DE7134791U

DE7134791U - Feldeffekttransistor fuer einen ionisationsrauchmelder

Info

Publication number: DE7134791U
Application number: DE19717134791U
Authority: DE
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-09-13
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2106486B1; GB1308873A; FR2106486A1; CH522295A; DE2145713A1; IT939760B; CA919308A; ZA715479B; AU3262771A

Description

8568-71/Sch/RÜ

Pile 198-4

JA Gbm-Annu SHO-45-90717

AT: 14. September 1970

Nittan Company, Limited Shibuya-ku, Tokyo (Japan)

Feldeffekttransistor für einen Ionisationsrauchmelder

Die Erfindung betrifft einen Feldeffekttransistor für einen Ionisationsrauchmelder. mit einem Halbleiterblock ur.d einer Quellen-, einer Senken- und einer Steuerelektrode und mindestenc drei, mit diesen Elektroden verbundenen Anschlußleitern.

Übliche Ionisationsrauchmelder weisen eine offene Ionisationskammer und eine geschlossene Ionisationskammer auf, die je mit einem Paar Elektroden und einer radioaktiven Quelle versehen sind. Die offene Ionisationskammer erlaubt einen Eintritt von Rauchteilchen aus dar Umgebungsluft. Beide Ionisa= tionskammern sind in Reihe an eine Alarmeinrichtung geschaltet und werden mit einer konstanten Spannung versorgt. Der Ionisationsrauchmelder enthält ferner einen Feldeffekttransistor, dessen Steuerelektrode an den Verbindungspunkt der beiden Ionisationskammern angeschlossen ist und dessen Kanalstrecke über einen Lastwiderstand zwischen die beiden Anschlüsse, an welche auch die Ionisationskammern angeschlossen sind, geschaltet ist, Ferner ist zwischen die beiden Anschlüsse ein Relaiseleinent wie ein gesteuerter Siliziumgleichrichter geschaltet, das vom Ausgangssignal des Feldeffekttransistors gesteuert wird. Dringt Rauch in die offene Ionisationskammer ein*, dann verringert sich der Ionisierungsstrom in der offenen Ionisationskammer und erhöht das Potential am Yarbindungspunkt beider Kammern, also auch an der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors. Dadurch erhöht sich das Au&gangssignal des Feldeffekttransistors, so daß das Relaiselement in seinen Leitungszustand gesteuert wird und beide Anschlüsse kurzschließt, wodurch in der Zentraleinheit ein Alarm ausgelöst wird.

Bei derartigen Ionisationarauchmeldem soll der Feldeffekttransistor eine ausreichend hohe Isolation zwischen seiner Steuerelektrode und den anderen Elektroden haben, da die bei den Ionisationskammern im allgemeinen einen sehr hohen Wider

widerstand des Feldeffekttransistors im normalen Überwaohungsbetrieb ist. Eine Verringerung des Elektrodenisolationswiderstandes des Feldeffekttransistors kann häufig zu einem fehlerhaften Ansprechen des Ionisationsrauchmelders führen, so daß ein Fehlalarm gegeben wird. Die meisten Ionisationsrauchmelder sind an Raumdecken installiert und ständig über lange Zeiten einer verunreinigten Atmosphäre auegesetzt, eo daß die Oberfläche des Feldeffekttransistors mit Rauch und Wasserdampfablagerungen verschmutzt wird und ihr Widerstand stark herabgesetzt wird. Bei bekannten Feldeffekttransistoren ragen die Anschlußleiter der drei Elektroden in dieselbe Richtung und sind dicht nebeneinander sn^eordnet. Sie Elsktrodenisolstion des Feldeffekttransistors kann daher leicht und erheblich verschlechtert werden. Man kann zwar den Feldeffekttransistor in der geschlossenen Ionisationskammer anordnen oder ihn in der Nähe der Anschlußleiter mit einem wasserabstoßenden Isolationsmaterial umkleiden, um diesen Effekt zu vermindern, jedoch sind diese Möglichkeiten aus konstruktiven Gründen unzweckmäßig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines günstiger ausgebildeten Feldeffekttransistors, welcher eine Herabsetzung seiner Elektrodenisolation wirksamer widersteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halbleiterkörper in einen Silikonharzblock eingebettet ist und daß der mit der Steuerelektrode verbundene Anschlußleiter an einer von den Herausführungspunkten der mit der Quellenbzw. Senkenelektrode verbundenen Anschlußleiter abgewandten Stelle aus dem Silikonharzblock herausgeführt ist.

Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines

Ausführungsbeispiel näher erläutert. Eb zeigt;

Pig. 1 «in Schaltbild eines Ioalsationerauchmelders, bei welchem sich die Erfindung anwenden läßt,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines üblichen ^Feldeffekttransistors und

Pig. 3 drei Aneichten eines nach der Erfindung ausgebildeten Feldeffekttransistors.

Gemäß Pig. 1 enthält der Ionisationsrauchmelder eine geschlossene Ionisationskammer 10 und eine offene Ionisationskammer 20, die in Reihe zwischen zwei Anschlüsse 1 und 2 geschaltet sind und parallel mit anderen Rauchmeldern an eine Zentraleinheit angeschlossen sind, die eine Konstantspannungsquelle V-id ein Alarmgerät enthält. Die geschlossene Ionisationskammer 10 hat ein Paar Elektroden 11 und 12 und eine radioaktive Quelle 13. wählend die cffsns Ionisationskammer 20 ein Paar Elektroden 21 und 22 und eine radioaktive Quelle 23 aufweist. Der Verbindungspunkt 3 der beiden Ionisationskammern 10 und 20 ist mit der Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 5 verbunden, dessen Kanalstromstrecke in Reihe mit einem Lastwiderstand 6 zwischen den Anschlüssen 1 und 2 liegt. Zwischen den Anschlüssen 1 und 2 liegt ferner ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 8, dessen Steuerelektrode über eine Zenerdiode 7 an die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 5 angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des Gleichrichters 8 liegt ferner über einen Ableitwiderstand an seiner Kathode.

