特許 6473258 アナログ増幅用真空管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6473258

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】アナログ増幅用真空管

(51)【国際特許分類】

   H01J 21/10 20060101AFI20190207BHJP

   H01J 19/08 20060101ALI20190207BHJP

   H01J 19/38 20060101ALI20190207BHJP

   H01J 19/40 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   H01J21/10

   H01J19/08

   H01J19/38

   H01J19/40

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-87324(P2018-87324)

(22)【出願日】2018年4月27日

(62)【分割の表示】特願2015-153590(P2015-153590)の分割

【原出願日】2015年8月3日

(65)【公開番号】特開2018-116946(P2018-116946A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2018年4月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(73)【特許権者】

【識別番号】000117940

【氏名又は名称】ノリタケ伊勢電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121706

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128705

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100147773

【弁理士】

【氏名又は名称】義村 宗洋

(72)【発明者】

【氏名】龍田 和典

(72)【発明者】

【氏名】前田 忠己

(72)【発明者】

【氏名】堀江 誠

(72)【発明者】

【氏名】山中 美沙

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭55-56343（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭57-25454（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2003-187723（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2016-134298（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ １９／００

Ｈ０１Ｊ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱電子を放出する直線状に張られたフィラメントと、
前記フィラメントと平行に配置された絶縁体の基板上に形成されたアノードと、
前記フィラメントと前記アノードの間に前記アノードと対向するように配置されたグリッドと、
前記基板上に、前記アノードとは絶縁されるように形成された帯電防止電極
を備え、
前記帯電防止電極はグランドもしくは正電位の直流電圧源に接続される
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【請求項2】

請求項１に記載のアナログ増幅用真空管であって、
前記グリッドは、メッシュ部と、前記メッシュ部の周囲に存在するフレーム部を有し、
前記帯電防止電極は、前記基板上の少なくとも前記メッシュ部と対向する部分の一部に形成される
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【請求項3】

請求項２記載のアナログ増幅用真空管であって、
前記帯電防止電極は、前記フレーム部と対向する部分には形成されていない
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【請求項4】

請求項１から３記載のアナログ増幅用真空管であって、
前記帯電防止電極は、全部または一部がメッシュ状である
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載のアナログ増幅用真空管であって、
前記帯電防止電極は、前記グリッドと対向しない部分には形成されていない
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のアナログ増幅用真空管であって、
前記帯電防止電極は、前記グリッドのバイアス電源に接続される
ことを特徴とするアナログ増幅用真空管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アナログ増幅器として動作するアナログ増幅用真空管に関する。

【背景技術】

【0002】

真空管に関する技術として蛍光表示管が知られており、例えば特許文献１，２に示された構造が知られている。特許文献１では、所定以上の温度で熱電子を放出する直線状に張られたフィラメントを「ヒータＨ」と呼んでいる。そして、フィラメントと平行に配置されたアノード（特許文献１の「陽極４」）と、フィラメントとアノードの間に、アノードと対向するように配置されたグリッドを備えている（特許文献１の第１図、第２図参照）。特許文献２も基本的な構造は特許文献１と同じである。また、特許文献１，２に示された蛍光表示管の制御方法として非特許文献１に示された駆動方式が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭４９−５２４０号公報

【特許文献2】特開２００７−４２４８０号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】ノリタケ伊勢電子株式会社，“蛍光表示管(VFD)全般 アプリケーションノート 駆動方法−駆動方式”，［平成２７年７月８日検索］、インターネット<https://www.noritake-itron.jp/cs/appnote/apf100_vfd/apf201_houshiki.html>．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

音楽業界を中心に真空管の特性を好むユーザからの要望があるので、アナログ増幅器として使用する真空管の需要はあり、アナログ増幅器として使用できる真空管は存在する。しかし、製造量が減っており、価格の上昇や入手が困難という課題がある。一方、真空管の一種であり、安価で普及している蛍光表示管は、非特許文献１に示された駆動方式からも分かるようにデジタルの制御なので、オン−オフの特性が安定していればよい。しかし、アナログ増幅器として使用するためには高いレベルでの特性の安定性が求められる。

