DE707913C - Dry rectifier with a semiconductor made of copper or silver selenide and equipment for its operation - Google Patents
Dry rectifier with a semiconductor made of copper or silver selenide and equipment for its operationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Trockenplattengleichrichters mit einem aus Kupfer- oder Silberselenid bestehenden Halbleiter und einer keine Sperrschicht S bildenden Zuführungselektrode ■ (Trägerei ektrode), welcher sich gegenüber den bekannten Trockengleichrichtern durch eine außerordentlich hohe Belastbarkeit auszeichnet. Ein Trockengleichrichter von 5 mm Durchmesser nach der Erfindung gestattet bei Spannungen von 15 bis 20 Volt die Gleichrichtung von Strömen von 10 bis 12 Amp. und eine Regulierbarkeit über einen Bereich von 0,5 bis 12 Amp. Die Sperreigenschaften des neuen Gleichrichters sind ganz hervorragend, da ein Rückstrom nur mit empfindlichen Meßinstrumenten überhaupt nachzuweisen ist, während die Stromdurchlässigkeit in der Flußrichtung mit zunehmender Spannung außerordentlich steil ansteigt.The invention relates to the improvement of a dry plate rectifier with a semiconductors made of copper or silver selenide and a no barrier layer S forming supply electrode ■ (carrier ektrode), which is opposite to the known Dry rectifiers are characterized by an extremely high load capacity. A Dry rectifier of 5 mm diameter according to the invention allows for voltages from 15 to 20 volts, the rectification of currents from 10 to 12 amps. and controllability over a range of 0.5 to 12 amps. The locking properties of the new Rectifiers are very good because a reverse current is only possible with sensitive measuring instruments can be proven at all, while the current permeability in the flow direction with increasing voltage increases extremely steeply.
Diese guten Eigenschaften erhält der Trockengleichrichter nach der Erfindung durch die Wahl einer ganz oder teilweise aus Beryllium bestehenden, sperrschichtbildenden Gegenelektrode. Diese Gegenelektrode kann aus einer eine feste Platte selbst sperrschichtbildenden Leichtmetalls ganz oder teilweise bedeckenden Schicht aus Beryllium bestehen oder aber durch einen oder mehrere diskrete, auf einer solchen Leichtmetallplatte angeordnete Berylliumkristalle gebildet werden. Es ist also keineswegs erforderlich, daß eineThe dry rectifier according to the invention has these good properties by choosing a barrier layer-forming barrier layer consisting entirely or partially of beryllium Counter electrode. This counter electrode can consist of a self-barrier layer forming a solid plate Light metal completely or partially covering layer consist of beryllium or by one or more discrete, Beryllium crystals arranged on such a light metal plate are formed. It so it is by no means necessary that a
homogene und in sich geschlossene Berylliumschicht vorliegt.homogeneous and self-contained beryllium layer is present.
Um eine noch weitere Abnahme des inneren Widerstandes einerseits und des bei eine: solchen Trockengleichrichter an sich sehe): sehr geringen Rückstromes andererseits zu erzielen, kann dem Halbleitermaterial zweckmäßig eine geringe Beimengung von etwa 5 % von Barium- oder Strontiumcarbonat zugefügt sein.In order to achieve a further decrease in the internal resistance on the one hand and in the case of one: see such dry rectifier per se): very low reverse current on the other hand achieve, the semiconductor material can expediently add a small amount of about 5% of barium or strontium carbonate may be added.
Die Herstellung eines Trockengleichrichters nach der Erfindung kann folgendermaßen vor sich gehen. Auf einer selbst eine Sperrschicht bildenden Aluminiumplatte wird beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum eine dünne Berylliumschicht erzeugt, oder aber es werden einzelne kleine Berylliumkristalle durch Eindrücken oder Einschlagen auf einer solchen Aluminiumplatte befestigt. Die so fertiggestellte Gegenelektrode wird unter einem Druck von etwa 5000 Atmosphären mit dem auf einer Zuführungselektrode aus Nickel angebrachten Selenidhalbleiter vereinigt. Das so hergestellte Element wird unter normaler bis doppelter Belastung formiert. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, die Selenidschicht vorher anzufeuchten, um die Sperrschichtbildung zu fördern. Die Anfeuchtung kann mit Wasser oder mit wasserverdünnter seleniger Säure oder einer alkoholischen Jodlösung vorgenommen werden.The manufacture of a dry rectifier according to the invention can proceed as follows go yourself. For example, on an aluminum plate which itself forms a barrier layer A thin beryllium layer is produced by vapor deposition in a vacuum, or individual small beryllium crystals are produced attached by pressing or hammering in on such an aluminum plate. The so Completed counter electrode is made under a pressure of about 5000 atmospheres with that on a lead electrode Nickel attached selenide semiconductor united. The element so produced is formed under normal to double stress. It proves to be useful moisten the selenide layer beforehand to promote the formation of the barrier layer. The moistening can with water or with water-thinned selenous acid or an alcoholic acid Iodine solution can be made.
