DE654916C

DE654916C - Electrode system for rectifying or controlling high or medium frequency electrical oscillations

Info

Publication number: DE654916C
Application number: DEN38435D
Authority: DE
Inventors: Dr Willem Christiaan Van Geel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1935-07-29
Filing date: 1935-08-01
Publication date: 1938-01-04

Description

Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter - elektrischer Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter elektrischer Schwingungen, bei dem die positive und negative Elektrode aus Stoffen mit gegenseitig stark verschiedenem Emissionsvermögen bestehen, die durch eine feste Isolierschicht getrennt sind.Electrode system for rectifying or controlling high or medium frequencies - electrical vibrations The invention relates to an electrode system for rectifying or controlling high or medium frequency electrical vibrations, in which the positive and negative electrodes are made up of substances that are very different from one another Emissivities exist, which are separated by a solid insulating layer.

Es ist bereits bekannt, auf einer als Stromzuführungsleiter in einem Cuprooxyddetektor benutzten Graphitschicht einen kegligen Bleikontakt anzubringen. Die Kapazität wird in diesem Fall durch die Oberfläche der unter dem Bleikegel vorhandenen Graphitschicht bedingt. Eine reproduzierbare kleine Oberfläche läßt sich mit einer solchen Schicht aber sehr schwer erzielen.It is already known on one as a power supply conductor in one Cuprooxide detector used a graphite layer to attach a conical lead contact. The capacity in this case is determined by the surface of the lead under the lead cone Graphite layer conditional. A reproducible small surface can be achieved with a but it is very difficult to achieve such a layer.

Ferner ist es bekannt, einen Kristall als Detektor zu verwenden. Ein Kristalldetektor hat aber nur an einem oder einigen beliebigen Punkten der Kristalloberfläche eine gleichrichtende Wirkung, und zwar dort, wo auf der Oberfläche eine Sperrhaut, und zwar solcher Stärke vorhanden ist, daß deren Widerstand einen nicht zu hohen Wert hat und der. angelegten gleichzurichtenden Spannung entspricht. Um einen Kristall als Detektor verwenden zu können, muß man also mit einem spitzen Metallkontakt die Kristalloberfläche so lange abtasten, bis ein Punkt mit gleichrichtender Wirkung ermittelt worden ist. In diesem Fall ist also zwar eine kleine Kontaktfläche, nämlich die der gutleitenden Elektrode auf der Sperrschicht vorhanden, aber die Sperrschichtstärke ist nicht exakt und reproduzierbar festzulegen, so daß die Kapazität eines solchen Detektors durchaus nicht kontrollierbar ist.It is also known to use a crystal as a detector. A However, the crystal detector only has one or a few arbitrary points on the crystal surface a rectifying effect, namely where there is a barrier skin on the surface, and indeed there is such strength that its resistance is not too high Has value and the. applied voltage to be rectified. To a crystal To be able to use it as a detector, you have to use a sharp metal contact with the Scan the crystal surface until a point with a rectifying effect has been determined. In this case there is indeed a small contact area, namely that of the highly conductive electrode is present on the barrier layer, but the barrier layer thickness cannot be specified exactly and reproducibly, so that the capacity of such a Detector is by no means controllable.

Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrodensystem mit einer geringen und reproduzierbaren Eigenkapazität. Dies ist nämlich von ganz großer Bedeutung bei als Detektor oder als Steuerorgan für Hoch- oder Mittelfrequenzschwingungen verwendeten Elektrodensystemen.The invention is an electrode system with a low and reproducible self-capacitance. This is because this is very important as a detector or as a control element for high or medium frequency vibrations electrode systems used.

Es übt ja die Eigenkapazität eines solchen Systems einen bestimmten Einfluß auf einen die Zelle enthaltenden Kreis aus. Zur Erzielung der günstigsten Wirkung in einem solchen Kreis werden. beim Entwurf desselben bestimmte Maßnahmen getroffen. Sollten nun die verschiedenen Zellen gegeneinander eine verschiedene Eigenkapazität haben, so würden ungeachtet gewisser Maßnahmen diese sich trotzdem nicht geltend machen können, wenn die ursprüngliche dem Kreis angepaßte Zelle durch eine andere ersetzt werden sollte.The inherent capacity of such a system exercises a certain amount Influence on a circle containing the cell. To achieve the cheapest To be effective in such a circle. when designing the same certain measures met. The different cells should now be different from each other Have their own capacity, regardless of certain measures, they would still be can not assert if the original cell adapted to the circle by another should be replaced.