【0006】

本発明は、安価で入手しやすい蛍光表示管に近い構造の真空管（絶縁体の基板上にアノードを形成している真空管）において、特性を安定にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のアナログ増幅用真空管は、フィラメント、アノード、グリッド、帯電防止電極を備える。フィラメントは、直線状に張られ熱電子を放出する。アノードは、フィラメントと平行に配置された絶縁体の基板上に形成されている。グリッドは、フィラメントとアノードの間にアノードと対向するように配置される。帯電防止電極は、基板上に、アノードとは絶縁されるように形成されている。また、帯電防止電極はグランドもしくは正電位の直流電圧源に接続される。

【発明の効果】

【0008】

本発明のアナログ増幅用真空管によれば、帯電防止電極によってアノード周辺に負電荷が帯電することによるアナログ増幅用真空管の特性の変化を防止できるので、特性を安定にできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】アナログ増幅用真空管の平面図。

【図2】先願のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図。

【図3】グリッドの形状を示す図。

【図4】アノードがガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図5】増幅回路の様子を示す図。

【図6】アノードとグリッドの間隔を０．３ｍｍ程度、フィラメントとグリッドの間隔は０．４ｍｍ程度にした場合のアノード電圧Ｖ_ａと電流Ｉ_ｐとの関係をグリッドの電圧ごとに示す図。

【図7】特性が変化したときのアノード電圧Ｖ_ａと電流Ｉ_ｐとの関係をグリッドの電圧ごとに示す図。

【図8】帯電防止電極の第１の例のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図。

【図9】帯電防止電極の第１の例のアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図10】帯電防止電極の第１の例の増幅回路の様子を示す図。

【図11】帯電防止電極の第２、第３、第４の例のときのアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図。

【図12】帯電防止電極の第２の例のときのアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図13】帯電防止電極の第２、第３、第４の例のときの増幅回路の様子を示す図。

【図14】帯電防止電極の第３の例のときのアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図15】帯電防止電極の第４の例のときのアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図16】帯電防止電極の第５の例のときのアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図。

【図17】帯電防止電極の第５の例のときのアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図。

【図18】帯電防止電極の第５の例のときの増幅回路の様子を示す図。

【図19】帯電防止電極に直流電圧源を接続した場合の増幅回路を示す図。

【図20】帯電防止電極に接続する直流電圧源としてグリッドのバイアス電源を用いた場合の増幅回路を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

【実施例1】

【0011】

＜先願の発明の説明＞
本願出願時には未公開であるが本願出願人の先願（特願２０１５−８３４５）において、安価で入手しやすい蛍光表示管に近い構造であって、アナログ増幅器として動作させやすいアナログ増幅用真空管が示されている。図１はアナログ増幅用真空管の平面図、図２は先願のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図、図３はグリッドの形状を示す図、図４はアノードがガラス基板上に形成された様子を示す図、図５は増幅回路の様子を示す図である。

【0012】

先願に示されたアナログ増幅用真空管９００は、所定以上の温度で熱電子を放出する直線状に張られたフィラメント１１０と、フィラメント１１０と平行に配置されたアノード１２０と、フィラメント１１０とアノード１２０の間にアノードと対向するように配置されたグリッド１３０を備える。そして、フィラメント１１０とグリッド１３０の間隔が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることを（第１の）特徴とする。さらに、アノード１２０とグリッド１３０の間隔が０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であることを第２の特徴としてもよい。図４に示すように、アノード１２０は、平面基板上（ガラス基板１２５）に形成されている。図４の点線はグリッド１３０のフレーム部１３１の位置（言い換えるとフレーム部１３１と対向する部分）を示している。また、アノード１２０には、アノード配線１２２を介してアノード端子１２１が接続されている。アノード１２０は、例えばアルミニウムの薄膜で形成すればよい。なお、図１ではアノード１２０の位置が分かるようにグリッド１３０の一部を記載していない。実際のアナログ増幅用真空管９００では、アノード１２０の上にメッシュ状のグリッド１３０（図３参照）が存在するので、アノード１２０は見えにくい状態である。アナログ増幅用真空管９００は、ケース１８０とガラス基板１２５とを封着し、排気穴（図示していない）から空気を抜くことで内部を真空にする。また、実際のアナログ増幅用真空管はゲッターリングなども備えているが、本発明とは関連しないので説明を省略する。

