DE936776C

DE936776C - Temperature sensitive control device

Info

Publication number: DE936776C
Application number: DEG10770A
Authority: DE
Inventors: William Crawford Dunlap Jun
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1952-01-17
Filing date: 1953-01-18
Publication date: 1955-12-22
Also published as: GB737324A

Description

Temperaturempfindliche Steuereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung, bei welcher temperaturempfindliche Elemente verwendet werden, die den Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung dieses Elements in Abhängigkeit von den in ihm auftretenden Temperaturänderungen beeinflussen.Temperature Sensitive Controller The invention relates to to a control device in which temperature-sensitive elements are used which are the output current or the output voltage of this element as a function of influenced by the temperature changes occurring in it.

Derartige temperaturempfindliche Steuereinrichtungen dienen im allgemeinen dazu, die Betriebstemperatur oder den Temperaturbereich in verschiedenartigen industriellen Anlagen zu messen und zu regeln. Die- temperaturempfindlichen Elemente solcher Temperaturregler beruhen entweder auf dem thermoelektrischen Prinzip, sind also z. B. Thermoelemente, welche eine ihrer Temperatur entsprechende Spannung liefern, oder beruhen auf der Wärmeabhängigkeit des elektrischen Widerstandes, d. h. also, daß die elektrische Leitfähigkeit temperaturabhängig schwankt. Die elektrische Ausgangsgröße dieser bekannten wärmeempfindlichen Elemente liefert die betreffende Temperatur nur relativ und enthält keine absolute positive Anzeige dafür, daß eine vorgegebene höhere Temperaturgrenze erreicht oder überschritten wird.Such temperature-sensitive control devices are generally used to the operating temperature or the temperature range in various industrial Measure and regulate systems. The temperature-sensitive elements of such temperature controllers are either based on the thermoelectric principle, so are z. B. Thermocouples, which deliver a voltage corresponding to their temperature, or are based on the Heat dependence of the electrical resistance, d. H. so that the electrical The conductivity varies depending on the temperature. The electrical output of this known heat-sensitive elements provides the relevant temperature only relatively and does not contain an absolute positive indication that a given higher temperature limit has been reached is reached or exceeded.

Außerdem sind die bekannten thermoelektrischen Elemente nur beschränkt verwendbar. Sie liefern nämlich im allgemeinen nur Spannungen von weniger als 2 Millivolt bei Temperaturdifferenzen unter 25o° C, und es ist ferner nötig, einen Teil des Thermoelements in größerer Entfernung von der Wärmequelle anzuordnen und ihn auf ziemlich konstanter niedriger Temperatur zu halten, damit die Thermospannung eine meßbare Größe behält und die gewünschte Temperatur genau wiedergibt.In addition, the known thermoelectric elements are only limited usable. This is because they generally only supply voltages of less than 2 Millivolts for temperature differences below 25o ° C, and it is also necessary to have a To arrange part of the thermocouple at a greater distance from the heat source and to keep it at a fairly constant low temperature so as to reduce the thermal voltage retains a measurable quantity and accurately reproduces the desired temperature.

Die Erfindung bezweckt unter anderem eine Steuereinrichtung zu schaffen, bei welcher das wärmeempfindliche Element seiner Natur nach anzuzeigen vermag, ob eine vorgegebene höhere Temperatur erreicht wird und ferner eine absolute Anzeige dafür liefert, ob die Betriebstemperatur sich unterhalb oder oberhalb dieses vorgegebenen. Temperaturwertes befindet.The invention aims, inter alia, to create a control device in which the thermosensitive element is to be indicated by its nature able to whether a specified higher temperature is reached and also an absolute display it provides whether the operating temperature is below or above this specified. Temperature value is located.

An sich sind solche wärmeempfindlichen Elemente, bei denen von dem Verlust der ferromagnetischen Eigenschaften im Curiepunkt Gebrauch gemacht wird, bekannt. Wenn derartige Steuereinrichtungen mit mechanischen Bewegungen des ferrot magnetischen Körpers arbeiten, so sind sie jedoch mit mechanischer Trägheit behaftet und daher nur beschränkt verwendbar. Man kann auch daran denken, die Änderung der ferromagnetischen,Eigenschaften im Curiepunkt dadurch auszunutzen, däß der betreffende Eisenkörper als feststehender Kern einer Drosselspule verwendet wird, deren Induktivität sich dann am Curiepunkt nennenswert ändern wird und in einer elektrischen Schaltungsanordnung festgestellt werden kann.' Jedoch ist auch in einer solchen Anordnung eine Trägheit vorhanden, da wegen der Wärmekapazität des Eisenkörpers diese Meßeinrichtung nur mit Verzögerung ansprechen kann.In themselves, such thermosensitive elements are those of which Loss of ferromagnetic properties at the Curie point is used, known. If such control devices with mechanical movements of the ferrot magnetic bodies work, but they are subject to mechanical inertia and therefore only usable to a limited extent. One can also think of changing the ferromagnetic, properties in the Curie point by using the relevant Iron body is used as the fixed core of a choke coil, its inductance will then change significantly at the Curie point and in an electrical circuit arrangement can be determined. ' However, even in such an arrangement there is inertia available, because because of the heat capacity of the iron body, this measuring device only can respond with a delay.

