Die Elektronenröhre

Die Elektronenröhre ist ein nach außen abgeschlossener luftleerer Glaskörper, in den drei Elektroden eingebaut sind, eine Kathode (zur Erzeugung von Elektronen), eine Anode (zum Empfang eines Elektronenstroms) und ein Gitter (zur Steuerung dieses Stroms).

Die Kathode wird durch einen Glühfaden erhitzt, wodurch Elektronen aus dem Kathodenblech austreten. Durch Anlegen einer negativen Spannung an die Kathode und Anlegen einer positiven Spannung an die gegenüber liegende Anode entsteht ein Potentialgefälle zwischen diesen Elektroden. Denn die negative Spannung erzeugt einen Elektronenüberschuss in der Kathode, während die positive Spannung einen Elektronenmangel an der Anode erzeugt. Deshalb fließen Elektronen von der Kathode durch das Vakuum der Röhre zur Anode.

Zwischen Kathode und Anode ist ein Gitter eingefügt, das im Normalfall den Elektronenfluss nicht behindert. Legt man jedoch eine negative Spannung an das Gitter, so stößt diese Ladung die (negativen) Elektronen ab und der Elektronenfluss wird entsprechend der Höhe der angelegten Gitterspannung gedrosselt, bis zur vollständigen Unterbrechung des Stroms. Im Computer wird die Röhre auf diese Weise als Schalter benutzt, der zwei Zustände einnehmen kann: Logische Eins (es fließt Strom), logische Null (es fließt kein Strom.).