DE1589157A1 - Electric light bulb - Google Patents

Electric light bulb

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DE1589157A1 DE1967F0051770 DEF0051770A DE1589157A1 DE 1589157 A1 DE1589157 A1 DE 1589157A1 DE 1967F0051770 DE1967F0051770 DE 1967F0051770 DE F0051770 A DEF0051770 A DE F0051770A DE 1589157 A1 DE1589157 A1 DE 1589157A1
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Patentanwälte Λ C Q Q Λ C "7Patent attorneys Λ CQQ Λ C "7 ZELLENTIM & LUYKEN ° 'ZELLENTIM & LUYKEN ° '

8000 München 22 Zwclbrödtcnstr. 68000 Munich 22 Zwclbrödtcnstr. 6th

Hziceskij institut imeni N.J.Lebedeva 7. März 1967 AN SSSR L/HuHziceskij institut imeni N.J. Leebedeva March 7, 1967 AN SSSR L / Hu

Moskau / UdSSR p χ Moscow / USSR p χ

Elektrische GlühlampeElectric light bulb

Die Erfindung bezieht sioh auf elektrische Glühlampen, deren Leuchtkörper aus einem Halbleiter besteht.The invention relates to electric incandescent lamps, the luminous body of which consists of a semiconductor.

Die üblichen elektrischen Glühlampen besitzen eine WoIf*- ramwendel als Leuchtkörper· Da der Hauptanteil der emittierten Energie einer Wolframwendel nicht im Sichtbaren, sondern im Infraroten liegt, ist die Lichtausbeute gering. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Absorptionsvermögen des Wolframs nur sehr wenig von der Wellenlänge abhängt und daß somit das Strahlungsspektrum des glühenden Wolframs nach dem Kirchhoff'sehen Gesetz dem eines schwarzen Körpers nahek-ommt.The usual electric light bulbs have a WoIf * - Ram filament as a luminous element · Since the main part of the emitted energy of a tungsten filament is not in the visible, but is in the infrared, the light yield is low. This is due to the fact that the absorbency of the tungsten depends only very little on the wavelength and that thus the radiation spectrum of the glowing tungsten according to Kirchhoff's law, that of a black body comes near.

Man kennt nun zwei Möglichkeiten zur Steigerung der Licht** ausbeute von elektrischen Glühlampen, und zwar die Brhöln*ng der Leuchtkörpertemperatur und den Einsatz von Selektiv·- strahlen#We now know two ways to increase the light ** yield of electric light bulbs, namely the Brhöln * ng the filament temperature and the use of selective - shine #

...2 0ÖS815/O949 ... 2 0ÖS815 / O949

Die erste Möglichkeit basiert darauf, daß sich das Maximum des Emissionsspektrums eines schwarzen Körpers naoh dem Wierischen Verschiebungsgeaetz mit steigenuer Temperatur zu kürzeren Wellenlängenhin verschiebt· Daher steigt der Energieanteil der sichtbaren Strahlung im Spektrum eines schwarzen Körpers bei nicht zu hohen Temperaturen mit seiner Erhitzung an« Die Lichtausbeute eines schwarzen Körpers erreicht bei etwa 700O0K ihren Höchstwert· Bei einer weiteren Steigerung der Temperatur verringert sich die Lichtausbeute infolge einer raschen Zunahme des Energieanteils der Ultraviolettstrahlung. Kein Stoff bleibt bei 700O0K noch fest· Auch wenn es jedoch gelingen würde, einen schwarzen Körper für diese Betriebstemperatur zu entwickeln, wäre der Gewinn nicht allzugroß, denn auch in diesem Idealfall würdennur 37% der gesamten ausgestrahlten Energie auf die sichtbare Strahlung entfallen· Es ist leichtThe first possibility is based on the fact that the maximum of the emission spectrum of a black body, similar to the Wierian law of displacement, shifts to shorter wavelengths with increasing temperature light output of a black body reached at about 700O 0 K to maximum value · with a further increase in temperature, the light output due to a rapid increase reduces the energy content of the ultraviolet radiation. No substance remains solid at 700O 0 K Even if it were possible to develop a black body for this operating temperature, the gain would not be too great, because in this ideal case only 37% of the total emitted energy would be accounted for by visible radiation. It is easy

man
verständlich, daß*'- wenn man diesen V/eg gehen will - auf viele Schwierigkeiten trifft, die mit der Instabilität des Leuchtkörpers bei hohen Temperaturen verbunden sind. Bisher konnte man bei Glühlampen nur eine Leuchtkörpertemperatur von 320O0K erreichen.
man
It is understandable that * '- if one wants to follow this path - encounters many difficulties which are connected with the instability of the luminous element at high temperatures. Up to now, incandescent lamps could only achieve a luminous element temperature of 320O 0 K.