Im normalen Betriebszustand fließt ein Sättigungs-Ionisierungsstrom in der geschlossenen Ionisationskammer 10, der auch die offene Ionisationskammer 20 durchfließt und damit den Yerbindungspunkt 3 und die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 5 auf einem bestimmten niedrigen Potential hält. Dringt Rauch in die offene Ionisationskammer 20 ein, dann verringert sich die Anzahl der darin befindlichen Ionen, und ihr Widerstand

erhöht sich. Diese Widerstandserhöhung der offenen Ionisationskammer 20 führt zu einem Anwachsen der Steuerelektrodenspannung des Feldeffekttransistors 5 und dementsprechend zu einem Anwachsen des seine Kanalstromstrecke durchfließenden Stromes. Demzufolge steigt die Quellenelektrodenspannung des leldeffekttraiieiotors 5» «ad wöüs. die Zensrspaimung der Zenerdiode 7 überschritten wird, überträgt sich dieser Spannungsanstieg auf die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters 8, der dann zum Leiten gebracht wird. Auf diese Weise wird die mit den beiden Anschlüssen 1 und 2 verbundene Spannungsquelle in der Zentraleinheit über dem gesteuerten Siliziumgleichrichter δ kurzgeschlossen, und es wird ein Alarm ausgelöst.

Im normalen Überwachungsbetrieb sind die Widerstände der beiden Ionisationskammern 10 und 20 außerordentlich hoch, etwa

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im Bereich von 0,3 bis 0,5 x 10 0hm. Wie sich anhand von Fig. 1 ohne weiteres erkennen läßt, führt eine Verringerung des Elektroden-Isolationswiderstandes insbesondere zwischen der Steuerelektrode und den anderen ^ I"ktroden des Feldeffekttransistors 5 zn einer nennenswerten Veränderung der Steuerelektrodenspannung und der Quellenelektrodenspannung, so daß ein Fehlalarm durch den Rauchmelder ausgelöst werden kann.

Fig. 2 ist ein Beispiel eines bekannten Feldeffekttranbistors veranschaulicht, dessen Halbleiterelement in einem Metallgehäuse 30 eingekapselt ist, ans dem heraus sich die drei Anschlußleiter 31, 32 und 33 der Steuerelektrode, der Quellenelektrode und der Senkenelektrode in der gleichen Richtung durch einen nicht dargestellten Sockel erstrecken. Diese An-Schlußleiter sind so dicht nebeneinander angeordnet, daß es sehr schwierig ist, einen hohen Elektroden-Isolationswiderstand aufrechtzuerhalten.

In den drei Darstellungen der Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Der Halbleiterkörper des Feld-

effekttransistors ist in einen geschmolzenen Block 40 aus Silikonharz eingebettet. Die Quellen- und Senkenanschlußleiter 42 und 43 ragen nach unten, der Steuerelektrodenanschlußleiter 41 ragt dagegen nach oben, so daß er längs der Oberfläche des Blockes 40 einen erheblichen Abstand zu den Quellen- und Senlcenanschlußleitern 42 und 43 hat= Es hat sich herausgestellt, daß die Elektrodenisolation dieses Feldeffekttransistors sich praktisch nicht infolge der üblicherweise auftretenden Verschmutzung verschlechtert, wenn die Ausführungsstelle des Steuerelektrodenanschlußleiters 41 etwa 10 mm von den Ausführungsstellen der Quellen- und Senkenanschlußleiter 42 und 43 entfernt ist, und ein solcher Abstand läßt sich ohne weiteres realisieren.

Bei der Herstellung dieses Feldeffekttransistors wird der Halbleiterkörper mit einem Silikongießharz umgössen und dann mit einem hydrophoben Silikonüberzugsharz imprägniert. Diese Imprägnierung dient dazu, event*uell während des G-ießvorganges in ClSr Nails dSr AHSChlu""'^<ai"'"^is'** onfno+wo+ojio Τ/ι^-Ρ-ΚΗΤ^αΛν^⁰¹"¹ —T.^i<-»Vi,a··"« auszufüllen und die wasserabstoßenden Eigenschaften der Oberfläche zu verbessern, so daß durch Wasserdampfniederschlag bedingte Verunreinigungen vermieden werden.

Das quadratische Profil des in Fig. 4 dargestellten Feldeffekttransistors bezieht sich nur auf ein Illustrationsbeispiel, selbstverständlich kann der Transistor auch in anderer Weise äußerlich gestaltet sein.

Claims

- 6 Einsprüche

1. Feldeffekttransistor für einen Ionisationsrauchmelder,

mit einem Halbleiterblock und einer Quellen-, einer Senken- und einer Steuerelektrode und mindestens drei, mit diesen Elektroden verbundenen Anschlußleitern, dadurch gekennze ichnet, daß der Halbleiterkörper in einem Silikonharzblock (40) eingebettet ist und daß der mit der Steuerelektrode verbundene Anschlußleiter (41) an eine? von den Herausführungspunkten der mit der Quellenbzw. Senkenelektrode verbundenen Anschlußleiter (42,43) abgewandten Stelle aus dem Silikonharzblock herausgeführt ist.

2. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <"<aß der Silikonharzblock (1-0) einen Überzug aus einem wasserabstoßenden Silikonharz aufweist.

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