【0013】

フィラメント１１０は直接型のカソードである。例えば、フィラメント１１０は、直流電流を流すことで６５０度程度に加熱すると熱電子を放出するように、酸化バリウムのコーティングを施せばよい。この例では、上記の「所定以上の温度」が６５０度であるが、６５０度に限定するものではない。フィラメント１１０はあらかじめ決められた張力が付加された状態でフィラメント支持部材１１３に固定されている。なお、張力は、フィラメントの振動の基本周波数が高くなるように決める方が望ましく、基本周波数が１０ｋＨｚ以上に調整できればフィラメントの振動による雑音を人には聞こえにくくできる。

【0014】

図３に示すようにグリッド１３０は、メッシュ状であるメッシュ部１３２と、メッシュ部１３２の周囲に存在するフレーム部１３１を有する。グリッド１３０は、ＳＵＳなどで形成すればよい。上述のとおり、図１ではアノード１２０を分かりやすく示すためにグリッド１３０の一部の記載を省略している。実際のグリッド１３０は、図３に示すとおりである。また、グリッド１３０はグリッド支持部材１３３に固定されている。グリッド支持部材１３３の板厚によって、アノード１２０とグリッド１３０との間隔、フィラメント１１０とグリッド１３０との間隔が決められている。

【0015】

フィラメント１１０は直流電圧源３１０（例えば０．７Ｖ）が接続され、熱電子を放出する所定の温度（例えば６５０度）まで加熱される。アノード１２０にはアノード電圧源３２０によってアノード電圧Ｖ_ａが抵抗３２５を介して印加される。そして、例えば、入力信号Ｖ_ｉｎに所定のバイアス電圧Ｖ_ｇｂが付加された信号Ｖ_ｇがグリッド１３０に入力される。そして、アノード１２０の電圧Ｖ_ｏｕｔが出力される。

【0016】

次に、先願の発明の特徴の必要性について説明する。一般的な蛍光表示管も、所定以上の温度で熱電子を放出する直線状に張られたフィラメントと、フィラメントと平行に配置されたアノードと、フィラメントとアノードの間にアノードと対向するように配置されたグリッドとを備える。ただし、一般的な蛍光表示管であれば、アノードとグリッドの間隔は０．５ｍｍ程度以上であり、フィラメントとグリッドの間隔は１．０ｍｍ程度以上である。また、フィラメントの固有振動の基本周波数は考慮しない。蛍光表示管の場合、ＯＮ，ＯＦＦの制御を行うので、グリッドの電圧を変化させたときに中途半端に電流が流れることを避けなければならない。そこで、上記のような寸法となっている。また、蛍光表示管として使用する場合は、人間の残像も利用するのでアノード電圧を常時印加しておく必要がないので、アノード電圧を高く設定できる。一方、アナログ増幅器として利用するためにはアノード電圧を常時印加しておく必要があるので、熱膨張の影響を考慮するとアノード電圧Ｖ_ａを高くできない。つまり、アノード電圧を高くできないことも、蛍光表示管としての利用と対比してアナログ増幅器としての利用が難しい原因である。

【0017】

図６に、アノードとグリッドの間隔を０．３ｍｍ程度、フィラメントとグリッドの間隔は０．４ｍｍ程度にした場合のアノード電圧Ｖ_ａと電流Ｉ_ｐとの関係をグリッドの電圧ごとに示す。この図から、バイアス電圧Ｖ_ｇｂを３Ｖ、入力信号Ｖ_ｉｎの振幅の最大値を１Ｖとすれば、アノード電圧Ｖ_ａが４Ｖ程度以上の範囲でほぼ線形な増幅特性が得られることが分かる。したがって、アナログ増幅用の真空管として利用しやすい。そして、フィラメント１１０とグリッド１３０の間隔が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であれば、一般的な蛍光表示管に比べ、アナログ増幅用として利用しやすい真空管にできる。つまり、先願のアナログ増幅用真空管の（第１の）特徴によれば、フィラメントからアノードへの電子の流れを、グリッドの電位によってアナログ的に変化させることができるのでアナログ増幅器として使用しやすい。

