen, muss man eine äußere Spannung
anlegen, da die luftleere Glühlampe als Isolator dient. Nur bei warmer
Glühwendel können die Elektronen hinausgeschleudert werden. Dies hängt
davon ab, wie man die Spannung an der Glühwendel anlegt. D.h.: Bei ungeheizter
Glühwendel kann man eine äußere Spannungsquelle in beliebiger Polung anschließen,
ohne dass ein Stromfluss zustande kommt. Dies funktioniert, weil dass
Vakuum (also sprichwörtlich "Nichts") naturgemäß ein guter Isolator ist.
Erst bei extrem hoher Spannung springt der Funke über.
Der Effekt der Röhrendiode liegt darin begründet, dass bei hoher Temperatur
Elektronen die Glühwendel verlassen können, d.h.: hängt das Auffangblech
am Pluspol, so werden die aus der Glühwendel emittierten Elektronen angezogen
und es fließt Strom durch die Röhre. Bei umgekehrter Polung müssten die
Elektronen aus dem Auffangblech austreten. Das können sie aber nicht,
weil das Blech nicht beheizt ist. Deshalb leitet die Röhrendiode Strom
nur in eine Richtung.
Röhrendioden wurden vor allem zum Gleichrichten von Wechselstrom benutzt,
bevor sie wegen der viel besseren elektrischen Eigenschaften durch Halbleiterdioden
verdrängt wurden (vor allem viel kleinerer Spannungsverlust und viel kleinerer
Innenwiderstand) .
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