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Halbleiterdiode mit einem Gehäuse aus isolierendem Material Den Gegenstand
der Erfindung bildet eine Halbleiterdiode mit einem Gehäuse aus isolierendem Material,
wie z. B. Glas oder Keramik, die insbesondere in Geräten zur Tastung von Spannungen
hoher Frequenzen Verwendung finden soll.
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In der elektrischen Meßtechnik werden häufig Trägerimpulse kurzer
Dauer benötigt. Bei Trägerfrequenzen im Meterwellengebiet werden für ihre Erzeugung
mit Vorteil Halbleiterdioden als elektronische Schalter im Rahmen eines Gerätes
verwendet, dessen prinzipiellen Aufbau F i g. 1 wiedergibt. Die von dem Generator
1 erzeugten Trägerfrequenzen gelangen über die als elektrischer Schalter
wirkende Halbleiterdiode 2 an den den Verbraucher darstellenden Widerstand
3. Der durch die Diode 2 gebildete elektronische Schalter wird durch eine
von dem Gleichspannungsgenerator 4 abgegebene Gleichspannung als Vorspannung für
die Diode zusammen mit einem in geeigneter Weise betätigten Schaltorgan
5 gesteuert. Dieser Steuerkreis ist von dem eigentlichen Schaltkreis, in
dem die Diode 2 liegt, durch aus den Kondensatoren C und den Induktivitäten
L gebildete Weichen entkoppelt.
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in vielen Fällen wird Wert darauf gelegt, daß in der Durchlaßphase
die volle Träggerspannung vom Generator 1 zum Verbraucher 3 gelangt,
während die Spannung in der Sperrphase vollständig unterdrückt wird. Der letzteren
Bedingung wirkt die Tatsache nachteilig entgegen, daß eine Halbleiterdiode eine
die Sperrschicht der Diode überbrückende Längskapazität zwischen ihren Anschlußdrähten
aufweist, die man sich als im Bereich des Gehäuses 6
der Diode liegend denken
kann. In F i g. 1 ist diese Gehäuselängskapazität durch die Kapazität c angedeutet.
Da diese Längskapazität infolge überbrückung der Sperrschicht der Diode deren Anschlußdrähte
direkt verbindet, verringert sie die Sperrwirkung der Diode insbesondere bei höheren
Frequenzen in für viele Fälle untragbarem Maße.
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Es ist bekannt, die unerwünschte, die Sperrschicht einer Diode überbrückende
Gehäuselängskapazität zwischen den Anschlußdrähten der Diode durch einen Schirm
zu beseitigen, wobei zwischen den Anschlußdrähten einerseits und auf Bezugspotential
befindlichen Teilen des jeweiligen Gerätes andererseits Ouerkapazitäten auftreten.
Derartige Querkapazitäten c' sind, wie F i g. 1 zeigt, in diesem Zusammenhang
unschädlich, da sie zwischen den beiden Leitern a und b parallel zum Generator
1 bzw. zum Verbraucher 3 liegen und daher die Sperrwirkung der Diode
2 in keiner Weise beeinflussen.
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Die entsprechenden Lösungen benutzen einen Schirm, dessen wesentliches
Merkmal darin besteht, daß er das leitende Kontaktorgan des Bauelementes im Bereich
seines Punktkontaktes mit dem Halbleiter möglichst eng umgibt. Dies zwingt zu einer
Neukonstruktion der gesamten Halbleitervorrichtung, da zumindest das Gehäuse derselben
zwecks Einführung des Schirmes in den Innenraum der Halbleitervorrichtung mehrteilig
ausgeführt sein muß.
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Zu dem genannten Zwecke ist es ferner bekanntgeworden, das Gehäuse
leitend auszuführen und mit einem sich in den Bereich der nächsten Umgebung des
Punktkontaktes erstreckenden Flansch zu versehen. Auch eine derartige Lösung bedeutet
eine Sonderkonstruktion und läßt sich häufig nicht anwenden, da man in der Regel
ein isolierendes Gehäuse haben möchte.
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Alle diese Schwierigkeiten und Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen
Halbleiterdiode mit einem Gehäuse aus isolierendem Material und mit einem leitenden,
beim Anlegen eines Bezugspotentials die Kapazität zwischen den Anschlußdrähten verringernden
Teil dadurch vermieden, daß dieses Teil aus einer auf dem Gehäuse aufgebrachten
leitenden Schicht, vorzugsweise einer Lackschicht, besteht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 2 schematisch
angedeutet. Die Halbleiterdiode 2 ist wiederum in den Leiter a eingeschleift, während
der Rückleiter b auf Bezugspotential, bei unsymmetrischen Anordnungen Erdpotential,
liegt. Man erkennt, daß auf das Gehäuse 6 der Diode 2 die elektrisch leitende
Schicht 7 aufgebracht ist, die die Diode 2 in der Weise umgibt, daß sie mit
den Anschlußdrähten der Diode nicht in Berührung kommt. Durch das Vorsehen der Schicht
7, die in diesem Ausführungsbeispiel durch den Draht 8 auf Bezugspotential
gelegt ist, ist die Gehäuselängskapazität, die in F i g. 1 durch die Kapazitäten
c gebildet
wurde, in zwei Querkapazitäten c" aufgespalten, die den
Querkapazitäten c' in F i g. 1 entsprechen und zwischen den Anschlußdrähten
der Diode 2 einerseits und dem auf Bezugspotential befindlichen Rückleiter
b andererseits verlaufen. Um die Induktivität des Drahtes 8 klein
zu halten, wird man diesen möglichst kurz wählen.
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Sorgt man dafür, daß der Widerstand zwischen der elektrisch leitenden
Schicht 7 und dem auf Bezugspotential befIndlichen Teil des jeweiligen Gerätes,
in dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dem Rückleiter
b, sehr klein, also im Beispiel die Induktivität des Drahtes 8 vernachlässigbar
ist, so läßt sich durch die erfindungsgemäße Aufspaltung und Umwandlung der Gehäuselängskapazität
in Querkapazitäten eine Verringerung der störenden Längskapazität zwischen den Anschlußdrähten
um mehrere Größenordnungen erreichen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Wandstärke
des Gehäuses im Verhältnis zum Abstand der Anschlußdrähte klein ist.
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In F i g. 3 ist eine Lösung für den Fall dargestellt,
daß die Diode 2 im Zuge des Innenleiters a einer Koaxialleitung angeordnet ist.
Dann ist es zweckmäßig, die Verbindung der elektrisch leitenden Schicht
7 auf dem Gehäuse 6 der Diode 2 mit dem Bezugspotential durch eine
solche Durchmesserverringerung des Außenleiters 9 der Koaxialleitung am Ort
der Diode 2 zu erzielen, daß der Außenleiter 9 die Schicht 7 unter
guter elektrischer Kontaktgabe berührt. Im Ausführungsbeispiel nach F i g.
3 ist die gute Kontaktgabe dadurch erreicht, daß der Außenleiter
9 die Diode 2 mit der Schicht 7
in seiner Querschnittsebene umgibt.
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Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, die elektrisch leitende Schicht
7 statt aus einer leitenden Lackschicht aus einer aufgedampften Metallschicht
herzustellen.
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Durch die Erfindung ist mit geringem konstruktivem Aufwand und unter
Vermeidung eines Eingriffs in die Schaltung des jeweiligen Gerätes oder in den inneren
Aufbau der Diode eine Möglichkeit geschaffen, die unerwünschte Gehäuselängskapazität
bei einer HalbIeiterdiode ganz oder zu einem großen Teil in nicht störende Querkapazitäten
umzuwandeln.