DE1000534B - Flaechengleichrichter bzw. -transistor - Google Patents
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung einer Flächengleichrichter- bzw. -transistoranordnung
auf der Basis eines Halbleiters vom Charakter des Germaniums oder Siliciums. Flächengleichrichter
bzw. -transistoren dieser Art vertragen an sich gewohnlich eine relativ hohe spezifische elektrische Belastung,
und es besteht dann das wichtige Problem, die an dem Gleichrichter entwickelte Verlustwärme in
wirksamer Weise abzuführen, entweder damit der Flächengleichrichter bzw. -transistor keinen solchen
Schaden erleiden kann, der zu seiner Unbrauchbarkeit führt oder eine solche Temperaturbeanspruchung
erfährt, daß er vorübergehend unwirksam wird. Im allgemeinen wird es notwendig sein, daß das Flächengleichrichter-
bzw. -transistorelement durch eine Halteeinrichtang getragen ist. Eine solche Halteeinrichtung
wird dann vorzugsweise unmittelbar für die Abführung der Wärme ausgenutzt. In vielen
Fällen ist es jedoch erwünscht, daß entweder das Flächentransistorelement unmittelbar oder zumindest
über seinen Halter gegen die übrige Anordnung bzw. das Gerät elektrisch isoliert wird. In diesem Falle
entsteht also an der Übergangsstelle, wo das Isoliermaterial eingefügt ist, ein Temperatursprung.
Durch die Erfindung läßt sich die nachteilige Wirkung dieses Temperatursprunges für die Wärmeabfuhr
in beachtlichem Maße herabsetzen. Erfindungsgemäß wird die Halteeinrichtung des Flächengleichrichters
bzw. -transistors bzw. die zur Wärmeabführung zwischen ihm und einem Träger benutzte
Wärmeleitbrücke, die sich über eine Isolierschicht an den im Zuge der Wärmeabführung nachfolgenden
Körper anlegt, mit einer größeren Fläche für die Berührung mit diesem Körper ausgestattet, als sie durch
die geometrische Grundform für dessen Oberflächenform \Orgegeben wäre. Hat z. B. ein solcher Körper
die Form einer Pyramide oder eines Quaders oder eines Prismas, so wird erfindungsgemäß die Berührungsfläche,
mit welcher sich der Halter über eine elektrische Isoliermaterialschicht gegen den im Zuge
der Wärmeabfuhr folgenden Körper anlegt, gegenüber der durch die geometrische Grundform des Körpers
vorgegebenen Oberflächenausdehnung vergrößert. Das kann z. B. erfolgen, indem er an dieser Stelle mit entsprechenden
Vertiefungen versehen ist, die eine Passung mit entsprechenden Erhöhungen an dem anderen
Körper eingehen, so daß also die Oberflächenformen der Körper ineinander eingreifen. Hierfür
kann auch an dem einen Körper eine innere Mantelfläche eines Hohlraumes einer äußeren Mantelfläche
an den anderen Körper an der Übergangsstelle zugeordnet sein, wie z. B. ein Konus einem Hohlkonius.
Es ist auch möglich, dieses gegenseitige Eingreifen derart zu gestalten, daß an dem einen Körper Formen
Flächengleichrichter bzw. -transistor
Anmelder: Siemens-Schuckertwerke,
Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Hans Nagorsen, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
gebildet sind, die nach Art der Zinken eines Kammes mit entsprechenden Gegenzinken an dem anderen Teil
ineinandergreifen. Eine solche Anordnung hat dien Vorzug, daß sich als Isolierschicht zwischen den
beiden Körpern ein zunächst ebenes Gebilde einlegen läßt, beispielsweise eine Folie, etwa aus Triacetat
od. dgl. Es steht auch nichts im Wege, gegebenenfalls allein oder zusätzlich an dien Berührungsflächen als
Isoliermittel einen geeigneten Stoff zu benutzen, der sich in einer entsprechenden, den elektrischen Anforderungen genügenden dünnen Schicht durch einen Spritzprozeß,
Gießprozeß od. dgl. aufbringen oder genetisch z. B. durch einen chemischen oder elektrischem Behandlungsprozeß
erzeugen läßt. Hierfür eignen sich insbesondere Stoffe, die gleichzeitig eine relativ
gute Wärmeleitfähigkeit haben. Das sind solche keramischen Charakters, wie insbesondere auch
Quarz.
Einige beispielsweise Anordnungen für die Anwendung der Erfindung Veranschaulichen die Figuren
der Zeichnung.
