DE887542C - Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfaehigkeit - Google Patents
Elektrodensystem unsymmetrischer LeitfaehigkeitInfo
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Description
- Elektrodensystem unsymmetrischer Leitfähigkeit Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem mit unsymmetrischer Leitfähigkeit, das aus einer elektropositiven und einer elektronegativen Elektrode besteht, die durch einen kristallinen Stoff getrennt sind, sowie aus einer in diesem eingelagerten Steuerelektrode. Es unterscheidet sich von den. bekannten Systemen dadurch, daß der kristalline Stoff einen Brechungsexponenten höher als a und gestörtes stöchiometrisches Gleichgewicht besitzt und daß die Steuerelektrode aus einem Metall mit elektronegativem Verhalten gegenüber den Anionen des kristallinen Stoffes besteht.
- Die bekannten Anordnungen dieser Art ergeben kein befriedigendes Resultat, da die gewählten Dielektrika, wie z. B. Kunstharz, praktisch einen Durchgang von Elektronen nicht zulassen. Diese, die praktische Durchbildung gesteuerter Elektronensysteme in Form fester Körper hindernden Mängel werden durch die Erfindung behoben. Nach der Erfindung wird als Dielektrikum, welches die Steuerelektrode aufnimmt, eine kristalline Metallverbindung gewählt, die, an sich ein Isolator, in ihrem Kristallgitter Zentren aufweist, welche unter geeigneten Bedingungen einen Weg für eine Elektronenleitung bilden. Solche Zentren können gebildet werden durch einen Überschuß einer Komponente der Mzetallverbindung, d. h. sobald ihr stöchiometrisches Gleichgewicht gestört ist. Kristalline Stoffe dieser Art gibt es in großer Anzahl. Bei den meisten setzt jedoch jener Leitungsmechanismus erst bei erhöhter Temperatur ein. Erfindungsgemäß werden jedoch kristalline Stoffe mit einem hohenBrechungsexponenten (yai2) gewählt, welche die oben angegebenen Eigenschaften haben. Bei ihnen setzt die Elektronenleitung bereits bei Zimmertemperatur ein. Geeignet sind z. B. Kadmiumselenid und Zinkoxyd.
- Die Störung des stöchiometrischen Gleichgewichtes oder allgemeiner die Erzeugung solcher Zentren kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ein einfaches Verfahren besteht darin, daß man den kristallinen Stoff bei erhöhter Temperatur dem Dampf eines geeigneten Elementes aussetzt.
- Die unsymmetrische Leitfähigkeit in einem System, in welchem als Dielektrikum eine Kristallschicht der beschriebenen Art zur Anmeldung gelangt, wird durch die Wahl der Elektroden hergestellt. Als Kathode dient ein Metall, welches Elektronen abgeben kann, also ein elektropositives Verhalten zeigt. Gute Resultate erhält man beispielsweise mit einer Calciumkathode. Die Kathode kann auch dadurch zur Abgabe von Elektronen befähigt werden, daß man sie in Form einer oder mehrerer Spitzen ausbildet, welche zuvor durch anodische Polarisation formiert werden. Als Anode verwendet man hingegen ein Metall, welches keine Elektronen liefert, z. B. Platin.
- Der Einbau der Steuerelektrode in ein kristallines Dielektrikum der beschriebenen Art begegnet keinen grundsätzlichen Schwierigkeiten. Die kristalline Schicht kann aus der Schmelze um die erhitzte Elektrode herumwachsen oder aus übersättigter Lösung oder durch Aufdampfen auf ihr zur Entstehung gebracht werden. Wesentlich ist aber, eine Gitteremission, wie sie analog in Entladungsröhren auftreten kann, zu verhindern. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Steuerelektrode aus einem Metall mit elektronegativem Verhalten gegenüber dem Anion der Kristallschicht hergestellt.
- Eine günstige Ausführungsform,des Elektrodensystems -besteht darin, daß- die Kathode und die Anode aus konzentrisch angeordneten zylindrischen Körpern bestehen, auf deren Innern die dielektrische Schicht, die Steuerelektrode umhüllend, aufgedampft ist.
- Bewährt hat sich ein Herstellungsverfahren, bei dem das Dielektrikum aus einer die innere Elektrode einhüllenden Schicht besteht, die durch Aufdampfen auf einen isolierenden Träger erzeugt wird.
- Mit Vorteil kann die äußere Elektrode bei einem konzentrisch angeordneten System durch Aufdampfen eines geeigneten Metalls auf die dielektrische Schicht unmittelbar gebildet werden.
- Die Zeichnung zeigt in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele gemäß der Lehre der Erfindung.
