v./m. (-buizen), een luchtdicht afgesloten, meestal van glas en metaal vervaardigd, buis- of ballonvormig voorwerp, waarin elektroden zijn aangebracht.
In de elektronenbuis zijn elektroden geïsoleerd van elkaar opgesteld en door de wand heen geleidend verbonden met uitwendige aansluitingen. Als in de buis een hoog vacuüm heerst, kunnen tussen de elektroden, als gevolg van aangelegde spanningsverschillen, elektronen lopen. In gasgevulde elektronenbuizen treedt ionisatie op, zodat dan tevens een ionenstroom ontstaat. Alle elektronenbuizen bevatten een elektrode die elektronen kan emitteren (de kathode), en een elektrode die de uitgezonden elektronen verzamelt (de anode). De emissie van elektronen uit het materiaal van de kathode wordt vaak verkregen door deze te verhitten (zie thermische emissie). Voorts wordt het uiteindelijke aantal per seconde dat de kathode verlaat, mede bepaald door de elektrische velden die de elektronen na de emissie moeten doorlopen. Het emitterend vermogen van de kathode is afhankelijk van het materiaal, als regel wordt hiervoor een buisje van een aardalkalimetaaloxide genomen dat met een elektrisch geïsoleerd aangebrachte, inwendige gloeidraad wordt verhit (indirecte verhitting).
De eenvoudigste, vacuüm gepompte, elektronenbuis bevat twee elektroden. Wanneer de anode ten opzichte van de kathode een positieve spanning heeft, worden de geëmitteerde elektronen naar de anode toe versneld; alle uitgezonden elektronen bereiken dan de anode. Indien die spanning negatief wordt gemaakt, zal er praktisch geen stroom lopen, omdat de geëmitteerde elektronen dan naar de kathode toe versneld worden. Alleen de elektronen die met voldoende grote snelheid de kathode verlaten, zullen het spanningsverschil overwinnen, bij ca. 1 V is de stroom reeds verwaarloosbaar klein. Omdat deze buis de stroom slechts in één richting doorlaat, wordt zij gelijkrichtbuis genoemd.
Een belangrijke groep elektronenbuizen vormen die waarmee elektrische signalen kunnen worden versterkt. Deze eigenschap is verkregen door tussen kathode en anode één of meer maasvormige elektroden (roosters) te plaatsen. Met behulp van een rondom de kathode aangebracht rooster en een spanningsverschil tussen rooster en kathode wordt de kathodestroom in sterke mate beïnvloed. Veelal wordt daarbij het rooster negatief ten opzichte van de kathode gepolariseerd, waardoor de stroom van kathode naar anode afneemt. De roosterstroom is daarbij uiterst gering. De elektronen die door de mazen van het rooster kunnen doordringen (dankzij hun aanvangssnelheid bij emissie), bereiken de anode die op een positieve spanning ten opzichte van de kathode wordt gehouden met behulp van een voedingsapparaat.
De door variaties in de roosterspanning verkregen stroomvariaties geven over een weerstand die tussen anode en voedingsapparaat is geschakeld spanningsvariaties, die tientallen malen groter kunnen zijn dan die van de roosterspanning. Hierop berust de werking als versterker van signalen. Een elektronenbuis met één rooster noemt men triode, door toevoeging van meer dan een rooster verkrijgt men speciale typen (zie tetrode, zie pentode, zie mengbuis). De elektronenstroom reageert zeer snel op spanningsvariaties: de looptijd waarmee de elektronen van kathode naar anode lopen, bedraagt slechts enkele nanoseconden. De verbanden betreffende de spanningsverschillen tussen de elektroden en de bijbehorende stromen kunnen met grafieken worden weergegeven: de zgn. (buis)karakteristieken.
Met behulp van elektrische en magnetische velden kan de elektronenstroom afgebogen worden. Voor de zgn. elektrostatische afbuiging worden elektroden met speciale vormen in de buis aangebracht, b.v. in de elektronenstraalbuis en de elektronenmicroscoop (lenzen). Magnetische afbuiging wordt verkregen met elektromagneten die zowel binnen als buiten de elektronenbuizen kunnen zijn aangebracht, o.a. bij televisie-beeldbuizen. Voor versterking bij zeer hoge frequenties (b.v. voor radar) gebruikt men snelheidsmodulatie van de elektronen (klystrons, magnetrons, lopende-golfbuizen).
De emissie van elektronen kan ook door absorptie van fotonen optreden (foto-elektrische buis), toegepast o.a. in televisiecamera's en beeldversterkerbuizen. Versterking van de elektronenstroom door vergroting van het aantal beschikbare elektronen kan verkregen worden door secundaire emissie (fotomultipliers). Gasgevulde elektronenbuizen kunnen, na ontsteking, als gevolg van ionisatie van het gas aanzienlijk grotere stromen verwerken dan vacuümbuizen, de stroomgeleiding stopt echter pas wanneer de spanning van de anode ten opzichte van die van de kathode tot een lage waarde is teruggebracht. De ontsteking kan op diverse manieren tot stand worden gebracht: met behulp van een rooster (thyratron), een externe elektrode (vereist hogere spanningen), foto-emissie, ionisatie door middel van radioactieve straling (Geiger-Müllerbuis).
GESCHIEDENIS
In 1880 werden de eerste proeven (door de Duitse natuurkundigen H.F. Geitel en J. Elster) gedaan met een luchtledig gepompte glazen ballon waarin een gloeidraad en een metalen plaatje waren aangebracht, het plaatje bleek een lading te krijgen waarvan de grootte afhing van de temperatuur van de gloeidraad.
In 1883 ontdekte T.A. Edison dat als een metalen plaatje dat tussen de helften van een haarspeldvormige gloeidraad geplaatst was, verbonden werd met de positieve pool van de gloeidraadspanning er een stroom door de aansluiting ging lopen (het zgn. edisoneffect). Dit effect kon pas na het ontstaan van de elektronentheorie (ca.b1895) verklaard worden. In 1904 paste J.A. Fleming een elektronenbuis, bestaande uit een gloeidraadkathode en een metalen anode die samen een diode vormden, toe voor de detectie van radiogolven. In 1906 werd de eerste triode gemaakt, waarmee het versterken van elektrische signalen mogelijk werd. Deze eigenschap maakte de ontwikkeling van de elektronika mogelijk.
