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Trockengleichrichter.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Trockengleichrichter, bei dem die Elektroden durch eine gesondert angeordnete Schicht aus Isolierstoff voneinander getrennt sind, wie im Patent Nr. 133416 beschrieben, in dem eine der Elektroden grösstenteils aus Selen besteht.
Es ist bekannt, einer für einen Trockengleichrichter bestimmten Selenelektrode zur Erhöhung der gleichrichtenden Wirkung Metalle oder Verbindungen zuzusetzen.
Die Erfindung hat den Zweck, bei einem derartigen Trockengleichrichter das Leitvermögen des Selens zu erhöhen und eine isolierende Zwischenschicht anzubringen, deren Dicke nach Belieben gewählt werden kann, ohne dass sie durch andere Stoffe beeinflusst wird.
Zu diesem Zweck sind in der Selenelektrode leitende Stoffe in fein verteiltem Zustand vorhanden, so dass sie infolge der intensiven Mischung die Leitfähigkeit der Selenelektrode selbst erhöhen, und es ist die isolierende Zwischenschicht als gesonderte Schicht unabhängig von dem Elektrodenmaterial angebracht.
Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Sperrschichtphotozellen dem Selen zur Erhöhung der Leitfähigkeit Metalle oder deren Verbindungen zuzusetzen. Es wurden bei diesen Teilen natürlich nicht die Vorteile der Zusätze erhalten, welche die vorliegende Erfindung bietet, z. B. die genaue Wahl der Dicke der Sperrschicht, da das Anbringen einer besonderen Zwischenschicht in Fortfall kommt (auf der Selenschicht ist ja von selbst eine Sperrschicht entstanden).
Leitende Stoffe genügen den obenerwähnten Anforderungen, da sie zunächst, wenn fein zerteilt, die Leitfähigkeit des Selens in hohem Masse erhöhen. Das Leitvermögen kann auf diese Weise bis auf das Hundertfache erhöht werden. Dies bietet den Vorteil einer wesentlichen Herabsetzung der Kontaktoberfläche der Selenelektrode. Ausserdem hat das Vorhandensein von leitenden Stoffen in Selen keinen Einfluss auf die Dicke der Sperrschicht, auch nicht, wenn das obere Häutchen der Kontaktfläche von der Selenelektrode abgedampft wird, denn dadurch treten gerade Teilchen des zugesetzten Stoffes an die Oberfläche. Diese Teilchen vergrössern die Dicke der Sperrschicht nicht, was der Fall sein würde, wenn nichtleitende Stoffe hinzugefügt wären. Die Selenelektrode hat jedoch bis zur Sperrschicht ein gutes Leitvermögen.
Sind also leitende Stoffe vorhanden, so ist dem ebenerwähnten Erfordernis zum Erreichen des Erfindungsgegenstandes Genüge gstan, nämlich der genauen Wahl der Dicke der gesondert aufgebrachten
Sperrschicht.
Dies ist deswegen von Wichtigkeit, weil man dadurch für jeden besonderen Fall, in dem ein
Gleichrichter gemäss der Erfindung benutzt wird, die Mindestdicke wählen kann, was die Wirkung wesentlich verbessert, da die Dicke der Sperrschicht die elektrische Feldstärke zwischen den Elektroden bestimmt. Ausserdem hat man die Grösse der Kapazität des Systems dadurch in der Hand, dass der
Sperrschicht jede gewünschte Dicke gegeben werden kann.
Ein derartiger Gleichrichter eignet sich infolge der genannten günstigen Eigenschaften insbeson- dere zur Anwendung als Detektor. Die Oberfläche der Kontaktflächen kann infolge der guten Leitfähigkeit klein gehalten werden, so dass die Eigenkapazität eines derartigen Detektors gewünschten- falls sehr gering sein kann.
Die zuzusetzenden Stoffe müssen bei den Temperaturen, auf die sie bei der Herstellung des
Gleichrichters erhitzt werden, ihr Leitvermögen beibehalten, da sonst bei der hohen Temperatur, der das Selen dadurch, dass es umgeschmolzen wird, um verarbeitet zu werden, und daher auch die Zusätze ausgesetzt sind, die leitenden Stoffe sich in isolierende Verbindungen verwandeln würden. Ausser dem
Umstand, dass die neugebildeten Stoffe vielleicht einen weniger günstigen Einfluss auf die Erhöhung der Leitfähigkeit des Halbleiters haben könnten, spielt hier insbesondere die Bildung der Sperrschicht eine Rolle, denn die isolierenden Stoffe treten infolge der Verdampfung des Selens als eine mehr oder weniger ungleichmässige Schicht an die Oberfläche und es bleiben noch immer Teilchen des ursprüng- lichen leitenden Stoffes zurück.