Andere bekannte Einrichtungen machen von der Erscheinung Gebrauch, daß bestimmte Salze und Mischungen von Salzen im festen Zustand praktisch elektrische Isolatoren sind und im geschmolzenen Zustand eine gute Leitfähigkeit zeigen. Solche Einrichtungen können aber wegen der Wärmekapazität der zu schmelzenden Masse nur mit -Verzögerung ansprechen.Other known institutions make use of the phenomenon, that certain salts and mixtures of salts in the solid state are practically electrical Are insulators and show good conductivity when molten. Such However, facilities can only because of the heat capacity of the mass to be melted address with a delay.

Für den Bereich verhältnismäßig hoher. Temperaturen kann man auch eine Glühkathodenröhre im Sättigungsgebiet betreiben und die Emissionsstromstärke durch Bestrahlung der Kathode beeinflussen. Diese Einrichtung hat aber, abgesehen davon, daß . sie nur für Temperaturbereiche brauchbar ist, bei denen eine genügende Strahlung auftritt, den Nachteil, daß sie auch nicht völlig trägheitsfrei ist und daß sie einer sehr sorgfältigen Einstellung bedarf.Relatively higher for the area. You can also do temperatures operate a hot cathode tube in the saturation area and the emission current strength influence by irradiating the cathode. This facility has, however, apart of that. it is only useful for temperature ranges in which a sufficient Radiation occurs, the disadvantage that it is not completely inertia and that it requires a very careful attitude.

Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturempfindliche elektrische Steuereinrichtung mit einem Temperaturfühler und einer elektrischen Belastung, die nur auf Strom einer Richtung anspricht, und ist dadurch gekennzeichnet, daß -der Stromkreis einen P-Germanium-Körper enthält, dessen Steuerkennlinie, wie an sich bekannt, unterhalb einer Inversionstemperatur eine andere Polarität besitzt, wie oberhalb der Inversionstemperatur.The invention relates to a temperature sensitive electrical Control device with a temperature sensor and an electrical load that only responds to current in one direction, and is characterized in that -der Circuit contains a P-germanium body, the control characteristic of which, as in itself known to have a different polarity below an inversion temperature, such as above the inversion temperature.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gegenüber den bekannten Einrichtungen beispielsweise durch ihre Trägheitsfreiheit im Vorteil. Ferner -kann sie räumlich außerordentlich klein ausgeführt werden und benötigt nur ein Minimum an Hilfseinrichtungen. Man kann ferner durch geeignete Präparation des Germaniums die Inversionstemperatur auf einen gewünschten Punkt der Temperaturskala legen.The device according to the invention is compared to the known devices for example because of their freedom from inertia at an advantage. Furthermore, it can be spatially are made extremely small and only requires a minimum of auxiliary equipment. The inversion temperature can also be determined by suitable preparation of the germanium place on a desired point on the temperature scale.

