AT235400B - Gleichrichtervorrichtung - Google Patents

Description

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  Gleichrichtervorrichtung 
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Halbleitergleichrichtern. Sie bezweckt insbesondere eine
Vorrichtung zu schaffen, die sich zur Verwendung in einem breiten Temperaturbereich eignet. Man hat bereits versucht, durch Kompensationselemente den Temperaturkoeffizienten von Halbleitern zu kompen- sieren, aber auf diese Weise kann noch nicht eine Vorrichtung erhalten werden, die sich   z. B.   für einen
Temperaturbereich von Zimmertemperatur bis zu z. B. 5000C eignet. Es zeigt sich, dass im allgemeinen
Halbleitergleichrichter einen Sperrwiderstand aufweisen, der bei zunehmender Temperatur abnimmt. 



   Wird somit ein Halbleitergleichrichter verwendet, der bei niedriger Temperatur einen hinreichend niedrigen Durchlasswiderstand und einen hinreichend hohen Sperrwiderstand aufweist, so ist dieser Halbleiter- gleichrichter zur Verwendung bei höheren Temperaturen ungeeignet, da sein Sperrwiderstand in diesem Falle zu niedrig ist. Wird hingegen von einem Halbleitergleichrichter ausgegangen, der bei hoher Tem- peratur einen hinreichend hohen Sperrwiderstand hat, so ergibt es sich, dass er bei niedriger Temperatur im allgemeinen einen zu hohen Durchlasswiderstand besitzt. 



   DieErfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei Parallelzweige enthält, von denen einer einen ersten Gleichrichter enthält, dessen Durch-   lass- und Sperrwiderstände   bei einer bestimmten Temperatur erheblich höher sind als die entsprechenden Widerstände eines in den andern Zweig aufgenommenen, zweiten Gleichrichters, der mit einem temperaturabhängigen Widerstand in Reihe geschaltet ist, dessen Wert bei niedriger Temperatur geringer ist als der Durchlasswiderstand des ersten Gleichrichters und bei hoher Temperatur grösser ist als der Sperrwiderstand des zweiten Gleichrichters. 



   Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher   erläutert   in dieser zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 Kennlinien zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. 



   Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält einen ersten Gleichrichter   1,   der aus einem Material hergestellt ist, das erst bei hoher Temperatur einen hinreichend niedrigen Durchlasswiderstand aufweist. Ein solches Material ist z. B. Siliziumkarbid, dessen Durchlasswiderstand, bei einigen Zehntel Volt und bei 2000C gemessen, bis unterhalb 100 Ohm herabgesunken sein kann. Bei Zimmertemperatur ist dieser Durchlasswiderstand für normalen Gebrauch viel zu hoch,   d. h.   einige tausend Ohm. 



   Parallel zu dem den Gleichrichter 1 enthaltenden Zweig ist ein zweiter Zweig geschaltet, der die Reihenschaltung eines Gleichrichters 2 und eines Widerstandes 3 mit hohem. positivem Temperaturkoeffizienten enthält. Der Gleichrichter 2 ist derart aufgebaut, dass er bei Zimmertemperatur einen hinreichend niedrigen Durchlasswiderstand aufweist. Er wird   z. B.   aus Silizium oder Germanium hergestellt und hat bei Zimmertemperatur einen Durchlasswiderstand, bei   einigenZehntel   Volt gemessen, von nur einigen Ohm. Der Sperrwiderstand des Gleichrichters 2 ist jedoch bei einem solchen Material,   z. B.   bei 2,5 V und bei 3000C gemessen, bereits. auf weniger als 1 MOhm herabgesunken. Der Gleichrichter 2 allein wäre somit ungeeignet zur Verwendung bei hoher Temperatur.

