Spannungsabhängiger Widerstand für Überspannaugsableiter und Verfahren zur Herstellung desselben. Bis jetzt wurde stets angenommen, dass die Spannungsabhängigkeit von Widerstän den mit kristallinischem Aufbau (z. B. aus Silizium-Karbid-Kristallen) dadurch ent steht, dass in den einzelnen Poren zwischen den Kristallen kleine Lichtbogen brennen. Durch die negative Charakteristik des Licht bogens wird die Spannungsabhängigkeit er klärt, das, heisst die Spannung am Widerstand nimmt nicht proportional zu mit dem durch den Widerstand fliessenden Strom.
Durch Versuche wurde festgestellt, dass der ganze Stromübergang nicht, wie bisher angenommen wurde, durch die kleinen Poren erfolgt, sondern dass es sich um eine Strom leitung zwischen den Kristallen handelt. Die negative Charakteristik rührt offenbar von Sperrschichten her, die auf den Kristallen als ganz dünne isolierende Haut besteht. Durch diese Erkenntnis ist es nun offenbar, dass es von grossem Vorteil ist, die Kristalle durch einen gut wärmeleitenden 'Stoff zu verbinden und damit die Kristalle gut zu kühlen.
Zugleich wird durch das Einbringen des gut wärmeleitenden Stoffes die Wärme kapazität des Widerstandes erhöht. Allen falls sich bildende Entladungen in den Poren werden vermieden.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist demnach ein spannungsabhängiger Wider stand mit kristallinischem Aufbau für, tber- spannungsableiter, bei dem die Poren zwi schen den einzelnen Teilchen des Halbleiter materials mit einem wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Stoff ausgefüllt sind.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung eines solchen Widerstandes wird der Widerstand vorerst unter Hochvakuum evakuiert und dann der Füllstoff in flüssigem Zustand unter Vakuum in den Widerstand eingebracht. Als flüssiger Füllstoff kommt z. B. Öl, auch nichtbrennbares Öl, wie Clophen, in Frage.
Als Füllstoff eignet sich auch ein unter Druck von über 1 Atm ge setztes Gas, wie Luft, Wasserstoff, Stick stoff, Sauerstoff; ferner Paraffin oder ein Isolierlack. Die beiden zuletzt genannten Stoffe werden bei höheren Temperaturen flüssig und können in diesem Zustande in die Poren des Widerstandes eingebracht werden. Um die Leitfähigkeit der Kristalle zu er höhen, wird mit Vorteil der Widerstand vor dem Einbringen des Füllstoffes mit Strom stössen beschickt.
Voltage-dependent resistance for surge arresters and method of manufacturing the same. Until now, it has always been assumed that the voltage dependence of resistors with a crystalline structure (e.g. made of silicon carbide crystals) is caused by small arcs burning in the individual pores between the crystals. The voltage dependency is explained by the negative characteristic of the arc, i.e. the voltage across the resistor does not increase proportionally with the current flowing through the resistor.
Experiments have shown that the entire current transfer does not take place through the small pores, as was previously assumed, but that it is a current conduction between the crystals. The negative characteristic is apparently due to the barrier layers that exist on the crystals as a very thin insulating skin. With this knowledge it is now evident that it is of great advantage to connect the crystals with a material that conducts heat well and thus to cool the crystals well.
At the same time, the heat capacity of the resistor is increased by introducing the highly thermally conductive material. All discharges that form in the pores are avoided.
The present invention is therefore a voltage-dependent resistor with a crystalline structure for surge arresters, in which the pores between the individual particles of the semiconductor material are filled with a thermally conductive and electrically insulating substance.
According to the method according to the invention for producing such a resistor, the resistor is first evacuated under high vacuum and then the filler is introduced into the resistor in a liquid state under vacuum. As a liquid filler z. B. oil, also non-combustible oil such as Clophen, in question.
A gas under pressure of more than 1 atm, such as air, hydrogen, nitrogen, oxygen, is also suitable as a filler; also paraffin or an insulating varnish. The last two substances mentioned become liquid at higher temperatures and in this state can be introduced into the pores of the resistor. In order to increase the conductivity of the crystals, it is advantageous to charge the resistor with electricity before introducing the filler.