Die Erfindung macht Gebrauch von den an sich bekannten Eigenschaften von P-Germanium, also von Germanium, in dem ein Überschuß von Defekt-Elektronen im Schalenaufbau vorhanden ist. Diese Fehlstellen können durch Spuren von Elektronen absorbierenden Verunreinigungen, im allgemeinen als Akzeptor-Verunreinigungen bezeichnet, hervorgerufen werden. Beispiele für derartige Akzeptor-Verunreinigungen für Germanium sind Aluminium, Gallium und Indium. Ein derartiges P-Germanium zeigt bei Temperaturen oberhalb eines bestimmten Wertes, der im folgenden als »Inversionstemperatur« bezeichnet wird, die Eigenschaften eigenleitenden Germaniums. Unter »eigenleitendem« Germanium wird dabei Germanium verstanden, welches annähernd völlig frei von wirksamen Verunreinigungen .ist, so daß es also als reines Germanium betrachtet werden kann. So kann man beispielsweise Germanium von Zimmertemperatur mit einem spezifischen Widerstand von 5o Ohm-Zentimeter als eigenleitendes Germanium betrachten. Bekanntlich ist Germanium ein Halbleiter und besitzt gewisse beeinflußbare elektrische Eigenschaften, beispielsweise thei#moelektrische Eigenschaften, den Hall-Effekt und eine unsymmetrische Leitfähigkeit. Man kann daher Germanium-Körper als Thermoelemente, Hall-Platten und als Gleichrichter verwenden. Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß P-Germanium die umgekehrte Polarität aufweist wie eigenleitendes Germanium. Die Richtung des Gleichrichtereffektes und die Polarität der thermoelektrischen Spannung oder der Hall-Spannung sind bei P-Germanium gerade umgekehrt wie bei eigenleitendem Germanium.The invention makes use of the properties known per se of P-germanium, i.e. of germanium in which an excess of defective electrons is present in the shell structure. These defects can be caused by traces of electrons absorbent contaminants, commonly referred to as acceptor contaminants, be evoked. Examples of such acceptor impurities for germanium are aluminum, gallium and indium. Such a P-germanium shows at temperatures above a certain value, hereinafter referred to as the "inversion temperature" becomes, the properties of intrinsic germanium. Under "intrinsic" germanium Germanium is understood here, which is almost completely free of effective impurities .is, so that it can therefore be regarded as pure germanium. So you can, for example Room temperature germanium with a resistivity of 50 ohm-centimeters consider intrinsic germanium. It is well known that germanium is a semiconductor and has certain electrical properties that can be influenced, for example thei # moelectric Properties, the Hall effect and asymmetrical conductivity. One can therefore Use germanium bodies as thermocouples, Hall plates and as rectifiers. It is important for the invention that P-germanium has the opposite polarity like intrinsic germanium. The direction of the rectifier effect and the polarity the thermoelectric voltage or the Hall voltage are even with P-germanium vice versa as with intrinsic germanium.

Der Grund für diese Eigenschaften des P-Germaniums ist offenbar darin zu sehen,. daß unterhalb der Inversionstemperatur in erster Linie die Akzeptor-Verunreinigungen die elektrischen Eigenschaften des Germanium-Körpers bestimmen, während bei Temperaturen oberhalb der Inversionstemperatur diese Verunreinigungen nur einen geringen oder gar keinen Einfluß haben, so daß der Germanium-Körper die Eigenschaften nahezu reinen Germaniums zeigt.The reason for these properties of p-germanium is apparently therein to see. that below the inversion temperature primarily the acceptor impurities determine the electrical properties of the germanium body while at temperatures above the inversion temperature, these impurities have only a small or have no influence at all, so that the germanium body has almost pure properties Germaniums shows.

