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Selendiodenbaueleinent
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Die Erfindung betrifft ein Selendiodenbauelement mit mehreren durch
eine gemeinsame Elektrode mechanisch und elektrisch miteinander verbundenen Selendioden,
die durch von der Gegenelektrode der gemeinsamen Elektrode her über die Sperrschicht
hinaus sich erstreckende, in einer als Großflächendiode ausgebildeten Selenplatte
eingebrachte Ausnehmungen elektrisch voneinander getrennt sind, nach Patent .........
(Patentanmeldung Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. - FBE 75/6).
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Ein derartiges Selendiodenbauelement ist in der vorangehemd angegebenen
Patentanmeldung beschrieben. Die Selendioden sind bei einem flächenhaft ausgedehnten
Bauelement in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen in einer Hauptfläche
des Bauelements angeordnet und durch in diesen Richtungen verlaufende Gräben elektrisch
voneinander getrennt. Bei einem streifenförmigen Diodenbauelenent hingegen sind
die Selendioden in einer Richtung nacheinander in einer Hauptfläche ausgerichtet
und sind durch im rechten Winkel zu dieser Richtung verlaufende Gräben voneinander
getrennt. Normalerweise bilden die Anoden der Selendioden die eingangs erwähnte
gemeinsame Elektrode und die Selendioden sind, wie ebenfalls eingangs erwähnt, mit
den Kathoden elektrisch voneinander getrennt. Bilden im Gegensatz hierzu die Kathoden
der Selendioden die gemeinsame Elektrode und sind die Selendioden mit den Anoden
elektrisch voneinander getrennt, um hiermit ein Selendiodenbauelement mit
umgekehrter
Polarität zu erhalten, so wird die gemeinsame Elektrode als verstärkte, das Bauelement
tragende Deckelektrode, ausgebildet.
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Schließlich können bedarfsweise einzelne oder flächenhaft miteinander
zusammenhängende Selendioden aus einem Bauelement herausgetrennt werden.
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Selendiodenbauelemente mit gemeinsamer Anode, bei welchen die Selendioden
aus einer oder aus mehreren Dioden bestehen, sind, um die Druckempfindlichkeit bei
Druckkontaktierungen zu verringern, vorteilhaft mit einer verstärkten Kathode -bestehend
z.B. aus einer überspritzten Metallschicht, versehen.
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Bei den in der oben angegebenen Patentanmeldung beschriebenen Selendiodenbauelementen
wird ein Vorteil darin gesehen, daß die für jede Selendiode vorteilhafte Vormierung
insbesondere für Dioden mit sehr kleinen Abmessungen, einfach durchzuführen ist,
weil sich diese Formierung bereits an der großflächigen Selenplatte ausführen läßt,
aus welcher dann erst die Selendioden herausgetrennt werden und sich eine Einzelkontaktierung
dieser Dioden erübrigt. Der Hauptvorteil liegt in der Zusammenfassung der Dioden
und den damit möglichen einfacheren Fertigungsmöglichkeiten für die verschiedensten
Bauelemente wie Matrizen , Brücken, Gatter usw.
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Die einzelnen Selendioden können auch aus mehreren in Reihenschaltung
gestapelten Dioden bestehen, welche durch Gräben oder Ausnehmungen elektrisch voneinander
getrennt sind, die sich durch mehrere aufeinander geschichtete, elektrisch und mechanisch
miteinander verbundene Selenplatten hindurch über die Sperrschicht der letzten Selenplatte
hinaus erstrecken.
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Zur Lösung der Aufgabe, die benötigten Bauteile für den Aufbau von
Gleichrichterschaltungen verschiedener Art mit Selendioden im Vergleich zu entsprechenden,
in herkömmlicher Weise durch Zusammensetzen einzelner Selen-Tabletten und einzelner
Anschlußelemente aufgebaute Gleichrichterschaltungen, zu verringern sowie den Aufbau
zu vereinfachen und zu verbilligen, zeigt nun die Erfindung einen Weg zunächst mit
einem dem vorausgehend beschriebenen Aufbau ähnlichen Aufbau der Selendioden.
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Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin,
daß Selendiodenbauelemente der eingangs beschriebenen Art - teilweise oder ganz
- für mehrere Einweg- oder Mehrweggleichrichterschaltungen mit einer jeweils festgelegten
Anzahl Selendiodenbauelemente verwendet ist, welche Bauelemente zusammen mit den
dazugehörenden Anschlußfahnen stapelförmig aufeinandergeschichtet und miteinander
kontaktiert sind und aus diesen Element stapeln die vorgesehenen Gleichrichterschaltungen
heraustrennbar sind und mit einer Isoliermasse umgossen oder umspritzt sind.