Die Kapazität wird unter anderem durch die Stärke der zwischen den Elektroden beflndlichen Sperrhaut bedingt. Diese liegt in den oben beschriebenen Systemen vollkommen fest, da sie gesondert angeordnet ist, und nicht wie bei Cuprooxyddetektoren aus. dem Grundmetall Kupfer gleichzeitig mit dem Halbleiter bei Oxydation wächst.The capacity is determined, among other things, by the strength of the between the Flare electrodes Conditional barrier skin. This is in the above systems described completely fixed, since it is arranged separately, and not as with cuprooxide detectors. the base metal copper at the same time as the semiconductor grows with oxidation.

Es gibt aber in einem Elektrodensystem' noch andere die Kapazität beeinflussende Faktoren, nämlich die Oberfläche der gut emittierenden Elektrode, und die Oberfläche des Stromzuführungsleiters für den Halbleiter.But there are other capacities in an electrode system influencing factors, namely the surface of the well-emitting electrode, and the surface of the power supply conductor for the semiconductor.

Man hat daher bereits bei solchen Systemen, nach Art der Kristalldetektoren einem der die Kapazität beeinflussenden leitenden Teile am Kontaktende einen geringen Querschnitt gegeben, d. h. zugespitzt. Diese Ausgestaltung bringt aber mancherlei Nachteile mit sich, insbesondere da die Spitze leicht in die Unterlage eindringen oder diese beschädigen kann. Auch die richtige Anordnung der Spitze macht Schwierigkeiten.One has therefore already with such systems, like the crystal detectors one of the conductive parts influencing the capacitance at the end of the contact Given cross-section, d. H. pointed. But this configuration brings a lot There are disadvantages, especially since the tip easily penetrates the substrate or damage them. The correct arrangement of the tip is also difficult.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß das spitze Ende von einer Isoliermasse umgeben wird, die in der Ebene des Kontaktendes einen Querschnitt hat, dessen Oberfläche vielmals größer als die des Kontaktendes ist.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the pointed end is surrounded by an insulating compound in the plane of the contact end has a cross-section whose surface area is many times larger than that of the contact end is.

Das Ende des Leiters wird bei einer günstigen Ausführungsform keglig ausgebildet, wobei der Gipfel abgeplattet ist, so daß eine flache Oberfläche entsteht, die als Kontakt verwendet wird. Diese Oberfläche kann an Hand einer für ein, solches Elektrodensystem anzugebenden Eigenkapazität vorher bestimmt werden.In a favorable embodiment, the end of the conductor is conical formed, with the summit flattened, so that a flat surface is created, which is used as a contact. This surface can be on hand one for one such Electrode system to be specified self-capacitance to be determined beforehand.

Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise eine gute elektrische Verbindung erhalten wird, während keine Gefahr besteht, daß der Gipfel des z. B. kegligen Leiters, der zweckmäßig eine geringe 0,25 mm' nicht übersteigende Oberfläche hat, durch die dünne halbleitende Schicht oder gegebenenfalls durch die Sperrschicht hindurchgedrückt wird, wodurch Kurzschluß im System herbeigeführt werden würde.It can be seen that in this way a good electrical connection is obtained while there is no risk of the summit of e.g. B. conical conductor, which expediently has a small 0.25 mm 'not exceeding surface, is pushed through the thin semiconducting layer or optionally through the barrier layer, whereby a short circuit would be brought about in the system.

Die Schwierigkeit, daß ein Kegel mit einer solchen kleinen Oberfläche auf der Fläche des Halbleiters ohne weiteres nicht aufrechterhalten werden kann, wird weiter durch die von der umhüllenden Isoliermasse gebildete große Grundfläche behoben. In einer günstigen Ausführungsform besteht dieser Stoff aus Kompound.The difficulty of having a cone with such a small surface area cannot be easily maintained on the surface of the semiconductor, is further through the large base area formed by the enveloping insulating compound Fixed. In a favorable embodiment, this material consists of a compound.

Es ist aber vorteilhaft, nicht nur den Kontakt einzugießen, sondern auch das ganze Elektrodensystem mit einer Gußmasse zu umgeben, wodurch das Ganze mechanisch fester wird.However, it is advantageous not only to pour in the contact, but also also to surround the entire electrode system with a casting compound, thereby making the whole thing becomes mechanically stronger.