【0018】

また、アノード１２０とグリッド１３０の間隔が０．３５ｍｍを超える場合は、グリッド支持部材１３３を折り曲げ成形する必要がある。一方、アノードとグリッドの間隔が０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であれば、グリッド支持部材１３３は平板を抜き加工しただけで構成可能である。この場合はアノードとグリッドの間隔が、グリッド支持部材の板厚だけで決定されるため、高精度の間隔を維持できる。またグリッド支持部材１３３を折り曲げ成形した場合は、グリッドも振動やすくなりノイズの原因となる。グリッド支持部材１３３を平板打ち抜き加工とした場合は、グリッドの振動を抑えることができ、アナログ増幅用として利用しやすい真空管にできる。

【0019】

＜分析＞
先願のアナログ増幅用真空管９００は、使用を開始したときには図６に示す特性を得られるが、使用し続けている間に特性が安定しない現象が生じた。図７に特性が変化したときのアノード電圧Ｖ_ａと電流Ｉ_ｐとの関係をグリッドの電圧ごとに示す。全体的にアノード電流Ｉ_ａが流れにくくなっていることが分かる。例えば、図６に示した特性ではアノード電圧Ｖ_ａが１Ｖのあたりからアノード電流Ｉ_ａが流れはじめるが（図６のＢの部分を参照）、図７に示した特性ではアノード電圧Ｖ_ａが１Ｖのあたりではアノード電流Ｉ_ａは流れないことが分かる（図７のＣの部分を参照）。また、一度図７のような特性になったアナログ増幅用真空管でも、使用しない状態で長時間放置していると図６に示す特性に戻ることなども分かった。

【0020】

このような現象から、原因は、使用によってガラス基板１２５に負電荷が帯電し、帯電した負電荷によってアノード電流Ｉ_ａが流れにくくなるためと考えられる。図５を用いて説明すると、アナログ増幅用真空管９００の使用前はガラス基板１２５には負電荷が帯電していないので、フィラメント１１０から放出された電子はグリッド１３０に引き寄せられ、アノード１２０へと流れる。ところが、一部の電子はガラス基板１２５に帯電し、その電子によってフィラメント１１０からアノード１２０への電子の流れが妨げられていると考えられる。また、帯電している負電荷が一定であれば特性は安定となるが、帯電している電荷を制御できないので特性が不安定になっていると考えられる。

【0021】

＜本発明＞
本発明のアナログ増幅用真空管１００は、フィラメント１１０、アノード１２０、グリッド１３０、帯電防止電極２２０を備える。フィラメント１１０は、直線状に張られ熱電子を放出する。アノード１２０は、フィラメント１１０と平行に配置されている絶縁体の基板（ガラス基板１２５）上に形成されている。グリッド１３０は、フィラメント１１０とアノード１２０の間にアノード１２０と対向するように配置される。グリッド１３０は、例えばメッシュ部１３２と、メッシュ部１３２の周囲に存在するフレーム部１３１を有する。帯電防止電極は、アノード１２０と同一平面上（ガラス基板１２５上）にアノード１２０とは絶縁されるように形成される。グリッド１３０がメッシュ部１３２とフレーム部１３１を有する場合には、帯電防止電極は、少なくともメッシュ部１３２と対向する部分の一部に形成すればよい。帯電防止電極はグランドもしくは正電位の直流電圧源に接続される。フィラメント１１０、アノード１２０、グリッド１３０については、アナログ増幅用真空管９００と同じである。相違点は帯電防止電極が設けられていることである。ただし、グリッド１３０はメッシュ部１３２のみで形成してもよい。つまり、図３で示したフレーム部１３１の部分もメッシュ状にしてもよい。