Die zweite MögliohfÖceit wird dadurch verwirklicht, daß man den Leuchtkörper aus einem für die Infrarotstrahlung durchsiohtigen Werkstoff herstellt· Nach dem Kirchhoffschen Geseta emittiert ein solcher Leuchtkörper keine Energie im Infrarot· Damit liegt die ganze emittierte Strahlung imThe second possibility is realized in that one the luminous body from a transparent for the infrared radiation Material manufactures · According to Kirchhoff's Geseta, such a luminous element does not emit any energy in the Infrared · This means that all of the emitted radiation is in the

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s-iolitbaren Spektralbereich, (zum Teil aucn im Ultraviolett), Die Lichtausbeute einer Glühlampe mit einem solchen Leuchtkörper ist sehr hoch. Die Schwierigkeit ist nur, einen geeigneten Werkstoff für die Herstellung solcher Leuchtkörper 2u finden. s-iolitable spectral range, (partly also in the ultraviolet), The light output of an incandescent lamp with such a luminous element is very high. The only difficulty is to find a suitable material for the production of such luminous bodies 2u.

Bs sinu Vorschläge bekannt, den Leuuntkörper aus einem chemisch reinen unc hinreichend hitzebestänai^en Halbleiter mit breiter verbotener Zone herzusteller, (siehe beispielsweise die Zeitschrift "Optika i Spektroskop!Ja", Band IJ9 Seite 612, 1962, Moskau). GU-Unlampen mit einem solchen Leuchtkörper weisen aber eine R^ihu von Nachteilen auf.Bs are known proposals to manufacture the Leuuntkörper from a chemically pure and sufficiently heat-resistant semiconductor with a broad forbidden zone (see, for example, the magazine "Optika i Spektoskop! Ja", Volume IJ 9, page 612, 1962, Moscow). However, GU unlamps with such a luminous element have a number of disadvantages.

Bin stabiler Erhitzungsvorgang des Leuehlkörpers ist z.B. bei solchen Lampen nur senr schwer zu erreicnen. Hierzu muß entweder uer Leuchtkörper sehr α inn seJ.n, um die Infrarotstrahlung durch freie Elektronen herabzusetzen, oder die Leuchtkörperte-aperatur muß sehr hoch ::e::-3,~zen werden, um die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Leuchtkörpers- hinreichend abzuscnv.acnen·A stable heating process of the lamp body is very difficult to achieve, for example with such lamps. For this purpose, either uer filament must very α inn seJ.n to the infrared radiation by free electrons reduce, or Leuchtkörperte-aperatur must be very high:: e :: - 3, ~ zen, sufficiently to maintain the temperature dependence of the electrical conductivity of the Leuchtkörpers- abzuscnv.acnen

Da ein reiner Halbleiter mit breiter verboüeuer Zone bei Zimmertemperatur einen sehr hohen Widers tai-c. hat, kann er mit Stromdurchr.aiig nur uaiin erniest v.erde;:, /enii eine AniantstemperatUi^ hinreichend hoch ist« Daher ist für solche Glühlampen ein leistungsfähiger Zunder erforderlich, derAs a pure semiconductor with a wide verboüeuer zone Room temperature has a very high contradiction. has, he can with Stromdurchr.aiig only uaiin erniest v.erde;:, / enii an AniantstemperatUi ^ is sufficiently high «Therefore, a powerful tinder is required for such incandescent lamps, the

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ta 4 - ta 4 -

den Leuchtkörper auf eine Temperatur von 10000K erhitzen kanne Hi,^nzu kommt, daß es sehr schwierig ist, einen hinreichend großen Körper aus einem chemisch reinen hitzebeständigen Halbleiter herzustellen«can heat the filament to a temperature of 1000 0 K e Hi ^ nto is that it is very difficult to produce a sufficiently large body of a chemically pure refractory semiconductor "