In den Fig. 1 und 2, welche zwei einander entsprechende
Risse zeigen und wobei Fig. 1 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie I-I der Fig. 2 ist,
bezeichnet 1 das Flächentransistorelement mit dem Halbleiterkörper ia und den drei Eelektroden I6, ic
und id. Gegen die beiden Elektroden I6 und ic legen
sich die beiden Körper 2 und 3, welche einerseits für die Halterung des Transistorelementes 1 dienen und
gleichzeitig auch für die Wärmeabfuhr von diesem. An diesen beiden Teilen 2 und 3 sind unmittelbar die
weiteren elektrischen Anschlüsse 4 und 5 der beiden Elektroden I6 und ic vorgesehen. Der dritte Anschluß
des Elementes, nämlich derjenige der Basiselektrode id, ist mit 6 bezeichnet. Die Teile 2 und 3
wirken über kammartig gestaltete Übergangsflächen zusammen mit dem Körper 7, wobei an diesen Übergangsflächen
eine Isoliermaterialfolie 8 eingefügt ist, die der Einfachheit halber nur durch einen stärkeren
Linienzug angedeutet ist. An dem Körper 7 sind noch mit Gewinde versehene Bohrungen 9 und 10 vorgesehen,
durch welche sich das Aggregat an irgendeinem anderen Körper mechanisch und für die weitere
Wärmeabfuhr befestigen läßt. Zum Schutz der gesamten Anordnung ist noch eine Kappe 11 vorgesehen,
die mit entsprechenden isolierenden Durchführungen 12 bis 14 versehen ist, z. B. aus Glas, und die an
ihrem unteren Rande über ein geeignetes Dichtungsmittel 15 mit dem Körper 7 verbunden ist, während
sie gegenüber den Haltern 2 und 3 unmittelbar durch die Isoliermaterialfolie 8 elektrisch isoliert ist. Zum
gegenseitigen Zusammenspannen der drei Körper 2 bzw. 3 und 7 sind zwei Schraubverbindungen vorgesehen
in Form der Schrauben 16, die in entsprechende Gewindelöcher 17 an dem Körper 7 eingeschraubt
sind. Hierbei müssen die Schrauben 16 über entsprechende Isoliermaterialzwischenlagen 18 gegen die
Körper 2 bzw. 3 elektrisch isoliert sein. Aus dieser Darstellung ist zu erkennen, daß durch diese Anordnung
gemäß der Erfindung ein guter Wärmeübergang zwischen den beiden Körpern 2 und 3, welche
die Wärme von dem Transistorelement 1 übernehmen, an den Körper 7 trotz der zwischen dem Körper 7 und
den beiden anderen Körpern 2 und 3 benutzten elektrischen Isolation erreicht ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele einer Anordnung gemäß der Erfindung in teilweiser
Darstellung. In diesem Falle sind die Körper 2' und 3' jeweils mit einer konischen Aussparung 2/
versehen. Der dem Körper 7 nach Fig. 1 entsprechende Körper 19-20 dieser Anordnung ist von der Übergangsstelle
zu den Körper 2' bzw. 3' konusartig gestaltet, wobei an dieser Übergangsstelle wieder eine
entsprechende Isolation 8' benutzt ist. An Stelle des Körpers 7 nach Fig. 1 sind in diesem Falle zwei
Körper 19 vorgesehen, von denen nur der eine dargestellt
ist. Dieser ist an einer Grundplatte 20 durch eine Schraubverbindung 21 befestigt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt eine Abwandlung einer Anordnung nach Fig. 3, wobei in diesem
Falle statt einer konischen Übergangsstelle eine zylindrische Übergangsstelle zwischen den Haltern,
wie z. B. 2" und dem Körper 19", benutzt ist. Die Isoliermaterialeinlage ist wieder mit 8" bezeichnet.
Claims (5)
- PA TE N TA N S P R 0 C H E:ι. Flächengleichrichter bzw.-transistor, dadurch gekennzeichnet, daß seine Halteeinrichtung bzw. die zur Wärmeabführung zwischen ihm und einem Träger benutzte Wärmeleitbrücke, die sich über eine Isolierschicht an den im Zuge der Wärmeabführung nachfolgenden Körper anlegt, mit einer größeren Fläche für die Berührung mit diesem Körper ausgestattet ist, als sie durch die geometrische Grundform für dessen Oberflächenform vorgegeben wäre.
- 2. Flächengleichrichter bzw. -transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter bzw. die Wärmeleitbrücke und der im Zuge der Wärmeabführung nachfolgende Körper mit ihren Oberflächen kammartig ineinandergreifen.
- 3. Flächengleichrichter bzw. -transistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Berührungsflächen der beiden Körper eine Isoliermaterialschicht in Form einer Folie eingelegt ist.
- 4. Flächengleichrichter bzw. -transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächenformen mit guter Passung ineinandergreifen und auf sie bzw. mindestens eine derselben eine entsprechende Isoliermaterialschicht durch einen Spritz-, Gieß- oder Zerstäubungsprozeß aufgebracht oder an einer oder beiden einander gegenüberliegenden Flächen der Körper eine entsprechende Isolierschicht erzeugt ist, z. B. durch elektrische Oxydation od. dgl.
- 5. Flächengleichrichter bzw. -transistor nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsquerschnitt zwischen dem Halter, welcher mit dem Gleichrichterelement in Kontakt ist, und dem im Zuge der Wärmeabfuhr folgenden Körper dadurch gebildet wird, daß einer der beiden Körper derart mit einem Hohlraum versehen ist, daß der andere Körper in diesen mit einer entsprechenden Passung eingeführt werden kann und sich über die Isoliermaterialschicht gegen diesen anderen legt.In Betracht gezogene Druckschriften: Proc. IRE, Bd. 42, 1954, H. 8, S. 1247 bis 1250.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609 740/336 12.56
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