- In Abb. i ist in eine kristalline Schicht i aus Kadmiumselenid eine Steuerelektrode 2 aus Platin eingebettet. Auf der einen Seite des Dielektrikums ist als Anode 3 eine Schicht aus Graphit oder Platin aufgedampft, während auf der entgegengesetzten Seite eine Schicht aus einem Elektronen abgebenden Metall, z. B. Calcium, als Kathode q. aufgebracht ist. .Die Stromzuführung kann über angedrückte Metall- oder Graphitelelctrode:l5 -erfolgen. Legt man nun zwischen die Elektroden 3 und q. eineAnodenspannung 6 und führt der Steuerelektrode 2 eine von negativen zu positiven Werten wechselnde Gitterspannung 7 zu, so erhält man die für die Verstärkerröhre typische Charakteristik des Anodenstromes in Abhängigkeit von der Gitterspannung. Derartige Systeme sind also in gleicher Weise als Audion und Verstärker anwendbar wie die gittergesteuerten Vakuumröhren.
- In Abb.2 und 3 sind zwei praktische Ausführungsbeispiele für ein unsymmetrisch leitendes System mit Steuerelektrode nach der Erfindung dargestellt, und zwar in mindestens fünf- bis zehnfacher Vergrößerung.
- Abb. 2 zeigt eine ebene Anordnung, deren Ausdehnung senkrecht zur. Bildebene erheblich größer zu denken ist als in der Bildebene. Auf einer isolierenden Trägerplatte 8 ist beispielsweise Kadmiumselenid in dünner Schicht aufgedampft. Auf dieser Teilschicht sind die Kathode 9, die Anode io und die Steuerelektrode i i angeordnet. Die Steuerelektrode kann zweckmäßig auch mehrteilig oder durchbrochen ausgebildet sein, um den Elektronen einen bequemen Weg zu schaffen und den inneren Widerstand der Anordnung zu verringern. Darauf wird eine weitere Teilschicht aus Kadmiumselenid aufgedampft, so daß die drei Elektroden bis auf die aus dem System hervorragenden Zuführungen von der Schicht 12 vollständig eingehüllt sind. Zum Schutz dieser Schicht kann eine weitere Deckelektrode 13 aus Isoliermaterial vorgesehen sein.
- Abb. 3 zeigt ein kreissymmetrisch angeordnetes System nach der Erfindung. Auf die als Draht oder Röhrchen von zylindrischem Querschnitt zu denkende Elektrode 14 ist Kadmiumselenid oder ein ähnlicher dielektrischer Körper 15 aufgedampft. Auf ihr ist eine Anzahl von Steuerelektroden, beispielsweise in Form dünner Metallfäden 16, angeordnet und hierauf eine weitere Schicht von Kadmiumselenid 15 od. dgl. aufgedampft, so daß die Steuerelektroden völlig von ihr eingehüllt sind. Diese dielektrisehe Schicht wird auf ihrer Oberfläche mit der Kathode 17 in Verbindung gebracht, die zur Erzielung eines anliegenden Kontaktes ebenfalls durch Verdampfung eines geeigneten Metalls, z. B. Calcium, erzeugt werden kann. Auf diese Weise lassen- sich steuerbare Trockengleichrichter herstellen, welche sich durch hohe Feldstärke und geringe Kapazität auszeichnen. Die Erzeugung der dielektrischen Schicht durch Aufdampfen hat den Vorzug, daß sich besonders leicht Schichten mit gestörtem stöchiometrischem Gleichgewicht herstellen lassen, die sich den Elektroden der verschiedensten Formen lückenlos anschließen.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrodensystem mit unsymmetrischer Leitfähigkeit, bestehend aus einer elektropositiven und einer elektronegativen Elektrode, einem beide trennenden kristallinen Stoff sowie einer in diesem eingelagerten Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Stoff einen Brechungsexponenten höher als 2 und gestörtes stöchiometrisches Gleichgewicht besitzt und. daß die Steuerelektrode aus einem Metall mit elektronegativem Verhalten gegenüber dem Anion des kristallinen Stoffes besteht.
- 2. Elektrodensystem nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode und die Anode aus konzentrisch angeordneten zylindrischen Körpern bestehen, auf deren Innerem die dielektrische Schicht, die Steuerelektrode umhüllend, aufgedampft ist.
- 3. Verfahren zum Herstellen eines Elektrodensystems gemäß Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum aus einer die innere Elektrode einhüllenden Schicht besteht, die durch Aufdampfen auf einen isolierenden Träger erzeugt wird. 4.. Verfahren zum Herstellen eines Elektrodensystems gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode durch Aufdampfen eines geeigneten Metalls auf der dielektrischen Schicht unmittelbar gebildet wird.
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DE1025526B (de) * | 1955-07-13 | 1958-03-06 | Siemens Ag | Halbleitergrundkoerper, vorzugsweise Einkristall, zum Aufbau von Halbleiteranordnungen, beispielsweise Gleichrichtern und Transistoren, und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE973206C (de) * | 1949-05-31 | 1959-12-24 | Siemens Ag | Regelbarer Widerstand |
DE1244987B (de) * | 1963-12-24 | 1967-07-20 | Hughes Aircraft Co | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung |
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1938
- 1938-11-16 DE DEA10138D patent/DE887542C/de not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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