DE851227C

DE851227C - Selengleichrichter

Info

Publication number: DE851227C
Application number: DE1950S0019303
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr-Ing Weber
Original assignee: Sueddeutsche Apparate Fabrik GmbH
Current assignee: Sueddeutsche Apparate Fabrik GmbH
Priority date: 1950-09-21
Filing date: 1950-09-21
Publication date: 1952-10-02

Description

Selengleichrichter Es ist bekannt, Trockengleichrichter, insbesondere Seleirgleichrichter, in der Weise aufzubauen, daß auf eine geeignete Grundelektrodenscheibe eine dünne Halbleiterschicht aufgebracht wird, daß dann auf diese Halbleiterschicht eine mnetallische Deckelektrode, vorzugsweise von niedrigem Schmeelzpunkt, aufgebracht wird. Die Gleichrichterw-irkung beruht nun darauf, daß sich z#,vischon der Halbleiterschicht und der Declkelektrod;e die sogenannte Sperrschicht ausl)ild:t. Es ist weiterhin bekannt, die NVirkung des Gleichrichters dadurch zu verbessern, daß man dem Selen ein oder mehrere Halogen zusetzt. Das bzw. die Halogene könn.n rein oder in Form von Selenverbindungen oder in Form von Verbindungen untereinander oder mit sonsti"cn geeigneten Stoffen, z. B. 'Metallen, zuges@etzt werden. Durch diese Halogenzusätze wird die Leitfähigkeit :des Selens und damit der Wirkungsgrad des Gleichrichters wesentlich heraufgesetzt. Andererseits gilt es als notwendig, die eigentliche Sperrschicht, die mindestens in einer Richtung einen möglichst hohen Widerstand besitzen soll, von Halogen freizuhalten bzw. zu befreien. Dies wird durch den Formierungsprozeß bewirkt. Andererseits diffundiert im Laufe der Zeit und insbesondere bei hohen Temperaturen das Halogen wieder in nie Sperrschicht hinein. Es herrscht die Auffassung, daß auf diesen als Alterung bezeichneten PrOZeß die Verschlechterung der Gleichrichtereigenschaften im Laufe des Betriebes zurückzuführen ist. Um das in die eigentliche Sperrschicht eindringende Halogen unschädlich zu machen, also seine leitfähigkeitserhöhende Wirkung an dieser Stelle zu vernichten, wird der Deckelektrode ein Metall, wie Thallium, zugesetzt. Das Thallium diffundiert -aus der Deckielektrode in die Sperrschicht hinein und neutralisiert die Wirkung des Halogens.
Die Erfindung befaßt sich mit Maßnahmen, durch welche der Eintritt von Halogen, mindestens der Eintritt von wirksamem Halogen, in die Sperrschicht verhindert wird. Gemäß der Erfindung erfolgt der Aufbau der Gleichrichter in der Weise, daß auf eine Schicht aus halogenhaltigem Selen zunächst eine dünne hsolier-schicht aufgebracht, wird oder statt der Isolierschicht eine dünne Metallschicht aus einem Metall wie Thallium, oder sowohl eine Isolierschicht als auch eine Schicht aus einem Metall wie Thallium, und daß auf diese Schicht dann eine halogenfreie Selenschicht aufgebracht wird, die vorzugsweise außerordentlich dünn ist. Bei der Auswahl des Isolierstoffes, z. B. eines Lackes, ist darauf zu achten, da!ß das Selen eire Te.mperungsbehan'dlung bei höherer Temperatur erfährt, durch welche es in die für die Gleichrichtung erforderliche Modifikation übergelführt wird. Im übrigen kann die Auswahl aus allen für eine künstliche Sperrschicht bei Gleichrichtern in Frage kommenden Isolierstoffen erfolgen. Soweit es sich um eine Metaulzwischenschicht handelt, die einte nachteilige Halogeawanderung verhindern soll, also z. B. um eine Thalliumschicht, ist es zweckmäßig, diese Schicht in mornatom@arer Stärke aufzubringen oder jedenfalls so, daß keine Querleitfähigkeit vorliegt. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, der Zwischenschicht bereits eine oder mehrere Komponenten des Deckelektroden-' materials zuzusetzen, insbesondere solche Komponenten, welche sich für die Bildung der eigentlichen Sperrschicht als vorteilhaft erwiesen haben. Da die Beobachtung der für die Erhöhung der Sperrspannung in, bekannter Weise verwendeten Lackschichten ergeben hat, daß diese Lackschicht ihre Wirkung -bereits daran zeigt, wenn sie porös ist so genügen für die gekennzeichnete Anordnung gleichfalls poröse Lackschichten. Man kann aber noch weiter gehen, indem man zwischen die halogenhaltige und die halogenfreie Selenschicht eine rasterartig verteilte Lackschicht anbringt, durch welche nur stellenweise der Kontakt zwischen der halogenhaltigen und der halogenfreien Selensc'hicht unterbrochen wird. Weiterhin kaum es zweckmäßig sein, die verschiedenen Arbeitisgänge in einer geeigneten Atmosphäre oder einem geeigneten Medium, durchzuführen. So sollte die halogenhaltige Selenschicht etwa in einer Stickstoffatmosphäre aufgebracht und gegebenenfalls auch thermisch behandelt werden, während die halogenfreie Selensehicht in einer Sauerstoffatmosphäre oder in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre aufgebracht und behandelt werden kann. Jeder solche Verfahrensschritt kann - zweckmäßig in einen dicht oder nahezu dicht abgeschlossenen Raum durchgeführt werden, in welchem durch ständiges Zuströmen von Gas oder Dampf die gewünschte Atmosphäre aufrechterhalten wird. Die angegebenen Beispiele für diese Atmosphäre- sind in keiner Weise bindend. Je nach den Gleichrichtereigensaliaften, die angestrebt werden, kann auch eine andere Atmosphäre oder ein anderes Medium gewählt werden, z. B. Sauerstoff statt Stickstoff und umgekehrt oder irgendeine andere geeignete oder geeignet zusammengesetzte Atmosphäre. So hat sich z. B. gezeigt, daß die Atmosphäre auch auf die Haftfähigkeit der verschiedenen Schichten nicht ohne Einfuß ist. Indem ,durch den Abschluß der halogenhaltigen Selenschicht durch eine Lack- oder Thalliurnschicht od°r durch beides definierte Potentialverhältnisse geschaffen werden kann die Selenscihicht, soweit sie Halogen enthält, sehr dünn gemacht werden, ohne daß Durchschlagsgefahr besteht. Dadurch werden die Verluste des Glei'c'hrichters stark herabgesetzt.
Die Aufbringung der Schichten kann durch bekannte Verfahren erfolgen. Als Isolierstoff empfiehlt sich die Aufbringung eines in einem Lösungsmittel gelösten Lackes. Es bleibt nach der Verflüchtigung des Lösungsmittels eine außerordentlich dünne Lackschicht zurück. Durch Wahl der Konzentration des Lösungsmittels kann die Dicke der Lackschicht geregelt werden. Es kann aber auch irgendein anderer Isolierstoff verwendet werden, der sich nach irgendeinem Verfaihren in der gewünschten geringen Schichtstärke aufbringen läßt. Für die Aufbringung der sehr dünnen T'h#allium- oder halogenfreien S.elenschicht kann man sich der Kathodenzerstäubung, der Aufdampfunig oder eines elektrolytischen Verfahrens bedienen. Auch Aufspritzen ist in bekannter Weise möglich. Ein Gleichrichter von dem gekennzeichneten Aufbau hat nur eine sehr geringe Alterung.
In der Abbildung ist ein Querschnitt durch den gekennzeichnetenSchiahtenaufbaudargestellt. Mit i ist die Grundelektrode bezeichnet, während 2 die halogenhaltige Seleinschicht darstellen soll.
Zwischen i und 2 können in bekannter Weise Zwischenschichten eingefügt werden, die nicht dargestellt sind. Mit 3 ist weiterhin eine dünne Schicht bezeichnet, welche gemäß der Erfindung dazu dient, ein Weiterwandern des in der halogenhaltiger Selenschicht befindlichen Halogens durch Diffusion zu verhindern. Diese Schicht kann aus einem Isoliermaterial, z. B. einem Lack, bestehen oder aber aus einem Metall wie Thallium, welches die Diffusion des Halogens verhindert oder welchies die Wirkung des Halogens neutralisiert. Gegebenenfalls aber kann diese Schicht sowohl aus einer Teilschicht aus einem Metall wie Thallium als auch aus einer zweiten Teilschicht aus einem Isolierstoff bestehen. Mit 4 ist dann die halogenfreie Selenschicht bezeichnet, deren Substanz mit der Deckelektrode 5 die' Sperrschicht bildet. Insbesondere bei dem Aufbringen der Deckelektrode 5 ist .darauf Rücksicht zu nehmen, daß an den Rändern kein Kurzschluß entsteht. i

