Thermoelement Für eine größere Anzahl von Anwendungen der Transistoren
und anderer Halbleitergeräte, welche vorzugsweise zur Verstärkung und@oder -!Modulation
oder sonstigen Übertragung, dienen, ist eine Unabhängigkeit von einem ortsfesten
Stromnetz wünschenswert. Dies gilt insbesondere für tragbare Rundfunkempfänger,.
Telegraphieempfänger, Schaslplatten-und Magnetbandgeräte. Aber auch bei fest eingebauten
Geräten auf Stationen in unerschlossenen Gebieten, z. B. auf Expeditionen, kann
eine Unabhängigkeit vom Stromnetz notwendig oder wünschenswert sein. Die Erfindung
beschäftigt sich mit der Aufgabe, eine geeignete Stromquelle für derartige Halbleiteranordnungen
zu schaffen. Dies ist deshalb bei Halbleiteranordnungen, insbesondere Transistoranordnungen
oder auch Gleichrichteranordnungen, deren Spannungsabhängigkeit des pn=Überganges
zu Übertragungszwecken ausgenutzt wird, leichter möglich als bei Röhrenanordnungen,
weil ihr Leistungsbedarf geringer ist. Man könnte daher daran denken, für kleine
Leistungen in der Größenordnung unterhalb etwa 1 Watt eine. kleine Dynamomaschine
zu verwenden, welche mittels Federwerk von Hand aufgezogen wird; durch Ablaufstandanzeiger
läßt sich hierbei die Bedienung besonders einfach gestalten.Thermocouple For a large number of applications of the transistors
and other semiconductor devices, which are preferably used for amplification and @ or -! modulation
or other transfer, serve, is an independence from a stationary one
Power grid desirable. This is especially true for portable radio receivers.
Telegraph receivers, recorders and magnetic tape recorders. But also with built-in ones
Devices on stations in undeveloped areas, e.g. B. on expeditions, can
independence from the power grid may be necessary or desirable. The invention
deals with the task of a suitable power source for such semiconductor arrangements
to accomplish. This is therefore the case with semiconductor arrangements, in particular transistor arrangements
or rectifier arrangements whose voltage dependency of the pn = junction
is used for transmission purposes, more easily possible than with tube arrangements,
because their power requirements are lower. One could therefore think of it for small ones
Powers on the order of below about 1 watt one. small dynamo machine
to be used, which is wound by hand using a spring mechanism; by drain level indicator
the operation can be made particularly easy.
Auch die Verwendung einer Generatorphotozelle als Stromquelle wäre
denkbar; dies hat jedoch den Nachteil, daß man von der Tageszeit und Wetterlage
abhängig ist.Also the use of a generator photo cell as a power source would be
conceivable; However, this has the disadvantage that one depends on the time of day and weather conditions
is dependent.
Eine geeignete Stromversorgungsquelle ohne Netzanschluß für Halbleiteranordnungen
ist hingegen ein Thermoelement, welches z. B. mittels einer Kerze oder gar durch
Körperwärme betrieben werden kann.A suitable power supply source without mains connection for semiconductor devices
is, however, a thermocouple, which z. B. by means of a candle or even through
Body heat can be operated.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermoelement, insbesondere für
die Verwendung in von einem Stromnetz unabhängigen Stromversorgungseinrichtungen
für Halbleiteranordnungen, z. B. Transistoranordnungen, bei denn einer der wirksamen
Bestandteile des Thermoelements aus einem mehrere Oxyde enthaltenden Körper besteht,
der mit einem weiteren Leiter oder Halbleiter zusammengeschaltet ist.