Gemäß der Erfindung liegt P-Germanium als Temperaturfühler in einem Stromkreis mit einem elektrischen Verbraucher, dessen Temperatur geregelt werden soll. Wenn die Temperatur des P-Germaniums ansteigt, so wird ein Temperaturwert erreicht, bei welchem sich das P-Germanium in eigenleitendes Germanium umwandelt. Diese Umwandlung ist mit-einem Polaritätswechsel der elektrischen Steuereigenschaften verbunden. Es liegt also an dem Verbraucher eine Spannung einer bestimmten Polarität, solange sich die Germaniüm-Temperatur unterhalb des Inv ersionspunktes befindet; während sich oberhalb dieses Inversionspunktes das Vorzeichen der Spannung umdreht. Wenn der Verbraucher sowohl positiven als auch negativen Strom aufnehmen kann, wird dem Verbraucher ein Gleichrichter vorgeschaltet, so daß er nur dann gespeist wird, wenn der Germanium-Körper oberhalb oder unterhalb der Inversionstemperatur die gewünschte Polarität zeigt. Wenn der Verbraucher bereits selbst eine Gleichrichterwirkung aufweist, d. h., wenn er, wie man zu sagen pflegt, polaritätsempfindlich ist, ist kein derartiger zusätzlicher Gleichrichter nötig. Der wärmeempfindliche Germanium-Körper kann nach drei verschiedenen Gesichtspunkten ausgebildet werden, je nachdem, ob man von seinen thermoelektrischen Eigenschaften, von seinem Hall-Effekt oder von seinen Gleichrichtereigenschaften Gebrauch machen will. Bei der thermoelektrischen Ausführungsform erhält der Germanium-Körper Stabform mit Thermoelementstellen an beiden Enden. Bei der Hall-Effekt-Ausführungsform benutzt man eine dünne Scheibe aus P-Germanium, d. h. eine sogenannte Hall-Platte, und ordnet diese Platte senkrecht zu einem magnetischen Feld an. Bei der Gleichrichteranordnung benutzt man einen Körper aus P-Germanium, auf welchem eine metallische Punktelektrode aufliegt. Der thermoelektrische Germanium-Körper erzeugt selbst die elektrische Energie, und es ist daher keine Hilfsstromquelle mehr nötig. Das Thermoelement kann dabei Spannungen in der Größenordnung von q. Millivolt für Temperaturdifferenzen von nur io° C liefern. Die Gleichrichter- und die Hall-Ausführungsform bedürfen jedoch je einer Hilfsstromquelle. Sowohl die thermoelektrische wie die Hall-Ausführungsform erfordern normalerweise einen zusätzlichen Gleichrichter, wenn ein Verbraucher ohne eigene Gleichrichterwirkung gespeist werden soll. Das auf einer Temperaturabhängigkeit des Gleichrichtereffektes beruhende wärmeempfindliche Element weist selbst bereits eine derartige Gleichrichterwirkung auf.According to the invention, P-germanium is in one as a temperature sensor Circuit with an electrical consumer, the temperature of which is regulated target. When the temperature of the p-germanium rises, a temperature value becomes reached, at which the P-germanium is converted into intrinsically conductive germanium. This conversion is accompanied by a polarity change in the electrical control properties tied together. So it is up to the consumer to have a voltage of a certain polarity, as long as the Germaniüm temperature is below the inversion point; while the sign of the voltage reverses above this inversion point. If the consumer can draw both positive and negative current, then will A rectifier is connected upstream of the consumer so that it is only fed if the germanium body is above or below the inversion temperature the desired Shows polarity. If the consumer already has a rectifying effect itself, d. that is, if, as the saying goes, he is sensitive to polarity, it is not additional rectifier required. The heat-sensitive germanium body can be trained according to three different aspects, depending on whether one of its thermoelectric properties, of its Hall effect or of wants to make use of its rectifier properties. With the thermoelectric In the embodiment, the germanium body has a rod shape with thermocouple points both ends. In the Hall effect embodiment, a thin disk is used from P-germanium, d. H. a so-called Hall plate, and arranges this plate vertically to a magnetic field. One uses one in the rectifier arrangement Body made of P-germanium on which a metallic point electrode rests. Of the thermoelectric germanium body generates its own electrical energy, and it does an auxiliary power source is therefore no longer necessary. The thermocouple can generate voltages of the order of q. Deliver millivolts for temperature differences of only 10 ° C. The rectifier and the Hall embodiment, however, each require an auxiliary power source. Both the thermoelectric and the Hall embodiment normally require an additional rectifier if a consumer does not have its own rectifier effect should be fed. That on a temperature dependence of the rectifier effect based heat-sensitive element itself already has such a rectifying effect on.

Man kann durch die Auswahl eines geeigneten P-Germaniums bereits Inversionstemperaturen zwischen 5o und 700° C einstellen, da P-Germanium entweder schon den notwendigen Verunreinigungsgrad besitzt oder indem man die nötige Akzeptor-Verunreinigung während der Reduktion des Ausgangsgermaniums in seine kristalline Form einführt. Bekanntlich kann man aus dem spezifischen Widerstand von Germanium bei Zimmertemperatur schon ziemlich genau auf die Konzentration der ausschlaggebenden Verunreinigung des Germaniums schließen. P-Germanium, welches bei Zimmertemperatur einen spezifischen Widerstand von 2o Ohm-Zentimeter besitzt, enthält nur verschwindend geringe Spuren eines derartigen Akzeptors, während P-Germanium, dessen spezifischer Widerstand bei Zimmertemperatur in der Größenordnung von o,oo2 Ohm-Zentimeter ist, meßbare Mengen dieser Verunreinigung enthält. Natürlich muß in jedem Fall die Verunreinigungsmenge außerordentlich gering sein, nämlich weit unterhalb i °/o liegen. Es haben nämlich schon beispielsweise Verunreinigungen von i : i ooo ooo einen merklichen Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften von Germanium-Körpern.By choosing a suitable P-germanium, inversion temperatures can already be achieved Set between 5o and 700 ° C, since P-germanium either already has the necessary Contamination level possesses or by having the necessary acceptor contamination during the reduction of the starting germanium in its crystalline form. As is well known one can already see from the specific resistance of germanium at room temperature pretty much on the concentration of the decisive impurity in the germanium conclude. P-germanium, which has a specific resistance at room temperature of 20 ohm-centimeters contains only negligible traces of such Acceptor, while P-germanium, its specific resistance at room temperature on the order of 0.02 ohm-centimeters, measurable amounts of this contamination contains. Of course, the amount of contamination must be extremely small in each case be, namely well below i ° / o. You already have it, for example Impurities of i: i ooo ooo have a noticeable effect on the electrical Properties of germanium bodies.

Fig. i zeigt drei schematische Schaltungen zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung oberhalb und unterhalb der Inversionstemperatur des jeweils verwendeten Germanium-Körpers.Fig. I shows three schematic circuits to illustrate the control device according to the invention above and below the inversion temperature of the germanium body used in each case.

Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Temperaturreglers, bei welchem das wärmeempfindliche Element nach Art von Thermoelementen gebaut ist. Fig. 3 enthält eine Kurvenschar von thermoelektrischen Spannungen in Abhängigkeit von der Temperatur von Germanium-Thermoelementen mit verschiedenen Zimmertemperatur - Widerständen oder Kaltwiderständen.Fig. 2 is a circuit diagram of a temperature controller in which the heat-sensitive element is built in the manner of thermocouples. Fig. 3 contains a family of curves showing thermoelectric voltages as a function of temperature of germanium thermocouples with different room temperature resistances or cold resistances.

Fig. q. ist eine schematische Darstellung eines Temperaturreglers mit einer anderen Ausführungsform des wärmeempfindlichen Elementes, nämlich einem solchen, welches auf dem Hall-Effekt beruht.Fig. Q. is a schematic representation of a temperature controller with another embodiment of the thermosensitive element, namely a one that is based on the Hall effect.

Fig. 5 zeigt eine Kurvenschar für die Hall-Effekt-Spannung in Abhängigkeit von der Temperatur für eine Reihe von Hall-Platten mit verschiedenen Kaltwiderständen.5 shows a family of curves for the Hall effect voltage as a function on the temperature for a number of Hall plates with different cold resistances.

Fig. 6 endlich ist eine schematische Darstellung eines Temperaturreglers unter Verwendung eines wärmeempfindlichen Elements, welches auf der Temperaturabhängigkeit der unsymmetrischen Leitfähigkeit beruht.Finally, Fig. 6 is a schematic representation of a temperature controller using a thermosensitive element based on the temperature dependency the asymmetrical conductivity is based.

Fig. i enthält, wie gesagt, drei vereinfacht dargestellte Schaltungen, von denen die Schaltung A die grundsätzlich wichtigen Bestandteile und die zugehörigen Verbindungsleitungen enthält und bei welcher unterhalb der Inversionstemperatur keine Speisung des Verbrauchers stattfinden soll. Diese Grundbestandteile der Schaltung sind ein Stromerzeuger, nämlich eine Spannungsquelle io, und ein P-Germanium-Körper i i in Reihenschaltung mit einem Gleichrichter i2 und einem Verbraucher 13. Der Verbraucher 13 und der Gleichrichter 12 stellen zusammen eine polarisierte oder polaritätsempfindliche Belastung dar und können auch durch irgendeine andere polaritätsempfindliche Belastung ersetzt werden, wobei dann der Gleichrichter 12 unter Umständen entbehrlich wird, da ein polaritätsempfindlicher Verbraucher häufig selbst bereits die erforderlichen Gleichrichtereigenschaften aufweist. Wenn unterhalb der Inversionstemperatur der Verbraucher stromlos bleiben soll, wird die Polarität des Stromerzeugers umgekehrt gewählt wie die Polarität der Belastung 14 oder die Polarität des in ihr enthaltenen Gleichrichters 12, so daß unterhalb der Inversionstemperatur praktisch kein Strom fließt.As already mentioned, FIG. I contains three circuits shown in simplified form, of which circuit A has the fundamentally important components and the associated Contains connecting lines and at which below the inversion temperature no feeding of the consumer should take place. These basic components of the circuit are a power generator, namely a voltage source io, and a P-germanium body i i in series with a rectifier i2 and a consumer 13. The Load 13 and the rectifier 12 together represent a polarized or polarity-sensitive stress and can also be caused by any other polarity-sensitive Load are replaced, in which case the rectifier 12 may be unnecessary is, since a polarity-sensitive consumer often already the necessary Having rectifier properties. If below the inversion temperature of the If the consumer is to remain de-energized, the polarity of the generator is reversed chosen as the polarity of the load 14 or the polarity of that contained in it Rectifier 12, so that there is practically no current below the inversion temperature flows.