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selentrockengleichrichter mit auf einer geeigneten Grundplatte aufgebrachten Selenschicht, deren der Deckelektrode benachbarte Schicht halogenfrei, mindestens aber Halogenarm ist, daduroh gek-:nnz:ichnet, daß zwischen die Halogenhaltige und die halogenfreie Selenschicht f.irie vorzugsweise sehr dünne Schicht eingeschalt:t ist, welche dem Eintritt des Halogens in die halogenfreie Selenschicht entgegenwirkt oder die Wirkung etwa übertretenden lialog,eus aufhebt (neutralisiert). a. Selentrockengleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die halogenhaltige und die Halogenfreie Sel,enschicht ehre vorzugsweise sehr dünne Isolierschicht, z. 13. aus Lack, eingeschaltet ist. 3. Selentrockengleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekeiinzeiclinet, daß zwischen die halogenhaltige und die halogenfrei; Selenschicht eine 11etallscliicht, z. B. eine Thalliumschicht, eingeschaltet ist, welchevorzugsweiseso dünn ist, daß sie keine Querleitfähigkeit besitzt. .4. Selentrockengleichrichter nach Anspruch i his 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischeni die halogenhaltige und die halogenfreie Selenschicht eine Isolierschicht und eine Metallschicht, wie z. B. eine Thalliumschicht, eingebracht ist, vorzugsweise in der Reihenfolge, daß auf das halogenhaltige Selen zunächst di.-. Thalliumsbhicht u-nid auf dieise die Lackschicht aufgebracht ist. 5. Selentrockengleichrichter nach Anspruch i his .4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht und/oder die Metallschicht, beispielsweise die Thalliumschicht, als Punkt- oder Strichraster von geeigneter Feinheit aufgebracht ist. 6. Selentrockengleiohrichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht in die Rasterlücken der Metallschicht eingebracht ist.