Die formierten Gleichrichterelemente bilden eine feste Einheit und sind ohne Anwendung von druckausübenden Halterungsmitteln verwendbar.The formed rectifier elements form a solid unit and are not used can be used by pressure-exerting retaining means.
Bei der Inbetriebsetzung derartiger Trokkengleichrichter zeigt es sich, daß sich die Sperrwirkung erst bei Temperaturen von 100 bis 200 ° C voll ausbildet. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Betrieb derartiger Gleichrichter mit derart bemessenen Kühlmitteln zu versehen, daß die Betriebstemperatur bei etwa 100 bis 2000C liegt. Dies kann auf verschiedene Weise er-•»5 reicht werden, und zwar beispielsweise durch mit der Gegenelektrode in enger Berührung stehende Kühlplatten, deren Bemessung mittels eines Versuches ohne weiteres feststellbar ist. Ist die Einrichtung zum Betrieb solcher Gleichrichter mit einem motorischen Entlüfter versehen, so kann auch der Bemessungsvorschrift der Kühlung dadurch Genüge getan werden, daß die der vorgeschriebenen Betriebstemperatur entsprechende Umlaufgeschwindigkeit des Entlüfters entsprechend eingestellt wird.When such dry rectifiers are put into operation, it is found that the blocking effect is only fully developed at temperatures of 100 to 200 ° C. For this reason, a device is provided according to the invention for the operation of such rectifier with such sized cooling means, that the operating temperature is about 100 to 200 0 C. This can be achieved in various ways, for example by means of cooling plates that are in close contact with the counter electrode, the dimensions of which can be easily determined by means of an experiment. If the device for operating such rectifiers is provided with a motorized ventilator, the cooling specification can also be satisfied by setting the circulating speed of the ventilator corresponding to the prescribed operating temperature.
Die Einrichtung zum Betrieb solcherThe facility to operate such
Trockengleichrichter ist nach der Erfindung ferner so zu treffen, daß Mittel zum Auheizen der Gegenelektrode auf ihre bei 100 bis 200 ° C liegende Betriebstemperatur vorDry rectifier is also to be made according to the invention in such a way that means for heating up the counter electrode to its operating temperature of 100 to 200 ° C
gesehen sind. Diese Mittel können beispielsweise in einer den Kühlflächen genäherten oder sie umgebenden Heizspirale bestehen. Um ein Einschalten der Gleichrichtermente in kaltem Zustand und damit eine erlastung insbesondere der Spannungselle zu verhüten, ist ferner erfindungsgemäß einer derartigen Einrichtung eine von der Betriebstemperatur gesteuerte Schaltsperre für den Gleichrichterkreis hinzugefügt. Eine solche Schaltsperre kann beispielsweise in einer elektromagnetisch betätigten, das Schließen des Schalters hemmenden Sperrklinke bestehen, welche in einem besonderen Stromkreis Hegt, der durch einen von der Temperatur der Gleichrichter gesteuerten Bimetallschalter bei Erreichen der Betriebstemperatur geöffnet wird.are seen. These means can, for example, be in one of the cooling surfaces or they exist surrounding heating coil. To turn on the rectifier elements In addition, according to the invention, in the cold state and thus preventing stress, in particular, of the tension point is prevented such a device has a switching lock controlled by the operating temperature added for the rectifier circuit. Such a shift lock can, for example in an electromagnetically actuated, the closing of the switch inhibiting There are pawls, which are in a special circuit that runs through a bimetal switch controlled by the temperature of the rectifier when the Operating temperature is opened.
Diese Schaltsperre ist zweckmäßig mit selbsttätigen Mitteln zum An- und Abschalten der Heizvorrichtung verbunden, so daß auch im Falle einer unzulässigen Abkühlung der Gleichrichter während des Betriebes eine Wiederanheizung der Gegenelektroden gesichert ist.This switching lock is useful with automatic switching on and off connected to the heating device, so that even in the event of impermissible cooling of the The rectifier ensures that the counter-electrodes are reheated during operation is.