Iüt der Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden.The invention aims to eliminate these disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Glühlampe mit eiiiem Halbleiterleuchtkörper anzugeben, der eine hohe Lichtausbeute hat, sich stabil erhitzen laßt und eine Selbstzündung der Glühlampe bei Zimmertemperatur unäJdarunt erliegend en Temperaturen ermöglicht·The invention is based on the object of specifying an electric incandescent lamp with a semiconductor luminous element, which has a high luminous efficacy, can be heated stably and auto-ignition of the incandescent lamp at room temperature regardless of the temperature

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Leuchtkörper aus einem Halbleiter hergestellt wird, v/elcher so noch mit Zusatzstoffen legiert ist, daß auch bei Temperaturen, welche im glühenden Leuchtkörper auftreten, die Leitfähigkeit des Haibleiters immer noch durch Störstellen bestimmt wird. Als Zusatzstoffe eignen sich sowohl Akzeptor-According to the invention, this is achieved in that the luminous element is manufactured from a semiconductor, as is the case is still alloyed with additives that even at temperatures that occur in the glowing luminous body, the Conductivity of the semiconductor is still due to imperfections is determined. Both acceptor and

17 als auch Ilonatorsubstanzen in Konzentrationen von 10 ' bis 10 cm *"*· Bs ist jedooh zu vermeiden, beide Arten von Zusatzstoffen gleichzeitig zuzusetzen»17 as well as Ilonatorubstanzen in concentrations of 10 'to 10 cm * "* · Bs is however to avoid both types of Adding additives at the same time »

»'ird eine Selbstzündung der Glühlampe, Geh. die Zündung ohne Fremdwärmequelle, bei Zimmertemperatur erwünscht, so sind solche Zusatzstoffe zu w&nlen, bei denen die von ihnen erzeugten Energieniveaus von dem Leitungsband (für Donatoren)"The light bulb will auto-ignite, go. the ignition without external heat source, desired at room temperature, see above are such additives to be desired in which those of them generated energy levels from the conduction band (for donors)

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oder von dem Valenzband (für Akzeptoren) nioht mehr als um 0,5 eV abstehen. Ist eine Selbstzündung bei niedrigeren Temperaturen erforderlich, so können Beimengungen zugegeben werden, bei denen dieser Abstand noch weniger und zwar bip etwa 0,3 eV beträgt.or of the valence band (for acceptors) not more than stand out by 0.5 eV. If auto-ignition is required at lower temperatures, admixtures can be added where this distance is even less, namely bip about 0.3 eV.

Als Werkstoff für die Herstellung des Leuchtkörpers eignet sich insbesondere legiertes Siliziumkarbid. Werden als Legier ungszusätze Stickstoff und Phosphor genommen, so wird die Glühlampe selbstzündend. Zur Legierung eignen sich weiter Aluminium und Bore Alloyed silicon carbide is particularly suitable as the material for producing the luminous element. If nitrogen and phosphorus are used as alloy additives, the incandescent lamp will self-ignite. To the alloy further suitable aluminum and boron e

Um EnergieVerluste durch Wärmeleitung zu verringern, kann der Kolben doppelwandig nach Art der Dewargefäße ausgeführt werden. Die Lichtausbeute hängt nämlich im starken Maße vom Werkstoff des Kolbens ab. Beim Glas ist sie um 10% und beim Quarz um 2O°/o höher gegenüber einer Halbleiterglühlampe mit üblichem Kolben»In order to reduce energy losses through heat conduction, the piston can be double-walled in the manner of a Dewar vessel. The light output depends to a large extent on the material of the bulb. In the case of glass it is 10% and in the case of quartz it is 20% higher than that of a semiconductor incandescent lamp with a conventional bulb »

Die Erfindung wird nachstehend anhand von einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert·The invention is explained below with the aid of some exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings

Die Pig. 1,2 und 3 zeigen die Strahlungsspektren des Leuchtkörpers einer Haibleiterglühlampe bei verschiedenen Temperaturen·The Pig. 1, 2 and 3 show the radiation spectra of the Luminous body of a semiconductor incandescent lamp with different Temperatures

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Zunächst sei das 7/irkungsprinzip der Halbleiterglühlampen betrachtet, welches davon unabhängig ist, ob der Leuchtkörper aus einem reinen oder legierten Halbleiter besteht.First of all, let us consider the principle of operation of the semiconductor incandescent lamps considered which one is independent of whether the luminous element is made of a pure or alloyed semiconductor consists.