Es folgt ein Herstellungsbeispiel eines Elektrodensystems nach der Erfindung, bei dem als Halbleiter Selen verwendet wird. Als Halbleiter i ist Selen gewählt, das in flüssigem Zustand auf einen z. B. aus Messing bestehenden Metallträger 2 aufgebracht wird, der gleichzeitig als Stromzuführungs-,Ieiter für das Selen verwendet wird, das bis zix einer Stärke von etwa 0,03 mm flach ausgestrichen wird. Der Träger mit dem Selen wird in einem. Ofen während 2 bis 24. Stunden auf ungefähr Zoo' C erhitzt, um das Selen in die leitende kristallinische Modifikation überzuführen. Auf dem Selen wird eine z. B. aus Polystyrol bestehende Sperrschicht 3 bis zu einer Stärke von 5 ic angebracht.The following is a production example of an electrode system according to the invention in which selenium is used as a semiconductor. Selenium is selected as the semiconductor i. B. made of brass metal carrier 2 is applied, which is also used as a power supply, Ileiter for the selenium, which is spread flat to a thickness of about 0.03 mm. The carrier with the selenium is in one. Oven heated to about Zoo'C for 2 to 24 hours to convert the selenium to the conductive crystalline modification. On the selenium a z. B. made of polystyrene barrier layer 3 up to a thickness of 5 ic attached.

Die gutleitende Elektrode, die aus einem Eisenstab q. mit einem an der Unterseite endigenden Kontakt von 0,25 mm2 bestehen kann, befindet sich in einem kubusförmigen oder zylindrischen Körper 5 aus Polystyrol oder Kompound, jedenfalls aus Isolierstoff, dessen untere Fläche in gleicher Höhe wie die Kontaktfläche 6 liegt. Das Ganze wird auf der Sperrschicht 3 derart angeordnet, daß die Isolierhülle. 5 an die Sperrschicht 3 festgeklebt wird.The highly conductive electrode, which consists of an iron rod q. with a contact of 0.25 mm2 ending at the bottom is located in a cube-shaped or cylindrical body 5 made of polystyrene or compound, in any case made of insulating material, the lower surface of which is at the same height as the contact surface 6. The whole is arranged on the barrier layer 3 in such a way that the insulating sleeve. 5 is glued to the barrier layer 3.

Es gibt im Rahmen der Erfindung noch andere Ausführungsformen unter anderem mit mehr als zwei Elektroden, z. B. Dreielektrodensysteme.There are other embodiments within the scope of the invention others with more than two electrodes, e.g. B. Three-electrode systems.

Ferner ist es möglich, das ganze in der Zeichnung dargestellte System außerdem mit einer Isolierhaut zu umgeben, wodurch es frei von äußeren mechanischen und atmosphärischen Einflüssen ist, und wodurch außerdem die Stromzuführungsdrähte an den Schweißstellen der Elektroden in viel geringerem Maße mechanisch beansprucht «-erden.It is also possible to use the entire system shown in the drawing also to be surrounded with an insulating skin, making it free from external mechanical and atmospheric influences, and thereby also the power supply wires mechanically stressed to a much lesser extent at the welding points of the electrodes "-earth.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrode system for rectifying or controlling high or medium frequency electrical oscillations, the positive and negative electrodes of which consist of material layers separated by a solid insulating layer with mutually very different emissivities, in which the insulating layer is formed separately and independently of the materials from which the electrodes are made , and at least one of the parts influencing the capacitance at the contact end has a small cross-section, characterized in that this end is surrounded by an insulating compound so that the insulating compound cuts off with the exposed plane of the contact end and has such a cross-section whose surface area is much larger than is that of the free contact end. . Electrode system according to claim i, characterized in that the end of the conductive part influencing the capacitance is conical. 3. Electrode system according to claim z or a, characterized in that the surface of the contact end = does not exceed 0.25 mm. Electrode system according to one of the preceding claims, characterized in that the part influencing the capacitance is laterally bounded by compound. 5. Electrode system according to one of claims -r, a or 3, characterized in that the semiconducting electrode consists of a selenium layer attached to a brass plate, which is coated on the free surface with a polystyrene barrier on which an iron counter electrode surrounded by polystyrene at the side with small contact surface (0.25 mm ') is arranged in such a way that the polystyrene shell is glued to the barrier layer for mechanical attachment.