Elektronenröhren gehören zu denjenigen elektrischen Bauelementen, in denen Leitungsvorgänge im Vakuum technisch genutzt werden. Die bewegten Ladungsträger sind Elektronen, die durch Glühemission aus einer Katode freigesetzt werden und sich anschließend in einem nahezu luftleeren Glaskolben zur Anode bewegen.
Obwohl man je nach Bauart und Verwendungszweck verschiedene Röhrenarten unterscheidet, besitzen fast alle Elektronenröhren einige identische Konstruktionsmerkmale: An einer durch gesonderte Stromzuführung elektrisch geheizten Katode werden Elektronen freigesetzt. An der Katode liegt stets der negative Spannungspol. Die emittierten Elektronen werden im elektrischen Feld zwischen Katode und Anode zur Anode hin beschleunigt und treten dort wieder in den metallischen Leiter ein. Elektronenröhren, die außer der Katodenheizung nur noch zwei weitere elektrische Anschlüsse besitzen und ausschließlich aus einer Katode und einer Anode bestehen, nennt man Dioden oder Röhrendioden.
Trioden
Stattet man eine Diode mit einer zusätzlichen Elektrode, einem sogenannten
Gitter, aus, dann wird aus einer Diode
eine Triode. Das Gitter ist oft als flaches
Drahtgeflecht konstruiert, das ausreichend große Lücken aufweist,
um die von der Katode kommenden Elektronen ungehindert passieren zu lassen.
Zwischen Katode und Gitter wird eine Spannung angelegt, die die Elektronen
in Richtung Anode beschleunigt. Das Gitter muss also gegenüber der
Katode positiv geladen sein. Da die Elektronen aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit
über eine merkliche Trägheit verfügen, bewegen sie sich beim
Erreichen des Gitters durch die Drahtmaschen hindurch und fliegen weiter
in Richtung Anode. Über die Gitterspannung kann man die Elektronengeschwindigkeit
in der Triode und damit die Stromstärke regulieren.
Spezialröhren
Als besondere Form der Elektronenröhren kommen Elektronenstrahlröhren
zum Einsatz. Bei diesen Röhren werden die von der Katode emittierten
Elektronen durch elektrische Felder gebündelt. Bei diesen Röhren
spielen weniger der Elektronenstrom, sondern mehr die optischen und geometrischen
Eigenschaften des Elektronenstrahls die entscheidende Rolle.
Weitere Spezialformen von Elektronenröhren sind die Laufzeitröhren.
Bei diesen Röhren erfolgt eine Wechselwirkung zwischen den bewegten
Elektronen und einer elektromagnetischen Schwingung, durch welche die
Elektronen zu regelrechten Elektronenpaketen angehäuft werden. Dadurch
lassen sich relativ hochfrequente Wechselströme erzeugen und verstärken.