In der Abb. 1 ist schematisch ein Trockenplattengleichrichter nach der Erfindung dargestellt. Auf der keine Sperrschicht bildenden Zuführungselektrode 1 aus Nickel befindet sich die aus einem Kupfer- oder Silberselenid bestehende, gegebenenfalls eine geringe Beimengung von Barium- oder Strontiumcarbonat auf wei sende Halbleiterschicht 2. Die wirksame Gegenelektrode wird durch die auf der selbst sperrschichtbildenden Aluminiumplatte 3 befindlichen Berylliumschicht 4 gebildet.A dry plate rectifier is shown schematically in Fig. 1 shown according to the invention. Located on the lead electrode 1 made of nickel, which does not form a barrier layer that consisting of a copper or silver selenide, possibly a small one Admixture of barium or strontium carbonate on a white semiconductor layer 2. The effective counter-electrode is created by the self-barrier-forming aluminum plate 3 located beryllium layer 4 is formed.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trockenplattengleichrichters nach der Erfindung zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung die Abb. 2. In die auf der Zuführungselektrode ι aus Nickel befindliche Kupfer- oder Silberselenidschicht 2 ragen die auf der Aluminiumplatte 3 angeordneten Berylliumkristalle 4 hinein und bilden so mit der Schicht 2 einen engen Kontakt, während die von Beryllium unbedeckten Teile der Aluminiumplatte mit ihrer dünnen Oxydhaut ebenfalls in unmittelbarem Kontakt mit der Schicht 2 stehen.Another embodiment of a dry plate rectifier according to the invention Fig. 2 is also shown in a schematic representation. In the one on the supply electrode ι made of nickel copper or silver selenide layer 2 protrude Beryllium crystals 4 arranged on the aluminum plate 3 and thus form with it the layer 2 is in close contact, while the beryllium uncovered parts of the Aluminum plate with its thin oxide skin also in direct contact with the Layer 2 stand.
Abb. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung, mit der die Gleichrichterelemente auf ihre optimale Betriebstemperatur gebracht und auf ihr gehalten werden. Die mit Kühlplatten versehenen Gleichrichterelemente sind zu einer Säule 5 zusammengesetzt und mit dem Verbraucher 6 in Reihe an die Spannungsquelle 7 gelegt. Die Zuführungsleitung zur Spannungsquelle weist iao einen Schalter 8 auf, welcher mit der zum Anheizen der Gegenelektroden dienendenFig. 3 shows a schematic representation of an arrangement with which the rectifier elements brought to and maintained at their optimal operating temperature. The rectifier elements provided with cooling plates are assembled to form a column 5 and connected to the voltage source 7 in series with the consumer 6. The feed line to the voltage source generally has a switch 8, which is connected to the Heating up the counter electrodes
Heizspirale 9 zusammenwirkt. Auf einer der mit den Gegenekktroden in Berührung stehenden Kühlplatten ist, von dieser durch einen isolierenden Block getrennt, ein Bimetallschalter 10 angeordnet, der den ebenfalls auf der Kühlplatte isoliert befestigten Kontakt 10, 11 öffnen und schließen kann. Solange die Gegenelektroden und damit die Kühlplatten ihre optimale Betriebstemperatur nicht erreicht haben, ist der Kontakt 10, 11 geschlossen, so daß durch die Spannungsquelle 13 das Relais 14 erregt und die damit über einen Hebel 15 verbundene Sperrklinke in einer Lage gehalten ist, welche ein Schließen des Schalters 8 verhindert. Erst wenn die in Nähe des Bimetallstreifens 10 befindliche Kühlplatte hinreichend erwärmt ist, öffnet sich der Kontakt 10, 11, so daß das1 Relais 14 spannungslos wird. Dadurch gibt die Sperrklinke den Schalter 8 frei, so daß er von Hand eingelegt werden oder selbsttätig den Hauptstromkreis schließen kann. Durch den Bimetallschalter 10 wird ferner die Heizung der Spirale 9 gesteuert. Haben die Gleichrichter ihre richtige Arbeitstemperatur angenommen, wird die Spannungsquelle 13 auch von der Heizspirale 9 abgeschaltet. Sinkt während der Betriebsdauer die Temperatur unter das zulässige Maß, schließt der Bimetallschalter den Heizstromkreis aufs neue, bis die richtige Temperatur durch die von der Heizspirale 9 abgegebene Wärme wieder erreicht ist.Heating coil 9 cooperates. On one of the cooling plates in contact with the counter electrodes, separated from it by an insulating block, a bimetallic switch 10 is arranged, which can open and close the contact 10, 11, which is also insulated on the cooling plate. As long as the counter-electrodes and thus the cooling plates have not reached their optimal operating temperature, the contact 10, 11 is closed, so that the relay 14 is excited by the voltage source 13 and the pawl connected to it via a lever 15 is held in a position which allows for closing the switch 8 prevented. Only when the cooling plate located in the vicinity of the bimetallic strip 10 is heated sufficiently, the contact 10, 11, so that the relay 14 is energized 1 opens. As a result, the pawl releases the switch 8 so that it can be inserted by hand or automatically close the main circuit. The heating of the spiral 9 is also controlled by the bimetal switch 10. Once the rectifiers have reached their correct working temperature, the voltage source 13 is also switched off by the heating coil 9. If the temperature falls below the permissible level during the operating period, the bimetal switch closes the heating circuit again until the correct temperature is reached again by the heat given off by the heating coil 9.
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