Wenn die Temperatur des P-Germanium-Körpers i i über die Inversionstemperatur steigt, so gilt das Ersatzschaltbild B oder C, je nachdem, um welche Art von wärmeempfindlichem Element es sich handelt. Das Schaltbild B bezieht sich auf den Fall, daß der Germanium-Körper ein Thermoelement oder eine Hall-Platte ist, während das Ersatzschaltbild C den Fall darstellt, daß der Germanium-Körper eine Gleichrichterwirkung besitzt. Im Falle B stellt der Germanium-Körper i i selbst einen Teil des Stromerzeugers dar, was im Schaltbild B dadurch angedeutet ist, daß der Germanium-Körper und die Spannungsquelle io' innerhalb der punktierten Umrandung 15 liegen. Bei Erhitzung des Germaniums über die Inversionstemperatur wechselt die thermoelektrische oder die Hall-Spannung ihr Vorzeichen, so daß dann die Belastung 14 Strom erhält.When the temperature of the P-germanium body i i above the inversion temperature increases, the equivalent circuit diagram B or C applies, depending on the type of heat-sensitive Element it is. The circuit diagram B relates to the case that the germanium body a thermocouple or a Hall plate, while the equivalent circuit C denotes Case represents that the germanium body has a rectifying effect. In the event of B the germanium body i i itself represents a part of the power generator what in circuit diagram B is indicated by the fact that the germanium body and the voltage source io 'lie within the dotted border 15. When the germanium is heated The thermoelectric or Hall voltage changes via the inversion temperature its sign, so that the load 14 then receives current.

Wenn der Germanium-Körper i i einen Teil eines Gleichrichters bildet, so hat der Germanium-Körper nicht die Eigenschaft einer Spannungsquelle, sondern -wirkt vielmehr als der Gleichrichter 12, wie im Ersatzschaltbild C dadurch angedeutet ist, daß der Germaiiiüm-Körper zusammen mit dem Gleichrichter 12' innerhalb der punktierten Umrandung 16 liegt.If the germanium body i i forms part of a rectifier, so has the germanium body not the property of a voltage source, but rather acts than the rectifier 12, as in the equivalent circuit diagram C thereby it is indicated that the Germaiiiüm body together with the rectifier 12 'within the dotted border 16 lies.

Wenn der Gleichrichter 16. über die Inversionstemperatur erhitzt wird, kehrt sich der Gleichrichtereffekt um, wie durch die Pfeilrichtung des Gleichrichters 12' angedeutet, so daß der Strom der Batterie io nicht mehr verriegelt ist, sondern den Verbraucher 13 durchfließt. Bei der Ausführungsform nach dem Schaltbild C kann der 'Verbraucher 13 im Sinne der-Durchlaßrichtung des Gleichrichters 12' polaritätsempfindlich sein oder auch uripolarisiert sein, da in ihm kein Ström fließt, wenn die Durchlaßrichtung des Gleichrichters 16 unterhalb der Inversionstemperatur liegt. Wenn man "den Verbraucher z3 unterhalb dieser Inversionsteniperatur zu speisen - wünscht; aber oberhalb dieser Temperatur der Verbraucher nichtgespeist werden soll, so rnuß man nur die Gleichrichfer 12 und 12' umkehren oder die Spannungsquelle io im Schaltbild A; B, C umdrehen.. " An Hand der-Fig. 2 bis 6 soll im folgenden ausgeführt werden, wie in jedem einzelnen Fall die Schaltung zu treffen ist.If the rectifier 16 is heated above the inversion temperature, the rectifier effect is reversed, as indicated by the direction of the arrow of the rectifier 12 ', so that the current of the battery io is no longer locked, but flows through the consumer 13. In the embodiment according to the circuit diagram C, the 'consumer 13' can be polarity-sensitive or uripolarized in the sense of the forward direction of the rectifier 12, since no current flows in it when the forward direction of the rectifier 16 is below the inversion temperature. If one "wishes to feed the consumer z3 below this inversion temperature; but above this temperature the consumer should not be fed, then one only has to reverse the rectifiers 12 and 12 'or reverse the voltage source io in the circuit diagram A; B, C .." On the basis of-Fig. 2 to 6 should be explained below how the circuit is to be made in each individual case.

