DE916084C

DE916084C - Elektrisch steuerbarer Halbleitergleichrichter

Info

Publication number: DE916084C
Application number: DEP33822A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Ludwig Grassl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-02-11
Filing date: 1949-02-11
Publication date: 1954-08-02

Description

Elektrisch steuerbarer H albleitergleichrichter Es sind bereits steuerbare Halbleitergleichrichter, insbesondere Germaniumhalbleiter, bekannt, bei denen eine Elektrode für den Eingangs- und eine zweite Elektrode für den Ausgangskreis angeordnet ist. Solche Halbleitergleichrichter arbeiten als Verstärker und sind in ihrer Wirkungsweise mit Eingitterelektronenröhren vergleichbar. Bei derartigen Halbleiterverstärkern wird ein kleiner Germaniumblock verwendet, dessen Masse den gemeinsamen Pol des Ausgangs- und des Eingangskreises darstellt; außerdem sind zwei getrennte Elektroden vorgesehen, von denen die eine als Steuerelektrode und die andere als Ausgangselektrode arbeitet. Diese beiden Elektroden bestehen bei der bekannten Anordnung aus dünnen Metallspitzen. Der Abstand zwischen den beiden Spitzen liegt dabei in der Größenordnung von etwa o,o5 mm. Bei einer solchen Anordnung ist die erzielbare Leistung außerordentlich gering. Um die Leistung eines solchen Halbleiterverstärkers zu, erhöhen, ist bereits vorgeschlagen worden, an Stelle der Spitzen größere Auflageflächen, z. B. Schneiden, zu verwenden, um dadurch den UIbergang größerer Ströme zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine größere Leistungssteigerung bei gesteuerten Halbleitergleichrichtern zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als getrennte Elektroden eine Vielzahl von dicht beieinanderliegenden Schneiden verwendet werden, die durch geeignete, nicht ganz bis zum Halbleiter reichende Isolierschichten, z. B. Glimmer- oder Lackschichten, voneinander getrennt sind. Infolge des außerordentlich geringen Abstandes der getrennten Elektroden des Eingangs- und Ausgangskreises kann aber durch eine solche Vergrößerung der Elektrodenflächen eine unerwünschte Kapazitätsvergrößerung hervorgerufen werden. Es können daher gemäß der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besondere Mittel vorgesehen sein, um solche unerwünschte Kapazitätserhöhungen zwischen den. Elektroden herabzusetzen. Zu diesem Zweck können die Trennschichten zwischen den Elektroden aus einem Isoliermaterial gebildet werden, das eine geringe Dielektrizitätskonstante besitzt; andererseits kann aber auch durch eine geeignete Anordnung der Schneiden ein größerer Abstand zwischen den Elektroden erzielt werden. Dies ist z. B. dann möglich, wenn die Schneiden in etwa axialer Richtung um einen stab- oder rohrförmigen Halbleiterkörper herum angeordnet sind.
Weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der Ausführungsbeispiele in den für die Erfindung wesentlichen Teilen schematisch dargestellt sind.
Fig. i zeigt ein Prinzipschaltbild eines Halbleiterverstärkers von bekannter Ausführung. Der Halbleiter ist dabei mit i bezeichnet und durch die Zuleitung 2 mit Nullpotential verbunden. Der Eingangskreis ist mit einer Steuerelektrode 3 verbunden und erhält über die Spannungsquelle 4 eine schwache positive Vorspannung. Die zu verstärkenden Steuerspannungen werden an den Klemmen 5 und 6 zugeführt. Dicht benachbart bei der als Spitze ausgebildeten Steuerelektrode 3 liegt die Ausgangselektrode 14, die bei der bekannten Anordnung gleichfalls als dünne Metallspitze ausgebildet ist. Eine Spannungsquelle 7 führt dabei eine negative Hilfsspannung von beispielsweise 20 Volt der Ausgangselektrode 14 zu. An den Klemmen 8 und 9 kann dann die verstärkte Steuerspannung abgenommen werden.
In Fig. 2 ist ein gesteuerter Halbleitergleichrichter nach der Erfindung dargestellt, und zwar im oberen Teil der Figur im Schnitt, während die untere Figur eine Draufsicht veranschaulicht. Es sind hier der Einfachheit halber die gleichen Bezugs7eichen verwendet, die in der Fig. i angewendet wurden. Auf dem Halbleiterkörper ist eine Vielzahl von dicht beieinanderliegenden Schneiden 3 und 14 vorgesehen, wobei immer abwechselnd eine dem Ausgangskreis und eine dem Eingangskreis zugehörige Elektrode aufeinanderfolgt. Mit io sind dabei die Isolierschichten bezeichnet, die als dünne Plättchen ausgebildet sein können und die einzelnen Elektroden voneinander trennen.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit rohrförmig ausgebildetem Halbleiter, der beispielsweise eine zylindrische Oberfläche besitzt. Im linken Teil der Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine solche Anordnung dargestellt, während der rechte Teil eine Seitenansicht veranschaulicht. Es sind hier wiederum die gleichen Bezugszeichen gewählt. Die einzelnen Elektroden stehen hierbei fächerartig auseinander. Durch. diese Anordnung in radialer Richtung werden die wirksamen Abstände zwischen Eingangs- und Ausgangselektrode vergrößert, so daß auf diese Weise ihre Kapazität stark herabgesetzt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisch steuerbarer Halbleitergleichrichter, insbesondere mit Germaniumhalbleiter mit zwei dem Eingangs- und dem Ausgangskreis zugeordneten, getrennten Elektroden und einer für die Kreise gemeinsamen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Elektroden je aus einer Vielzahl von abwechselnd dicht beieinander auf der Halbleiteroberfläche aufliegenden Schneiden, die durch geeignete, nicht ganz bis zum Halbleiter reichende Isolierschichten, z. B. Glimmer- oder Lackschichten, voneinander getrennt sind, bestehen.
2. Elektrisch steuerbarer Halbleitergleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um unerwünschte Kapazitätswerte zwischen den Elektroden herabzusetzen.
3. Elektrisch steuerbarer Halbleitergleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden in axialer Richtung um einen vorzugsweise zylindrischen oder rohrf5rmigen Halbleiterkörper herum angeordnet sind. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 3:I9 584; deutsche Patentschrift Nr. 339 36-I; USA.-Patentschrift Nr. 2 2o8 455; Buch: E. J u s t i »Leitfähiglteit u. Leitmechanismus fester Stoffe«, 1948, S. 277 bis 279.