In Fig. 1, 2 und 3 ist auf der Abszissenachse die Quantenenergie hv und auf der Ordinatenachse die Strahlungsleistung E in willkürlichen Einheiten aufgetragen· Die voll ausgezogene Linie zeigt das LeuchtSpektrum eines Halbleiterleuchtkörpers una die gestrichelte das Spektrum eines schwarzen Strahlers. In dem Infrarotbereich A ist das Spektrum des Halbleiterleuchtkörpers durch weite Schrägschraffur und im sichtbaren Bereich B durch en^e Vertikalschrafi'ur gekennzeichnet.In Figs. 1, 2 and 3, the abscissa axis is the quantum energy hv and the radiation power E plotted on the ordinate axis in arbitrary units · The full The solid line shows the luminous spectrum of a semiconductor luminous body una the dashed the spectrum of a black body. In the infrared region A is the spectrum of the semiconductor luminous element by wide oblique hatching and in the visible area B by vertical hatching marked.

Die Schaubilder lassen deutlich erkennen, daß die von dem Halbleiterleuchtkörper emittierte energie im Infraroten viel geringer ist als die eines schwarzen Körpers, da der Halbleiter in diesem Bereich durchsichtig ist. Die iig. 1, 2 und 3 beziehen sich auf zunehmend höhere Tenrperaturen des Leuchtkörpers* "Eine Gegenüberstellung der SGhaubilder zeigt, daß sich der Energieanteil aer sichtbaren Strahlung mit steigender Temperatur stets ändert, wobei die Breite des Durchsichtigkeitsbereiches des Halbleiters abnimmt, was auf die Verringerung der Breite der verbotenen Zone mit zunehmender Temperatur zurückzuführen ist. Solange die Kurzwellengrenze der Durchsichtigkeit G-, (Fig. 1) noch imThe diagrams clearly show that the energy emitted by the semiconductor luminous element is in the infrared is much smaller than that of a blackbody because the semiconductor in this area is transparent. The iig. 1, 2 and 3 refer to increasingly higher temperatures of the light body * "A comparison of the SG hood images shows that the energy component of the visible radiation always changes with increasing temperature, with the width of the transparency range of the semiconductor decreases, which is due to the decrease in the width of the forbidden zone is due with increasing temperature. As long as the shortwave limit of transparency G- (Fig. 1) is still in

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sichtbaren Gebiet liegt, steigt die im sicntbaren Spektralgebiet ausgestrahlte Leistung mit der Temperatur schnei· ler an, ils die gesamte emittierte Leistung. Hoch schneller steigt aber die Leistung an, die im Ultravioletten emittiert wird. Da aber ihr Absolutbetrag boi Temperaturen unter 3OCX)0K gering ist, spielt sie keine wesentliche Rolle» Verschiebt sich aber die Grenze der Durchsichtigkeit in den Infrarot bereich (C0 und C-, in Fi;;. 2, 5), so steigt der Anteil an Infrarotstrahlung rasch an* Dies führt bald zu einer Abnahme der Lichtausbeute des Leuchtkörpers. Daher liegt die optimale Betriebstemperatur eines Leuchtkörpers aus einem Halbleiter unterhalb der optimalen eines schwaraen Körpers. Dabei kann der Höcnstv/crt der Lichtausbeute des Halbloiterleuchtkörpers größer sein als beim schwätzen Körper·visible area, the power emitted in the visible spectral area increases faster with temperature, in order to increase the total power emitted. However, the power that is emitted in the ultraviolet increases much faster. However, since its absolute value is small at temperatures below 3OCX) 0 K, it does not play an essential role. But if the limit of transparency shifts into the infrared range (C 0 and C-, in Fi ;;. 2, 5), it increases the proportion of infrared radiation increases rapidly * This soon leads to a decrease in the luminous efficiency of the luminous body. Therefore, the optimum operating temperature of a luminous body made of a semiconductor is below the optimum of a black body. The maximum value of the light output of the semi-luminous body can be greater than that of the chattering body.