Es bleibt also erforderlich, zwischen den Kontaktflächen der beiden
Elektroden eine Sperrschicht anzubringen. Da in diesem Fall jedoch zwei Sperrschichten vorhanden sind, nämlich eine aus dem chemisch verwandelten zugesetzten Stoff entstandene und die nachher aufgebrachte, wird eine grössere Dicke erhalten, was auf die Wirkung des Gleichrichters einen sehr ungünstigen Einfluss hat.
Stoffe, die sich dazu eignen, dem Selen zugesetzt zu werden, sind z. B. die Sulfide der folgenden
Metalle : Blei (PbS), Antimon (Sb2Ss), Kupfer (CuS und Cu2S), die Nitride von Zirkon (ZrN) und
Titan (TiN) sowie die Oxyde von Vanadin (VOg) und Kobalt (CosOg).
Die Gewichtsmenge der Zusätze beträgt im allgemeinen von 0-1 bis zu 10% der Gewichtsmenge des vorhandenen Selens.
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günstigeren Einfluss auf die Leitfähigkeit. Das Erhalten einer derart geringen Korngrösse bietet jedoch zuweilen technische Schwierigkeiten.
Das gesonderte Aufbringen der Zwischenschicht bietet, wie bereits erwähnt, den Vorteil, dass man die Bildung der Zwischenschicht vollkommen beherrscht und dass das Material sowie die Dicke, und daher die Kapazität, nach Belieben gewählt werden können. Für die Zwischenschicht eignen sich insbesondere z. B. Kollodium, Schellack, Papier, ein SiOs-Häutehen oder Wasserglas. Diese Stoffe besitzen alle die günstige Eigenschaft, dass sie den mechanischen und atmosphärischen Einflüssen in genügendem Masse standhalten können und genügend dicht sind.
Besonders günstige Eigenschaften zur Verwendung als Zwischenschicht besitzen die Kunstharze. Diese haben ein derart hohes Isolationsvermögen, dass ein sehr dünnes Häutehen genügt, was der günstigen Wirkung des Gleichrichters zugute kommt. Die für die Sperrschicht verwendeten Stoffe können z. B. in flüssigem oder gelöstem Zustand z. B. durch Aufspritzen auf eine der Elektroden auf- gebracht werden, bis die gewünschte Dicke erhalten ist. Die Dicke der Sperrschicht beträgt im allge- meinen 1-100 V, je nach der Verwendung des Elektrodensystems und dem benutzten Material.
Als Ausführungsbeispiel könnte auf das nachfolgend beschriebene Verfahren verwiesen werden.
Geschmolzenem Selen werden etwa 5 Gewichtsprozente Bleisulfid (PbS) in zermahlenem Zustand (Korngrösse etwa 1 ) zugesetzt. Das Gemisch wird auf einer Eisenplatte in einer Dicke von etwa
100 jj. flach ausgestrichen und dann in einem Ofen einige Stunden lang auf 200 C erhitzt. Nach
Abkühlung wird eine Lösung von Nitrozellulose in Amylacetat auf die Selenoberfläche aufgebracht und getrocknet. Die auf diese Weise gebildete Sperrschicht hat eine Dicke von etwa 2. Auf dieser
Schicht wird die andere Elektrode dadurch gebildet, dass sogenannter Goldlack aufgebracht wird, in den ein Zuführungsleiter aufgenommen wird.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Das Gemisch 1 aus Selen und dem leitenden Zusatzstoff wird von einer Metallplatte 2, z. B. aus Eisen getragen. Als Sperrschicht 3 wird Kollodium benutzt, auf das als zweite, gut emittierende
Elektrode 4 ein aus Goldlack (d. h. einer Mischung von versilbertem Kupferpulver in Nitrozelluloselack) bestehender Tropfen aufgebracht worden ist, in dem sich ein Anschlussdraht 5 befindet. Durch das
Trocknen des Lackes wird also der elektrische Zuführungsdraht elektrisch sowie mechanisch an der
Goldlackelektrode befestigt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Trockengleichrichter nach Patent Nr. 133416, bei dem die Elektroden durch eine gesondert angeordnete Schicht aus Isolierstoff voneinander getrennt sind und in dem eine der Elektroden grössten- teils aus Selen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Selenelektrode in fein verteiltem Zustand leitende Stoffe vorhanden sind, die infolge der intensiven Mischung mit dem Selen die Leitfähigkeit des letzteren vergrössern, aber nicht geeignet sind, eine Sperrschicht entstehen zu lassen.