Ge-
mäß der Erfindung ist dabei dieser Körper aus mit einem der Oxyde der
Metalle Magnesium, Vanadium, Chrom, Mangan, Kobalt, Nickel, Eisen, Zink, Kalzium,
Indium und Aluminium versetztem Cadmiumoxyd gesintert und in an sich bekannter Weise
mit einem Metallkörper aus Silber, Kupfer, Messing, Bronze bzw. einem anderen Halbleiter,
z. B. Mischoxyd, verbunden.The invention relates to a thermocouple, in particular for use in power supply devices for semiconductor assemblies, e.g. B. transistor arrangements, because one of the effective components of the thermocouple consists of a body containing several oxides, which is interconnected with another conductor or semiconductor. ACCORDING of the invention is made while said body with one of the oxides of the metals magnesium, vanadium, chromium, manganese, cobalt, nickel, iron, zinc, calcium, indium and aluminum sintered offset cadmium and in a known manner with a metal body made of Silver, copper, brass, bronze or another semiconductor, e.g. B. mixed oxide connected.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Thermoelement mit einem hohen Wirkungsgrad
zu konstruieren, welches infolge dieser Eigenschaften besonders für die Verwendung
in von einem ortsfesten Stromnetz unabhängig arbeitenden Transistoranordnungen geeignet
ist. Diese Aufgabe wird gelöst, indem der eine Schenkel des Thermoelements aus einem
Sinterkörper aus Cd O besteht;- welches mit einem der Oxyde der Metalle Mg, V, Cr,
Mn, Co, Ni, Fe, Zn, Ca, In, Al vermischt ist und dieser ,-Sinterkörper in an sich
bekannter Weise mit einem @ Metallkörper, z. B. aus Ag, Cu, Messing oder Bronze
:(gegebenenfalls mit versilberter- Oberfläche) bzw.- einem anderen Halbleiterkörper,
z. B. aus einem Mischoxyd oder einer AjuBv Verbindung, als zweiter-Schenkel verbunden
ist.It is the object of the invention to provide a thermocouple with a high degree of efficiency
to construct which, as a result of these properties, is particularly suitable for use
suitable in transistor arrangements that operate independently of a stationary power supply system
is. This object is achieved by one leg of the thermocouple from a
Sintered body consists of Cd O; - which is combined with one of the oxides of the metals Mg, V, Cr,
Mn, Co, Ni, Fe, Zn, Ca, In, Al is mixed and this sintered body in itself
known way with a @ metal body, z. B. made of Ag, Cu, brass or bronze
: (possibly with silver-plated surface) or - another semiconductor body,
z. B. from a mixed oxide or an AjuBv compound, connected as a second leg
is.
Die Wirksamkeit der Thermoelemente nach der Erfindung beruht einerseits
auf der für ein Metalloxyd hohen spezifischen Leitfähigkeit des Cd O, andererseits
auf dem geringen Wärmeleitvermögen dieser Sinterkörper. Durch die Zugabe eines der
genannten relativ hochohmigen Oxyde zu dem CdO und die anschließende Sinterung erhält
der Mischkörper eine körnige Struktur, bestehend aus Körnern unterschiedlicher Leitfähigkeit.
Da der Einfluß der schlecht leitenden Körner des Mischkörpers durch Tunneleffekt
der das hohe Leitvermögen des CdO bedingenden Elektronen weitgehend ausgeschaltet
ist, bleibt die Wirkung des hohen spezifischen Leitvermögens des CdO erhalten, während
anderseits die durch die Verwendung des hochohmigen Oxyds bedingte körnige Struktur
des Sinterkörpers mit Körnern unterschiedlicher Kristalleigenschaften der Ausbreitung
thermischer Gitterschwingungen eine wirksame Grenze setzt und damit ein geringes
Wärmeleitvermögen bedingt.The effectiveness of the thermocouples according to the invention is based on the one hand
on the high specific conductivity of Cd O for a metal oxide, on the other hand
on the low thermal conductivity of these sintered bodies. By adding one of the
called relatively high-resistance oxides to which CdO and the subsequent sintering is obtained
the mixing body has a granular structure, consisting of grains of different conductivity.
Because the influence of the poorly conductive grains of the mixed body by tunnel effect
the electrons that cause the high conductivity of the CdO are largely switched off
is, the effect of the high specific conductivity of the CdO is retained, while
on the other hand, the granular structure caused by the use of the high-resistance oxide
of the sintered body with grains of different crystal properties of the spread
thermal lattice vibrations sets an effective limit and thus a low one
Conditional thermal conductivity.