【0022】

帯電防止電極としては後述するようないくつかの例があるが、共通することは「アノード１２０と同じ基板上に、アノード１２０とは絶縁されるように形成されている」ことであり、特に、アノード１２０の近傍周辺の帯電防止電極が大切である。グリッド１３０がメッシュ部１３２とフレーム部１３１を有する場合は、帯電防止電極を、少なくともメッシュ部１３２と対向する部分の一部に形成すればよい。また、帯電防止電極は、グランドもしくは正電位の直流電源に接続されていることが望ましい。本発明のアナログ増幅用真空管によれば、帯電防止電極によってアノード周辺に負電荷が帯電することによるアナログ増幅用真空管の特性の変化を防止できるので、特性を安定にできる。

【0023】

図１に示したアナログ増幅用真空管の平面図には帯電防止電極は示していないが、アナログ増幅用真空管の外観は同じなので、以下の帯電防止電極の例の説明では、図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面の違いやガラス基板上の形状の違いを説明する。

【0024】

＜帯電防止電極の第１の例＞
図８に帯電防止電極の第１の例のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図を示す。図９は第１の例のアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図、図１０は増幅回路の様子を示す図である。図９の点線はグリッド１３０のフレーム部１３１の位置（言い換えるとフレーム部１３１と対向する部分）を示している。なお、上述のように、グリッド１３０は、フレーム部１３１の部分もメッシュ状にしてもよい。

【0025】

図９の網掛け部分全面が帯電防止電極２２０であり、網掛け部分全体に例えば、アルミニウムの薄膜を形成することで、帯電防止電極２２０とすればよい。図８，９の例では、帯電防止電極２２０は、ガラス基板１２５上のアノード１２０及びアノード１２０との絶縁を確保するために必要な領域以外の広い範囲（グリッド１３０と対向する部分よりも広い範囲）に形成されている。グリッド支持部材１３３と帯電防止電極２２０との間には絶縁膜２３２が配置されている。

【0026】

図１０の増幅回路では帯電防止電極２２０はグランドに接続されている。増幅回路としての動作は図５と同じであるが、フィラメント１１０側からアノード１２０側に流れる電子の一部が帯電防止電極２２０に届いた場合、グランドに流れるのでアノード１２０の周辺に負電荷が帯電することを防ぐことができる。したがって、図６に示した特性を長時間使用しても維持できる。よって、アナログ増幅用真空管１００の特性を安定にできる。
＜帯電防止電極の第２の例＞
図１１に帯電防止電極の第２の例のときのアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図を示す。図１２はアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図、図１３は増幅回路の様子を示す図である。

【0027】

第１の例との違いは、グリッド１３０のフレーム部１３１に対向する部分には帯電防止電極を形成していないことである。図１２の点線はグリッド１３０のフレーム部１３１の位置（言い換えるとフレーム部１３１と対向する部分）を示している。図１２に示すように、帯電防止電極２２１は、ガラス基板１２５上のアノード１２０及びアノード１２０との絶縁を確保するために必要な領域、フレーム部１３１と対向する領域以外の広い範囲（グリッド１３０と対向する部分よりも広い範囲）に形成されている。図１２の例も帯電防止電極２２１は網掛け部分全面に形成されている。

【0028】

ここで、第２の例と第１の例との違いについて説明する。帯電防止電極２２０とグリッド１３０とは対向しているので、コンデンサとして機能してしまう。そして、グリッド１３０から見た前段の出力インピーダンスＲとグリッド１３０とグランドとの間の静電容量Ｃは、ＲＣ回路を形成してしまうので、ローパスフィルタとして機能してしまう。例えば、前段の出力インピーダンスが３３０ｋΩとすると、人の可聴帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の信号を遮断しないようにするためには、静電容量Ｃを２５ｐＦ以下にする必要がある。