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Einer weiteren Ausbildung der Erfindung entsprechend sind die Elektroden
der verwendeten Selenbauelemente und/oder die Anschlußfahnen entweder mit einer
Lotschicht versehen und durch Lötung miteinander kontaktiert oder mit einer dünnen
Klebeschicht versehen und durch Klebung miteinander kontaktiert oder es sind diese
Bestandteile der Gleichrichterschaltungen durch einzelne oder aneinandergebundene
Federklammern zusammengehalten und miteinander kontaktiert.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung sind nachstehend in der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen angegeben und gehen zum Teil aus den Zeichnungsfiguren
der Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt
Figur 1 die Bauforn und
die Anordnung der Bestandteile, aus der eine Graetz-Brückenschaltung mit vier Selendioden
heraustrennbar ist, im Schnitt.
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Figur 2 die Bauform und die Anordnung der Bestandteile einer Graetz-Brückenschaltung
im Schnitt.
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Figur 3a eine Anzahl in einem langen ebenen Streifen zusammenhängenden
Einwe ggleichrichter mit je einer Selendiode im Schnitt.
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Figur 3b eine Draufsicht auf eine Anzahl Einweggleichnchter nach
Figur 3a.
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Figur 4 Schaltung und Aufbauschema eines Selen-1)ioden-Gatters.
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Gleiche Elemente dieser Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen markiert.
In den Figuren sind die Schichtdiodren und Abmessungen nicht maßstäblich dargestellt.
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Bei einer Brückenschaltung in Stapelbauforn mit vier Selendioden 11,
21, 31, 41 sind die vier Selendioden entsprechend dem bekannten SchalBchema angeordnet,
nämlich je zwei Selendioden paarweise 11, 21 bzw. 31,41 unter sich gleichsinnig
in Reihenschaltung und die zwei Selendiodenpaare in Reihengegenschaltung. Das bekannte
Schalt schema ist in der Stapelbauforn nach Figur 1 verwirklicht. Es können viele,
z.B. fünfzig solche Brückenschaltungen zugleich aufgebaut werden, indem vier streifenförmige
Selendiodenbauelemente 1, 2, 3, 4 der eingangs beschriebenen Art mit entsprechend
vielen, also ebenfalls fünf zig nebeneinander angereihten Selendioden 11, 21, 31
und 41 verwendet werden, welche kathodenseitig durch Ausnehmungen 17, 27, 37, 47
elektrisch#voneinander getrennt und anodenseitig durch eine gemeinsame Trägerelektrode
elektrisch und mechanisch
miteinander verbunden sind. Diese vier
Selenbauelemente werden zusammen mit vier streifenförmigen Anschlußfahnengattern
Al, A2, A3, A4, welche in der Streifenrichtung nebeneinander parallel liegende Anschlußfahnen
All, A21, A31 und A41 haben, die die gleichen Abstände wie die Selendioden voneinander
haben und durch Querstege gegurtet sind, abwechselnd, wie in Figur 1 gezeigt, aufeinander
geschichtet. Zweckmäßig geschieht dies in einer Montagevorrichtung, wobei die vier
Diodenbauelemente nach dem bekannten Schema gepolt eingesetzt werden.
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Die Elektroden der Selendioden 11 ....... 41 und/oder die Anschlußfahnengatter
Al bis A4 sind bci#cr#cits mit einer Lotschicht L bedeckt. Der so zusammengesetzte
Aufbau kann alsdann vorteilhaft unter leichtem Druck durch Lötung in sich kontaktiert
und zusammengehalten werden. Der nun in sich zusammenhängende Schaltungsaufbau ist
zweckmäßig im Ganzen bis auf die Anschlußfahnenenden mit einer Isolierstoffmasse
H, beispielsweise einem Gießharz zu ummanteln.
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Zum Übergießen können Gießformen verwendet werden oder es kann der
Schaltungsaufbau in einer streifenförmigen Gehäusetasche aus Isolierstoff umgossen
werden und hierin dann-verbleiben. Die einzelnen in dem Streifen enthaltenen nebeneinander
liegenden Brückenschaltungen GI in Stapelbauform sind schließlich durch auf die
Ausnehmungen 17 angesetzte Schnitte z.B. Sägeschnitte S aus dem Streifen heraustrennbar,
wobei zugleich auch die Anschlußfahnen entgurtet werden können. Dieses Heraustrennen
ist auch vor dem Umgießen durchzuführen, um alsdann die einzelnen Gleichrichterschaltungen
GI-Wi GÇ in passende Einzelgehäuse einzusetzen und bedarfsweise hierin mit Isolierstoffmasse
zu umgießen. Durch die Säge schnitte werden die elektrischen Eigenschaften der einzelnen
Selendioden, insbesondere wenn die Gleichrichterschaltungen im umgossenen Zustand
voneinander getrennt werden, nicht beeinträchtigt.