" Fig.2 zeigt einen Temperaturregler unter Verwendung- eines wärmeempfindlichen Elementes 2o in Form eines Thermoelementes.21. Das Thermoelement2i besteht aus einem P-Germanium-Stab, der mit 22 bezeichnet ist und an dessen beiden Enden a3 und 24 sich j e eine sogenannte Lötstelle lbefindet. Diese Lötstellen 23 und 24 lassen sich leicht dadurch gewinnen, daß man geeignete elektrische Leitungen 25 -und 26 mittels Silber- oder Bleilot an den beiden Enden des Stabes 22 befestigt. Die Leitungen 25 und 26 können gewöhnliche Kupferdrähte sein. Der Stab 22 ist in einem beliebigen hitzebeständigen Körper, z. B. einem keramischen Körper 27 befestigt, so daß der einen Lötstelle 23 unmittelbar von einem W iderstandsheizkörper 28 Wärme zugeführt wird. Die andere Lötstelle 24 kann ebenfalls der Widerstandsheizung ausgesetzt werden, liegt jedoch in größerem Abstand von dem Heizkörper, so daß " eine Temperaturdifferenz von mehr als 5° C, vorzugsweise etwa 2o° C, zwischen den beiden Lötstellen besteht, unabhängig von der absoluten Temperatur des Heizkörpers 28. Der Abstand des Germanium-Stabes 2ä vom Heizkörper 28 soll vorzugsweise einstellbar sein, indem der Stab innerhalb der Fassung 27 verschoben und mittels einer Schraube 29 festgestellt werden kann. Das Thermoelement 21 liegt in Reihe mit einem polaritätsempfindlichen Belastungszweig, der ein Relais 30; vorzugsweise ein Galvanometer-Relais und einen Gleichrichter 31 enthält. Der Gleichrichter 31 ist nicht unumgänglich notwendig, ist jedoch zweckmäßig, um ein Offnen des Relais 30 zu verhindern. Der Kontakt 33 des Relais 30 liegt in Reihe mit einer Stromquelle 34 und der Wicklung eines elektromagnetischen Relais 35, welches größere Kontaktdrücke ausüben kann als. das Relais 3o. Das Relais 35 öffnet die Kontakte 36 im Stromkreis der Stromquelle 37 und des Heizkörpers 28."Fig.2 shows a temperature controller using a heat-sensitive element 2o in the form of a thermocouple.21. The thermocouple2i consists of a P-germanium rod, which is denoted by 22 and at the two ends a3 and 24 of each a so-called soldering point These solder points 23 and 24 can easily be obtained by attaching suitable electrical leads 25 and 26 by means of silver or lead solder to the two ends of the rod 22. The leads 25 and 26 can be ordinary copper wires fixed in any heat-resistant body, for example a ceramic body 27, so that heat is supplied directly to one soldering point 23 from a resistance heating element 28. The other soldering point 24 can also be exposed to the resistance heating, but is at a greater distance from it Heating element, so that "there is a temperature difference of more than 5 ° C, preferably about 20 ° C, between the two soldering points, independent of the absolute temperature of the heating element 28. The distance between the germanium rod 2a and the heating element 28 should preferably be adjustable in that the rod can be displaced within the holder 27 and fixed by means of a screw 29. The thermocouple 21 is in series with a polarity-sensitive load branch, which is a relay 30; preferably includes a galvanometer relay and rectifier 31. The rectifier 31 is not absolutely necessary, but is useful in order to prevent the relay 30 from opening. The contact 33 of the relay 30 is in series with a power source 34 and the winding of an electromagnetic relay 35, which can exert greater contact pressures than. the relay 3o. The relay 35 opens the contacts 36 in the circuit of the power source 37 and the heating element 28.

" Die Wirkungsweise des Temperaturreglers nach Fig. 2 sei an Hand der Fig. 3 erläutert, welche den Verlauf der thermoelektrischenSpannung als Funktion der Temperatur der heißeren Lötstelle ä3 für verschiedene Thermoelemente aus P-Germanium mit verschiedenen Zimmertemperatur-Widerständen darstellt. Bei allen Kurven in Fig. 3 ist eine Temperaturdifferenz von io° C zwischen der heißen Lötstelle-:23 und der kalten Lötstelle24 angenommen. Die Kurven lassen erkennen, daß die P-Germanium-Körper mit höherem Kaltwiderstand eine tiefere Inversionstemperatur besitzen als P-Germanium-Körper von :geringerem Kalt-Widerstand. Bei jedem Germanium-Körper ist die thermoelektrische Spannung bis annähernd zur Inversonstemperatur ziemlich"konstant. Bei Annäherang an'die Inversionstemperatur nimmt die Spannung jedoch steil ab, durchläuft die Nullinie und steigt dann in entgegengesetzter Richtung an, während das P-Germanium gleichzeitig zu eigenleitendem Germanium @ wird. Bei Zimmertemperatur ist die von einem Germaniumstück mit hohem Kaltwiderstand erzeugte Spannung etwas höher als die von Germanium mit geringem Kaltwiderstand erzeugte, jedoch sind nach Durchlaufen der Inversiönstemperatur die erzeugten Spannungen für die gleichen Temperaturen etwa gleich."The mode of operation of the temperature controller according to FIG. 2 is illustrated Fig. 3 explains which the course of the thermoelectric voltage as a function the temperature of the hotter solder joint ä3 for various thermocouples made of P-germanium with different room temperature resistances. With all curves in Fig. 3 is a temperature difference of 10 ° C between the hot solder joint-: 23 and the cold solder joint 24 accepted. The curves show that the P-germanium body with higher cold resistance have a lower inversion temperature than P-germanium bodies of: lower cold resistance. In every germanium body there is the thermoelectric Voltage fairly "constant" up to approximately the Inverson temperature At the inversion temperature, however, the voltage decreases steeply and passes through the zero line and then rises in the opposite direction, while the P-germanium at the same time becomes intrinsic germanium @. At room temperature it is from a piece of germanium voltage generated with high cold resistance is slightly higher than that of germanium with low cold resistance, but are after passing through the inverse temperature the voltages generated for the same temperatures are roughly the same.