【0029】

フレーム部１３１は板状なので（メッシュ状ではないので）フレーム部１３１を通過する電子はない。よって、そもそもフレーム部１３１と対向する部分に帯電防止電極を設ける意義は小さい。その一方で、板状なので（メッシュ状ではないので）対向する電極があると、静電容量が増加しやすい。したがって、帯電防止電極２２１のようにフレーム部１３１と対向する部分には帯電防止電極を形成しない方が、特性の安定化（帯電防止）と特性の劣化防止（ローパスフィルタによる信号のカットオフ防止）を両立させやすい。ただし、第１の例のような帯電防止電極２２０にするのか、第２の例のような帯電防止電極２２１にするのかは、前段の出力インピーダンスも考慮しながら選択すればよい。なお、グリッド１３０とグランドとの間の静電容量Ｃには、グリッド１３０と帯電防止電極２２０との間の静電容量だけでなく、グリッド１３０とフィラメント１１０との静電容量も影響を与えることにも注意が必要である。

【0030】

図１３の増幅回路でも帯電防止電極２２１はグランドに接続されている。増幅回路としての動作は図５と同じであるが、フィラメント１１０側からアノード１２０側に流れる電子の一部が帯電防止電極２２１に届いた場合、グランドに流れるのでアノード１２０の周辺に負電荷が帯電することを防ぐことができる。したがって、図６に示した特性を長時間使用しても維持できる。よって、アナログ増幅用真空管１００の特性を安定にできる。

【0031】

＜帯電防止電極の第３の例＞
帯電防止電極の第３の例のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図は図１１と同じである。図１４はアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図、増幅回路の様子を示す図は図１３と同じである。

【0032】

第２の例との違いは、グリッド１３０と対向していない部分の帯電防止電極２２３をメッシュ状にしたことである。例えば、アルミニウムの線幅０．０１ｍｍで０．３ｍｍピッチのようなメッシュ状の帯電防止電極にしてもよい。このようなメッシュ状にすることで帯電防止電極の面積を１〜２０％に減らせば、静電容量を小さくでき、かつ、帯電を防止できる。フィラメント１１０とグランドとの静電容量を小さくできるので、例えばグリッド１３０とフィラメント１１０との間の静電容量が大きい場合などに有効である。また、この例では、負電荷が帯電しやすいグリッド１３０のメッシュ部１３２と対向する帯電防止電極２２２は、全面に帯電防止電極を形成している（メッシュ状ではない）。

【0033】

図１３の増幅回路でも帯電防止電極２２２，２２３はグランドに接続されている。増幅回路としての動作は図５と同じであるが、フィラメント１１０側からアノード１２０側に流れる電子の一部が帯電防止電極２２２，２２３に届いた場合、グランドに流れるのでアノード１２０の周辺に負電荷が帯電することを防ぐことができる。したがって、図６に示した特性を長時間使用しても維持できる。よって、アナログ増幅用真空管１００の特性を安定にできる。

【0034】

＜帯電防止電極の第４の例＞
帯電防止電極の第４の例のアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図は図１１と同じである。図１５はアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図、増幅回路の様子を示す図は図１３と同じである。

【0035】

第２の例との違いは、帯電防止電極２２４をメッシュ状にしたことである。例えば、アルミニウムの線幅０．０１ｍｍで０．３ｍｍピッチのようなメッシュ状の帯電防止電極にしてもよい。このようなメッシュ状にすることで帯電防止電極の面積を１〜２０％に減らせば、静電容量を小さくでき、かつ、帯電を防止できる。この例と第３の例との違いは、グリッド１３０のメッシュ部１３２と対向する部分もメッシュ状にしたことである。グリッド１３０とグランドとの間の静電容量をできるだけ小さくしたい場合に有効な方法である。

【0036】

図１３の増幅回路でも帯電防止電極２２４はグランドに接続されている。増幅回路としての動作は図５と同じであるが、フィラメント１１０側からアノード１２０側に流れる電子の一部が帯電防止電極２２４に届いた場合、グランドに流れるのでアノード１２０の周辺に負電荷が帯電することを防ぐことができる。したがって、図６に示した特性を長時間使用しても維持できる。よって、アナログ増幅用真空管１００の特性を安定にできる。
＜帯電防止電極の第５の例＞
図１６に帯電防止電極の第５の例のときのアナログ増幅用真空管を図１のＡ−Ａ線で切ったときの断面図を示す。図１７はアノードと帯電防止電極がガラス基板上に形成された様子を示す図、図１８は増幅回路の様子を示す図である。