Die Strahlung eines Halbleiters im Bereicn seiner Durchsichtigkeit 1st nach dem Kirciihorfijchen Sesetz durch sein Absorptionsvermö :en in diesem uebiet bestimmt. Eine Zunahme der Absorption hat eine Abnanme eier Licht aus beute zur Folge· Gleichzeitig verscniebt sicn der Höchstwert cer Lichtausbeute zu den höheren Temperaturen hin. Es ist also günstig, dan Absorptionsvermögen im Du chsiehtigkeitsgebiet möglichst klein zu halten. Das bedeutet, dai der Leuchtkörper mc^lichst dann gestaltet werden soll. '«Vie Berechnungen ergeben haben, wirkt sich die Dicke des Leucht-The radiation of a semiconductor in the area of its transparency 1st to be through according to the Kirciihorfijchen law Absorbance: s determined in this area. An increase The absorption has a decrease in light from prey Consequence · At the same time the maximum value cer decreases Luminous efficiency towards the higher temperatures. So it is favorable because of the absorption capacity in the area of visibility to keep it as small as possible. This means that the light fitting should then be designed if at all possible. '«Vie Calculations have shown, the thickness of the luminous

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körpers mit Erweiterung des Durchsichtigkeitsbereiches zu den längeren Wellenlängen hin immer stärker aus· Andererseits wird die Absorptionsfähigkeit des Leuchtkörpers auch durch die Konzentration und Zusammensetzung der Zusatzstoffe im Halbleiter bestimmt· Man kann nun rechnerisch nachweisen, daß die Tiefe der Energieniveaus, die durch die Donatoren oder Akzeptoren erzeugt wurden, von dem entsprechenden Elektronenband nicht mehr als um 0,5 eV abstehen soll, da sonst der im Infrarot emittierte Energieanteil übermäßig ansteigt.body with expansion of the transparency range towards the longer wavelengths more and more · on the other hand the absorption capacity of the luminous element is also determined by the concentration and composition of the additives determined in the semiconductor · One can now prove mathematically that the depth of the energy levels, which by the Donors or acceptors were generated, from the corresponding electron band do not protrude by more than 0.5 eV should, otherwise the amount of energy emitted in the infrared will increase excessively.

Die Berechnungen ergeben weiter, daß sich das Maximum der' Liohtausbeute des Leuchtkörpers mit zunehmender Breite der verbotenen Zone des Halbleiters in Richtung zu den höheren Temperaturen verschiebt und immer enger wird, wobei der Höchstwert der Lichtausbeute größer wird. Eine Temperatursteigerung ist jedoch durch die Hitzebeständigkeit des Halbleiters, aus dem der Leuchtkörper hergestellt ist, eine Grenze gesetzt. Aus diesem Grunde scheiden Halbleiter mit übermäßig breiter verbotener Zone aus. Es hat sich gezeigt, daß die optimale Breite der verbotenen Zone einee Halblei» terleuchtkörpers bei Zimmertemperaturen um etwa 3 eV liegt·The calculations also show that the maximum of the light output of the luminous element increases with the width of the The forbidden zone of the semiconductor shifts towards the higher temperatures and becomes ever narrower, the Maximum value of the light output becomes greater. However, an increase in temperature is due to the heat resistance of the semiconductor, from which the filament is made, a limit is set. For this reason, semiconductors are also excluded excessively wide forbidden zone. It has been shown that the optimal width of the forbidden zone is a half The luminous body is around 3 eV at room temperatures

solchen Halbleiter- ,such semiconductor,

Die Lichtausbeute eines "leuchtkörpers kannjbei einer optimalen Temperatur von etwa 250O0K sehr hoch sein·The light output of a "luminous element can be very high at an optimal temperature of about 250O 0 K.

Das hexagonale Siliziumkarbid hat eine verbotene Zone mit einer. Breite, die etwa 3 β V beträgt. Daher eignet es siohThe hexagonal silicon carbide has a forbidden zone with a. Width, which is about 3 β V. Therefore it is suitable

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gut für die Herstellung von Leuchtkörper^ Nach der Breite der verbotenen Zone sind ferner Aluminiumnitrid, Thordioxid und Titandioxid geeignet.good for making filament ^ according to the width In the forbidden zone, aluminum nitride, toroid dioxide and titanium dioxide are also suitable.