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Bei einer Brückenschaltung in Flachbauform mit vier Selendioden sind
diese Selendioden entsprechend einem Flachbauschema angeordnet, und zwar bilden
je zwei nebeneinanderliegende gleichsinnig gepolte Selendioden 11, 12 und 21, 22
Diodenpaare, die ebenfalls gleichsinnig in Reihe geschaltet sind. Das Bauschema
ist in dem Aufbau nach Figur 2 verwirklicht. Z.B. könnn zwei solche Brückenschaltungen
unter Verwendung von zwei streifenförmigen Selendiodenbauelenenten 1,2 der eingangs
beschriebenen Art mit je vier Selendioden 11 bis 14 und 21 bis 24 oder sehr viel
mehr solche Brückenschaltungen zugleich aufgebaut werden. Die Selendioden des Bauelements
1 sind anodenseitig durch eine gemeinsame Trägerelektrode 16 elektrisch und mechanisch
miteinander verbunden und sind kathodenseitig durch Ausnehmungen 17 elektrischvoneinander
getrennt. Im Gegensatz hierzu haben die Selendioden des Bauelements 2 die umgekehrte
Polarität.
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Hier bildet eine gemeinsame Elektrode 29, die als Deckelektrode verstärkt
ist mittels eines Bleches 29', die Kathoden der Selendioden, während die Anoden
26 durch Ausnehmungen 27 voneinander getrennt sind. Bauelement 1 ist kathodenseitig
unter Zwischenlage eines Anschlußfahnengatters A2 mit zwei Anschlußfahnen je Brücke
A21 und A22 kontaktiert mit den Anoden des Bauelements 2. Ein Anschlußfahnengatter
1 ist mit der gemeinsamen Anode 16 von 1 und ein Anschlußfahnengatter 3 mit der
gemeinsamen'Kathode 29, 29' von 2 kontaktiert. Die Abstände der Anschlußfahnen der
Gatter Al und A3 sind doppelt so groß wie die Abstände der Anschlußfahnen des Gatters
A2. Die zwei Bauelemente 1 und 2 werden zusammen mit den Fahnengattern A1 bis A3in
der in Figur 2 gezeigten Anordnung zweckmäßig in einer Montagevorrichtung aufeinander
geschichtet. Die Elektroden der Selendioden und/oder die beteiligten Anschlußfahnengatter
sind mit einer Lotschicht L versehen. Der so zusammengesetzte Schaltungsaufbau kann
alsdann durch Lötung kontaktiert
und zusammengehalten werden.
Die weiteren Vorgänge Einbetten in Isolierstoffmasse, Einhäusen und Trennen der
Gleichrichterschaltungen GI, GII voneinander sind dieselben wie oben unter Bezugnahme
auf die Figur 1 beschrieben, der Sägeschnitt wird an der mit S bezeichneten Stelle
zwischen GI und GII angesetzt, an der vorteilhaft die Trenngräben 17, 27 an den
Bauelementen 1 und 2 angebracht sind, so daß der Sägeschnitt durch eine sperrschichtfreie
Zone in den Bauelementen 1 und 2 erfolgen kann. Ein Vorteil der Anordnung von Selendioden
nach Figur 2 ist in einer wirksameren Kühlung als bei der Anordnung nach Figur 1
zu sehen, weil jede von den vier Selendioden in einer Bauelement-Hauptfläche liegt.
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Die Elektroden der verwendeten Selendiodenbauelemente oder die Anschlußfahnengatter
können mit einer dünnen, elektrisch leitfähigen Klebeschicht anstelle einer Lotschicht
versehen und durch Klebung miteinander kontaktiert werden. Desgleiden können die
Gleichrichterschaltungen durch einzelne oder gegurtete Federklammern anstelle durch
Lötung oder Klebung zusammengehalten und in sich kontaktiert werden, In Figur 1
umfaßt das Anschlußfahnengatter Al, das den Minuspol der Brückengleichrichter bildet,
den streifenförmigen Stapel der vier Selendiodenbauelemente 1 bis 4. Das Gatter
Al hat jedoch keine Federkraft, sondern ist mit den Anoden der Bauelemente 1 und
4 verlötet.