【0037】

第２の例との違いは、グリッド１３０と対向していない部分に帯電防止電極を形成していないことである。つまり、グリッド１３０のメッシュ部１３２と対向する部分の一部に、アノードとは絶縁されるように帯電防止電極２２２が形成されている。「一部」とは、アノード１２０が形成されている部分やアノード１２０との絶縁に必要な領域、フレーム部１３１に対向する部分に近い部分には帯電防止電極２２２を形成していないため、メッシュ部１３２と対向する部分全部ではないことを示している。この例は、負電荷が帯電しやすいグリッド１３０のメッシュ部１３２と対向する部分にのみ帯電防止電極２２２を形成し、静電容量を小さくするものである。帯電防止電極２２２は、全面に帯電防止電極を形成している（メッシュ用状ではない）。静電容量をさらに小さくせざるを得ない場合には、メッシュ状の帯電防止電極２２４をグリッド１３０のメッシュ部１３２と対向する部分の一部に形成することにしても、小さくはなるが帯電防止の効果は得られる。

【0038】

図１８の増幅回路でも帯電防止電極２２２（２２４）はグランドに接続されている。増幅回路としての動作は図５と同じであるが、フィラメント１１０側からアノード１２０側に流れる電子の一部が帯電防止電極２２２（２２４）に届いた場合、グランドに流れるのでアノード１２０の周辺に負電荷が帯電することを防ぐことができる。したがって、図６に示した特性を長時間使用しても維持できる。よって、アナログ増幅用真空管１００の特性を安定にできる。

【0039】

上述の帯電防止電極の例は、帯電の問題と静電容量増加による高周波の遮断の問題の両方を解決するためのバリエーションであり、前段の出力インピーダンスやアナログ増幅用真空管１００に要求される仕様などから選択すればよい。言い換えると、本発明は、このような設計自由度が得られる発明である。

【0040】

＜帯電防止電極の電位＞
図１０，１３，１８では、帯電防止電極２２０，２２１，２２２，２２３，２２４をグランドに接続していたが、図１９に示すように、正電位の直流電圧源２３０に接続してもよい。直流電圧源の電圧は、例えば０〜５Ｖの範囲から決めればよい。図２０には、直流電圧源としてグリッド１３０のバイアス電源３３０を用いた例を示している。このようにバイアス電源３３０を用いれば、電源の種類を増やす必要がない。図１９，２０は、図１０を変形したものであるが、図１３，１８のグランドに接続している部分を、図１９，２０のように直流電圧源２３０，バイアス電源３３０に接続すれば、同様に変形できる。

【0041】

帯電防止電極２２０，２２１，２２２，２２３，２２４は導体であるが、抵抗は存在するので、グランドに接続しただけでは帯電防止電極２２０，２２１，２２２，２２３，２２４上で電位のムラが生じ、部分的に負電位になるリスクがある。そして、負電位になった部分によってアノード電流Ｉ_ａが流れにくくなる恐れがある。帯電防止電極２２０，２２１，２２２，２２３，２２４を正電位にしておけば、ムラが生じたとしても負電位になる部分が発生しないという効果がある。したがって、アノード周辺に負電荷が帯電することによるアナログ増幅用真空管の特性の変化を防止でき、アナログ増幅用真空管の特性を安定にできる。

【0042】

帯電防止電極２２０，２２１，２２２，２２３，２２４の材料と厚さ、全面に形成するかメッシュ状にするかなどによって抵抗は変わるが、抵抗を考慮してグランドに接続するか正電位にするかを決めればよい。

【符号の説明】

【0043】

１００，９００ アナログ増幅用真空管 １１０ フィラメント
１１３ フィラメント支持部材 １２０ アノード
１２１ アノード端子 １２２ アノード配線
１２５ ガラス基板 １３０ グリッド
１３１ フレーム部 １３２ メッシュ部
１３３ グリッド支持部材 １８０ ケース
２２０，２２１，２２２，２２３，２２４ 帯電防止電極
２３０，３１０ 直流電圧源 ２３２ 絶縁膜
３２０ アノード電圧源 ３２５ 抵抗
３３０ バイアス電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】