Die Erhitzung der Wolframwendel bei üblichen Glühlampen durch Stromdurohgang stellt kein Problem dar· Anders ist es bei einer Platte aus einem Halbleiter, Mit steigender Temperatur nimmt nämlich der Halbleiterwiderstand ab· Dadurch nimmt der die Platte durchfließende Strom zu, so daß auoh Joule'sehe Wärme entwickelt wird, womit die Temperatur weiter steigt, was eine weitere Stromzunahme und so wei* ter hervorruft· Daher brennt ein strombeheizter Halbleiter im allgemeinen instabil·The heating of the tungsten filament in conventional incandescent lamps by continuous current does not pose a problem. It is different It is the case with a plate made of a semiconductor, namely with increasing temperature the semiconductor resistance decreases · As a result the current flowing through the plate increases, so that also Joule's heat is developed, with which the temperature further increases, which causes a further increase in current and so on. Therefore, a current-heated semiconductor burns generally unstable

Bei Haibleiterglühlampen läßt sich diese Schwierigkeit umgehen· Wie leicht einzusehen, bleibt der Halbleiter stabil, wenn bei Temperaturanstieg der Färmeentzug schneller zunimmt als die Färmeentwicklung· Dann kann eine Zunahme der entwickelten Joule'sehen Wärme keine Temperatureteigerung mehr verursachen, da dies die steigenden Wärmeverluste verhindert· Dies läßt sich durch Legieren oder Dotieren des Halbleiters mit Zusatzstoffen in Konzentrationen erreichen, die dazu ausreichen, daß der Halbleiter bei Betriebstemperaturen (die, wie erwähnt, durch die optischen Bigensohaften des Leuchtkörpers bestimmt! werden), seine Störstellenleitfähigkeit beibehält· Die 'reohnungen haben ergeben, daß die Störstellelconzentration in der Größenordnung vonThis difficulty can be avoided with semiconductor incandescent lamps As is easy to see, the semiconductor remains stable if the heat deprivation increases faster as the temperature rises as the heat development · Then there may be an increase in Joule's heat did not develop a temperature rise cause more, as this prevents the increasing heat losses This can be achieved by alloying or doping the semiconductor with additives in concentrations, which are sufficient for the semiconductor to operate at operating temperatures (which, as mentioned, are adhered to by the optical bigenso of the filament determined! be), its impurity conductivity maintains · The 'reohnungen have shown that the impurity concentration in the order of magnitude of

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...10... 10

10 " bis 10 qhT^ 1-legen soll. Die Energieniveaus, die mit den Störstellen erzeugt werden, sollen, wie erwähnt, nicht weiter als etwa 0,5 eV von dem Leitungs- bzw· Valenz-10 " to 10 qhT ^ 1-should. The energy levels that are generated with the impurities should, as mentioned, not be further than about 0.5 eV from the conduction or · valence

eina

band abstehen· für Siliziumkarbid ist Bor »'geeigneter Zusatzstoff· Wird eine Zündung ohne Iremdwärmequelle verlangt, so muß die Leitfähigkeit des Leuchtkörpers bei Zimmertemperatur hinreichend hoch sein· Man kann nun rechnerisch zeigen, daß eine Glühlampe, bei der ein Zusatzstoff Bnergieniveaus erzeugt, die etwa um 0,3 eV von den entsprechenden Bändern abstehen, schon bei einer Umgebungstemperatur von etwa O1 0C zündet. Beträgt dieser Abstand 0,15 eV, so zündet die Glühlampe auch bei -70 0· Derartige TSnergieniweaus sind beim Siliziumkarbid durch Legieren mit Stickstoff und Phosphor zu erreichen·band protrude · Boron is a suitable additive for silicon carbide · If ignition without an extraneous heat source is required, the conductivity of the luminous element at room temperature must be sufficiently high by 0.3 eV from the corresponding bands, ignites at an ambient temperature of about O 1 0 C. If this distance is 0.15 eV, the incandescent lamp also ignites at -70 0 · Such energy levels can be achieved with silicon carbide by alloying with nitrogen and phosphorus ·

Bei einer elektrischen Lampe mit Halbleiterleuchtkörper maohen die EnergieVerluste durch Wärmeleitung etwa die Hälfte der gesamten zugeführten Energie aus. Daher ist die Herabsetzung der durch Wärmeleitung bedingten Verluste eine Reserve für eine weitere Steigerung der Lichtausbeute. Man kann nun rechnerisch zeigen, daß die Anordnung des Leuchtkörpers in einem doppe lwandigen Kolben, dessen Wandzwischenraum in der Art des Dewar'schen Gefäßes evakuiert is't, die Energie Verluste durch Wärmeleitung um 20 bis 40 % herabzusetzen gestattet. Dies entspricht einer Steigerung der Liohtausbeute um 10 bis 20 %·In the case of an electric lamp with a semiconductor filament, the energy losses due to heat conduction are around half of the total supplied energy. Hence, the reduction in conduction losses is one Reserve for a further increase in light output. One can now show mathematically that the arrangement of the filament in a double-walled flask, the space between the wall is evacuated in the manner of Dewar's vessel, reduce the energy losses through heat conduction by 20 to 40% allowed. This corresponds to an increase in the yield of 10 to 20%

