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Selengleichrichter, insbesondere zur Gleichrichtung kleinster Meßströme
Beim Selenmetallgleichrichter ist der Widerstand in der Sperrichtung sehr hoch und
beim Anlegen verschiedener kleiner Spannungswerte wenig veränderlich; in der Durchgangsrichtung
ist er dagegen stark spannungsabhängig und nimmt mit steigender Spannung schnell
ab. Auf dieser besonderen Eigenschaft beruht die Gleichrichterwirkung jedes
Metallgleichrichters.
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Aus der Kennlinie des bekannten Selengleichrichters, die unter der
Bezeichnung a in der Zeichnung wiedergegeben ist, erkennt man, daß der Durchgangsstrom
bei kleinen Spannungen sehr klein ist. Erst von etwa oj Volt ab steigt der Durchgangsstrom
wesentlich schneller als die angelegten Spannungen an.
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Mit dem Ansteigen des Durchgangsstromes bei Spannungen über
0,3 Volt verbessert sich auch sehr schnell das für die Leistung des Selengleichrichters
maßgebende Gleichrichterverhältnis, d. h. das Verhältnis von Durchgangsstrom
zum Rückstrom. Für die Verwendbarkeit des Selengleichrichters hat die geringe Leitfähigkeit
und damit das schlechte Gleichrichterverhältnis im untersten Bereiche der Kennlinie
praktisch keine nachteilige Bedeutung, da man es in den weitaus meisten Fällen in
der Hand hat, eine solche Spannung an den Selengleichrichter anzulegen, daß die
Leitfähigkeit in Durchgangsrichtung groß und der Rückstrom im Verhältnis zum Durchgangsstrom
zu vernachlässigen ist. Normalerweise beträgt die an den Selengleichrichter angelegte
Spannung etwa i Volt je Gleichrichterscheibe in Durchgangsrichtung. Aber
auch bei einer Spannung von 0,4 Volt ist die Leitfähigkeit und das Gleichrichterverhältnis
schon recht günstig und für die praktische Verwendung gut brauchbar.
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Es gibt nun aber besondere Fälle, z. B. Meßschaltungen, bei denen
selbst der geringe Spannungsabfall von 0,4 Volt am Ventil zu hoch sein würde. Für
die Ausrüstung besonders hochwertiger und empfindlicher Meßinstrumente
ist
deshalb der bekannte Selengleichrichter als Meßventil nicht geeignet.
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Im folgenden soll ein Verfahren zur HersteRung eines Selengleichrichters
angegeben werden, dessen Kennlinie so verläuft, daß der Gleichrichter auch schon
bei kleineren an7 gelegten Spannungen, als es beim bekannten Gleichrichter der Fall
ist, eine ausreichende Leitfähigkeit besitzt.
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Der Aufbau des Selenmetallgleichrichters ist zunächst der bekannte.
Auf einer Grundplatte aus einem Metall der Eisengruppe oder einem Leichtmetall,
das mit einem Metall der Eisengruppe überzogen ist, wird die Selenschicht fest aufgeschmolzen
und darauf durch verschiedene therinische Formierprozesse unter teilweiser Anwendung
von Druck vom amorphen in den graukristallinen Metallzustand überführt. Auf die
so vorbereitete Gleichrichterplatte wird erfindungsgemäß nach einem der bekannten
Verfahren eine Gegenelektrode aus Antimon oder einer Antimonlegierung aufgebracht.
Als besonders brauchbar hat sich das Aufdampfen der Gegenelektrode aus Antimon erwiesen.
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Die besonderen Eigenschaften eines Selenmetallgleichrichters mit einer
Antimongegenelektrode ergeben sich sehr wahrscheinlich aus einer hierbei besonderen
Ausbildung der wirksamen Sperrschicht. In der Zeichnung gibt die Kennlinie
b den ungefähren Stromspannungsverlauf eines solchen Selengleichrichters
mit einer Antimongegenelektrode wieder.
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Ein Vergleich der beiden Kennlinien a und b
miteinander zeigt,
daß die Leitfähigkeit in der Durchgangsrichtung bei dem gekennzeichneten Selengleichrichter
bei kleineren Spannungen, z. B. bei o,2 Volt, wesentlich höher ist als bei dem bekannten
Selengleichrichter. Daß bei dem neuen Selengleichrichter bei höheren Spannungen
die Leitfähigkcit in Durchgangsrichtung und das Gleichrichterverhältnis schlechter
ist als beim bekannten Gleichrichter, ist unbeachtlich, da jener als Spezialgleichrichter
immer nur für sehr kleine Betriebsspannungen Verwendung finden wird, also in einem
Bereiche, in dem dieser Gleichrichter dem bekannten Selengleichrichter überlegen
ist.
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Hieraus ergibt sich z. B. die gute Verwendungsmöglichkeit des gekennzeichneten
Selengleichrichters als Meßgleichrichter für den Einbau in hochwertige Meßinstrumente.
Die sich bei dieser Verwendung bietenden Vorteile sind folgende: Ein Drehspulinstrument
braucht für den Vollausschlag seines Zeigers einen bestimmten Strom, der z. B. bei
Verwendung eines bekannten Selengleichrichters durch eine an ihn angelegte Spannung
von etwa 0,4 Volt erreicht wird. Der gleiche Ausschlag des Instrumentzeigers würde
dann bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Gleichrichters schon beim Anlegen einer
um o,-- Volt kleineren Spannung erreicht werden. Der Wattverbrauch und damit die
Verluste im Meßinstrument sind demnach im zweiten Falle entsprechend kleiner als
im ersten.
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Bei genauen Messungen kleinster Strom-oder Spannungswerte mit einem
Ventilmeßinstrument können diese Unterschiede schon von größerer Bedeutung sein.
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Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung des gekennzeichneten Selengleichrichters
in einer Meßschaltung besteht darin, daß die Meßinstrumentenskala schon bei geringen
Meßwerten einen nahezu proportionalen Verlauf hat und infolgedessen auch schon im
unteren Bereiche der Skala genaue Ablesungen gemacht werden können.
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Der neue Selengleichrichter läßt sich aber auch in anderen Fällen
mit Vorteil gegenüber dem bekannten Selengleichrichter anwenden, und zwar immer
dort, wo kleine Spannungen bis zu etwa o,7 Volt an den Gleichrichter angelegt werden
sollen.