Aus der hohen elektrischen und der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der
bei den Thermoelementen nach der Erfindung zu verwendenden CdO-Körper resultiert
ein hoher Wirkungsgrad dieser Thermoelemente. Es wird beispielsweise bei Verwendung
eines aus 95,14 CdO und 5 °/o MgO bestehenden Sinterkörpers, der gegen einen aus
Cu bzw. Ag bestehenden
Körper geschaltet ist, 11-bis 12%- der aufgewendeten
Wärmeleistung in elektrische Energie übergeführt. Die Thermospannung ist dabei relativ
hoch und -beträgt 0,24 Volt für 700°C Temperaturdifferenz zwischen . der .heißen
und der ikalten Beanfsch.lagungsstellee.From the high electrical and the low thermal conductivity of the
in the thermocouples according to the invention to be used CdO body results
a high efficiency of these thermocouples. It is used for example
a sintered body consisting of 95.14 CdO and 5% MgO, which is made of
Cu or Ag existing
Body is switched, 11 to 12% - of the expended
Heat output converted into electrical energy. The thermal voltage is relative
high and is 0.24 volts for 700 ° C temperature difference between. called
and the cold complaint office.
- Des weiteren besitzt ein Thermoelement nach der Erfindung den Vorteil
einer einfachen und billigen Herstellung und einer großen Stabilität gegenüber Oxydationseinflüssen:.-Soweit
es sich bisher übersehen läßt, werden optimale Eigenschaften-- der Thermoelemente
gemäß der Erfindung erreicht, wenn die Menge des mit CdO zusammengemischten Oxyds
etwa 5°/o beträgt. Da die Thermokraft eines solchen Elementes sehr groß ist, empfiehlt
es sich, gegebenenfalls die Schenkellänge zu verkürzen und diese als dünne Scheiben
mit geringer Wärmekapazität auszubilden.- Furthermore, a thermocouple according to the invention has the advantage
Simple and cheap production and great stability against the effects of oxidation: - So much
it has so far been overlooked that there are optimal properties - of thermocouples
achieved according to the invention when the amount of oxide mixed together with CdO
is about 5 ° / o. Since the thermopower of such an element is very large, recommends
it is possible to shorten the leg length and cut it into thin slices
train with low heat capacity.
Ein Thermoelement gemäß der Erfindung kann auch in umgekehrter Richtung
durch Abkühlen. betrieben werden, was vor allem dann von Bedeutung ist, wenn Kühlmittel,
wie Kühlwasser, Schnee öd. dgl., reichlich zur Verfügung stehen. Eine durch Erwärmung
zu betreibende Beaufschlagungsstelle eines Thermoelements oder einer Thermoelementanordnung
gemäß der Erfindung kann dem Betrieb im Freien dadurch weiter angepaßt werden, indem
die zur Erwärmung dienende Beaufschlagungsstelle von einem gegebenenfalls abnehmbaren
Windschutz umgeben ist, in welchem als Wärmequelle eine Ker.,ze eingesetzt werden
kann. Eine durch Abkühlung zu betreibende Beaufschlagungsstelle ist zweckmäßig entweder
selbst als Hohlkörper ausgebildet und gegebenenfalls mit einer Ein- und Ausflußöffnung
für Kühlwasser öd. dgl. versehen oder mit einem gegebenenfalls abnehmbaren Durchflußkörper
ausgerüstet.A thermocouple according to the invention can also work in the opposite direction
by cooling. operated, which is particularly important when coolants,
like cooling water, snow bleak. Like., are available in abundance. One by warming
The point of application of a thermocouple or a thermocouple arrangement to be operated
according to the invention can be further adapted to outdoor operation by
the point of application used for heating from a possibly removable one
Wind protection is surrounded, in which a candle., Ze are used as a heat source
can. A loading point to be operated by cooling is expedient either
itself designed as a hollow body and optionally with an inlet and outlet opening
for cooling water öd. Like. Provided or with an optionally removable flow-through body
equipped.