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• ••11• •• 11

Dabei sei erwähnt, daß sich die Anwendung eines solchen floppelwandigen Kolbens bei Glühlampen mit Wolframwendel nicht lohnt, da dort die durch Herabsetsung der Wärmeablei» tung ersielbare Steigerung der Lichtausbeute gering ist·It should be mentioned that the application of such flopple-walled bulb in incandescent lamps with a tungsten filament not worthwhile, as there the increase in light output that can be achieved is low

OR!G!NAt INSPECTED 009815/0949OR! G! NAt INSPECTED 009815/0949

Claims (1)

zelle;-:;ΐ.--ί 6 luyken 7. März 1967cell; - :; ΐ .-- ί 6 luyken 7 . M arch 1967 8000 München 228000 Munich 22 Zweibrückenstr, 6 Tj/HuZweibrückenstr, 6 Tj / Hu p 12707p 12707 PatentansprücheClaims Μ») Elektrische Glühlampe mit einem in einem Kolben ange>ordneten und aus einem Halbleiter bestehenden Leuchtkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterleucntkörper mit Donatorzusätzen in Konsentrationen von 10 ' bis IO cm*"-' legiert ist, die in ihn Energieniveaus von nicht weniger als 0,5 eV unter dem Leitungsband erzeugeno Μ ») Electric incandescent lamp with a luminous element arranged in a bulb and consisting of a semiconductor, characterized in that the semiconductor luminous element is alloyed with donor additives in consistencies of 10 'to 10 cm *"-' which in it have energy levels of not less generate than 0.5 eV below the conduction band o 2. Elektrische Glühlampe mit einem Halbleiterleuchtkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbieiterleuchtkörper2. Electric incandescent lamp with a semiconductor filament, characterized in that the semi-conductor filament 17 mit Akzeptorzusätzen in Konzentrationen von 10 ' bis 10 cm"5 legiert ist, die in ihm Energieniveaus von nicht mehr als 0,5 eV oberhalb des Valenzbandes erzeugen.17 is alloyed with acceptor additives in concentrations of 10 'to 10 cm " 5 , which generate energy levels in it of no more than 0.5 eV above the valence band. 3· Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbieiterleuchtkörper mit Donatorzusätzen legiert ist, die in ihm Energieniveaus bis 0,3 eV erzeugene 3 · Electric incandescent lamp according to claim 1, characterized in that the semi-conductor filament is alloyed with donor additives which generate energy levels of up to 0.3 eV in it e £09815/0949£ 09815/0949 Elektrische Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch ge-. kennzeichnet, daß der Halbleiterleuchtkörper mit Akzeptorzusätzen legiert ist, die in ihm Energien!veaus bis 0,5 eV erzeugen©Electric incandescent lamp according to Claim 2, characterized in that. indicates that the semiconductor luminous element is alloyed with acceptor additives, the energies in it! generate up to 0.5 eV © 5β Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper aus mit Stickstoff und/ oder Phosphor legiertem Siliziumkarbid hergestellt ist·5β electric incandescent lamp according to claim 1, characterized in that that the lamp is made of silicon carbide alloyed with nitrogen and / or phosphorus 6· Elektrische Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper aus mit Aluminium legiertem Siliziumkarbid hergestellt ist.6 · Electric incandescent lamp according to Claim 2, characterized in that the luminous element is made of an alloy alloyed with aluminum Silicon carbide is made. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper aus mit Bor legiertem Siliziumkarbid hergestellt ist,Electric incandescent lamp according to Claim 4, characterized in that that the filament is made of silicon carbide alloyed with boron, 8. Elektrische Glühlampe nach Anspruoh 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben nach Art der Dewarschen Gefäße doppelwandig ausgebildet ist·8. Electric incandescent lamp according to claims 1 to 7 »thereby characterized in that the piston is double-walled in the manner of the Dewar vessels 009815/0949009815/0949 LeerseiteBlank page
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