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Zur Herstellung von Einweggleichrichtern z.B. mit run-' den axial
ausgeführten Anschlüssen mit je einer Selendiode ist ein streifenförmiges Selendiodenbauelenent
1 nach Figur 3a und 3b zu verwenden, welches entsprechend lang und mit einer benötigten
Anzahl kleiner Selendioden
besetzt ist. Ein solches Selendiodenbauelement
wird zusammen mit zwei Anschlußfahnengattern Al, A2, wie in Figur 3a und 3b gezeigt,
angeordnet. Die Anschlußfahnen All, A12, A13 und A21, A22, A23 der zwei Gatter A1
und A2 sind an sich Drähte, die durch Querstege Q1 und Q2 gegurtet sind und an einem
Ende zur Kontaktierung flach ausgeformt sind (vgl. Fig. 3b). Die Deckelektroden
19 (Kathoden) sowie die gemeinsame Trägerelektrode 16 (Anode) der Selendioden 11,
12, 13 sind mit einer Lotschicht L versehen, die Anschlußfahnengatter sind hier
beispielsweise verzinnt. Die Bestandteile 1, A1, A2 werden durch Lötung miteinander
kontaktiert Der so zusammengesetzte Aufbau enthält die Einweggleichrichter GI, GII,
GIII, die nun getrennt und mit einer Isolierstoffmasse M, wie bei GI gezeigt, ummantelt
werden können, wobei die Anschlüsse entgurtet werden.
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Einweggleichrichter mit mehreren Selendioden in elektrischer Reihenschaltung
werden dementsprechend unter Verwendung von entsprechend vielen Selendiodenstreifen
zusammen mit zwei Anschlußfahnengattern in Stapelbauform zusammengesetzt z.B. verlötet,
getrennt und ummantelt.
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Es sind ferner auch Diodenschaltungen in Und-Schaltungen (Knotenpunktschaltung)
in einer ähnlichen Aufbauform mit einem streifenförmigen Selendiodenbauelement und
mit Anschlußfahnengattern zusammenzusetzen. Die beteiligten Selendioden der Und-Schaltung
behalten hierbei ihre gemeinsane Elektrode. Es können wiederum viele z.B. Und-Schaltungen
gemeinsam in dem Aufbau, wie beschrieben, enthalten sein, aus dem die Schaltungen
dann herausgetrennt werden. Die Trennung und Ummantelung erfolgt wie bereits beschrieben.
Eine mehr Raum sparende eingehäuste Bauforn
für Einweggleichrichter
in Und-Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt. Hier sind die zwei Hälften 1, 1' eines
streifenförmigen Bauelements mit kathodenseitig elektrisch voneinander getrennten
Selendioden 11 bis 14 und 11' bis 142 und mit gemeinsamen Anoden 16, 16' anodenseitig
miteinander und kathodenseitig mit zwei Anschlußfahnengattern Al, A1' kontaktiert
und sind in ein Gehäuse H eingesetzt und herein in einer Isolierstoffmasse M eingebettet.
Die Anschlußfahnen sind hierbei durchgehend in zwei Reihen parallel zueinander aus
der offenen Schmalseite des Gehäuses H herausgeführt. Von den gemeinsamen Anoden
ist eine Anschlußfahne A herausgeführt.
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Eine Variante dieser für Einweggleichrichter in Und-Schaltung vorgesehenen
Bauform wird in dem Aufbau von Einweggleichrichtern in Verdopplerschaltung gesehen.
Diese unterscheidet sich von jener dadurch, daß aus zwei anoden- oder kathodenseitig
miteinander kontaktierten streifenförmigen Selendiodenbauelementen einzelne Reihengegenschaltungen
von je zwei Selendioden aus Parallelschaltungen solcher Reihengegenschaltungen mit
den zugehörigen Anschlußfahnen herausgetrennt sind. Zweckmäßig sind sie in streifenförmig
zusammenhängende Gehäuse eingebettet.
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Die oben beschriebenen Gleichrichterschaltungen, wie einzelne Einweggleichrichter
und solche in Und-Schaltung eig-nen sich vorteilhaft als Bausteine für komplexe
Dioden-Schaltungen. Es sind nämlich die hierbei verwendeten Selendiodenbauelemente
einfach und rationell auch mit kleinen Abmessungen herstellbar, so daß komplexe
Gleichrichterschaltungssysteme mit Kleinbausteinen ebenfalls rationell aufgebaut
werden können.