   Der Widerstand 3 mit hohem, positivem Temperaturkoeffizienten ist derart bemessen, dass er bei niedriger Temperatur nur eine geringe Erhöhung des Durchlasswiderstandes des den Gleichrichter 2 enthaltenden Zweiges mit sich bringt, aber bei hoher Temperatur einen so hohen Reihenwiderstand mit diesem Gleichrichter 2 bildet, dass der Gesamtwiderstand des Zweiges mit dem Gleichrichter 2 und dem Widerstand 3 im wesentlichen durch den Wert des Widerstandes 3 bedingt wird. 

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   Der Widerstand 3 ist   z. B.   durch ein in der Keramik bekanntes Verfahren aus einem Alkalititanat mit
Perovskitstrukturhergestellt, wobei bekanntlich positive Temperaturkoeffizienten von mehr als 20 % er- zielt werden köhnen. Bei Zimmertemperatur ist der Wert des Widerstandes 3 noch so niedrig. z. B. von der Grössenordnung von 15 Ohm, dass er denDurchlasswiderstand in dem Zweig mit den Elementen 2 und 3 nur in geringem Masse erhöht, während bei   z. B. 3000C der Widerstsnd   3 einen so hohen Wert aufweist, dass er den Sperrwiderstand des Gleichrichters 2 überschreitet, so dass der Zweig 2,3 kaum noch zum Gleichrichtungsvorgang beiträgt. 



   In Fig. 2 sind die verschiedenen Widerstände R logarithmisch als Funktion der Temperatur T aufgetragen. Die Widerstandswerte sind bei einer angelegten Spannung von   2,   5 V angegeben. Die Kurve la deutet den Durchlasswiderstand des Gleichrichters 1 an. Aus dem Kurvenverlauf geht hervor, dass dieser Durchlasswiderstand bei Zimmertemperatur unzulässig hoch ist. 



   Die Kurve 2a deutet den Durchlasswiderstand des Gleichrichters 2 an. Dieser ist bei Zimmertemperatur hinreichend niedrig für den praktischen Gebrauch. Der Sperrwiderstand des Gleichrichters 2 wird durch die Kurve 2b in Fig. 2 angegeben ; aus der Figur ist deutlich ersichtlich, dass der Sperrwiderstand bei zunehmender Temperatur unzulässig abnimmt. 



   Die Kurve 3 zeigt den Wert des Widerstandes 3 mit hohem, positivem Temperaturkoeffizienten. Die angegebene Kurve gilt für einen Bariumtitanat-Widerstand mit einem geringen Lanthanzusatz. Aus der Fig. 2 ist auch ersichtlich, dass der Wert des Widerstandes 3 so stark zunimmt, dass er bei   2000C   bereits 1 MOhm überschreitet. Obgleich oberhalb dieser Temperatur der Sperrwiderstand des Gleichrichters 2 unzulässig herabsinkt, ist dies für die Gleichrichtwirkung unbedeutend, da inzwischen der Durchlasswiderstand des Gleichrichters 1 so weit herabgesunken ist, dass der diesen Gleichrichter enthaltende Zweig die Gleichrichtwirkung übernimmt. 



   Der Sperrwiderstand des Gleichrichters   l   liegt noch weit oberhalb des Sperrwiderstandes des Gleichrichters 2 bzw. des Wertes des Widerstandes 3 und wird in Fig. 2 durch die Kurve   1b   angegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Vorrichtung mit Halbleitergleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Parallelzweige enthält, von denen einer einen ersten Gleichrichter enthält, dessen Durchlass-und Sperrwiderstände bei einer bestimmten Temperatur erheblich höher sind als die entsprechenden Widerstände eines in den andern Zweig. aufgenommenen, zweiten Gleichrichters, der mit einem temperaturabMngigen Widerstand in Reihe geschaltet ist, dessen Widerstandswert bei niedriger Temperatur niedriger ist als der Durchlasswiderstand des ersten Gleichrichters und bei hoher Temperatur grösser ist als der Sperrwiderstand des zweiten Gleichrichters,