Die Inversionstemperatur liegt erfahrungsgemäß zwischen 5o und 700° C, wobei der Wert von 5o° C für Germanium mit ungewöhnlich hohem Kaltwiderstand von etwa 40 Ohm-Zentimeter gilt und der Werit von 700° C für Germanium mit einem Kaltwiderstand von etwa o,oo2 Ohm-Zentimeter.Experience has shown that the inversion temperature is between 5o and 700 ° C, where the value of 50 ° C for germanium with unusually high cold resistance of about 40 ohm-centimeters applies and the value of 700 ° C for germanium with a Cold resistance of about 0.02 ohm-centimeters.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 wählt man den Germanium-Stab 22 so, daß er eine Inversionstemperatur etwas unterhalb oder gleich derjenigen Temperatur besitzt, die mittels des Heizkörpers 28 aufrechterhalten werden soll. Unterhalb der Inversionstemperatur beansprucht die thermoelektrische Spannung den Gleichrichter 3i in seiner Sperrichtung, so daß in. Wirklichkeit also unterhalb der Inversionstempe,ratur kein Strom durch das Relais 3o fließt. Bei Temperatursteigerung bis über die Inversionstemperatur dreht sich die thermoelektrische Spannung um, wie es aus den Kurven in Fig.3 hervorgeht, und der Strom durchfließt das Relais 30 in solcher Richtung, daß der Kontakt 33 berührt wird und-durch Erregung des weiteren Relais 35, dessen Kontakte geöffnet werden, der Heizstrom unterbrochen wird. Infolgedessen kühlt sich das Thermoelement 21 ab, durchläuft wieder die Inversionstemperatur, so daß seine Spannung wieder die ursprüngliche Richtung annimmt und sich das -Relais 30 infolgedessen entregt. Dessen Kontakte 32, 33 öffnen sich also, das Relais 35 wird ebenfalls entregt, so daß sich seine Kontakte unter der Kraft der Feder 38 schließen. Durch das wiederholte Durchlaufen des erwähnten Zyklus kommt die Temperaturreglung zustande. In Fig.4 ist ein Temperaturregler dargestellt, der sich von dem nach Fig.2 durch ein auf dem Hall-Effekt beruhendes wärmeempfindliches Element 2o unterscheidet und bei dem außerdem statt eines Galvanometers eine Elektronenröhre verwendet ist. Das wärmeempfindliche Element 2o in Fig.4 ist die auf dem Hall-Effekt beruhende Anordnung 40, bestehend aus einer Hall-Platte 41 aus P-Germanium zwischen zwei Magnetpolen N und S eines Magneten 42. Dieser soll vorzugsweise ein permanenter Hufeisenmagnet sein. Die Hall-Platte 41 ist vorzugsweise ziemlich dünn, nämlich ungefähr o,or cm dick, und ist etwa o,5 bis o,r cm lang und breit. Die Längen- und Breitenabmessungen sind jedoch nicht kritisch. Zwischen der Hall-Platte 41 und den Polschuh-Flächen sind dielektrische Scheiben 43 und 44 eingefügt, um die Hall-Platte gegen die Polschuh-Flächen abstützen zu können. Die Eingangselektroden sind mit 45 und 46, die Ausgangselektroden mit 47 und 48 bezeichnet und sind beispielsweise mit Hartlot an je zwei gegenüberliegende Kanten der Platte 41 befestigt. Zwischen den Elektroden 45 und 46 liegt eine Gleichstromquelle 49, vorzugsweise von geringem Innenwiderstand, so daß ein Strom die Platte 4r durchsetzt. Zwischen die Ausgangselektroden 47 und 48 ist ein Gitterableitwiderstand 50 für die Röhre 52 eingeschaltet. Der Widerstand 5o dient dazu, die Ausgangsspannung der Hall-Platte 41 an die Steuerelektrode 51 der Röhre anzuschließen. Im Anodenkreis dieser Röhre liegt ein elektromagnetisches Relais 35. Die Röhre wird beispielsweise durch die Batterie 53 vorzugsweise bis auf ihren unteren Knick vorgespannt. Wenn das Relais 35 sehr empfindlich ist, kann die Röhre 52 auch derart vorgespannt werden, daß das Relais 35 von einem schwachen Strom durchflossen wird, der es jedoch noch nicht ansprechen läßt.In the arrangement according to FIG. 2, the germanium rod 22 is selected so that it has an inversion temperature somewhat below or equal to that temperature which is to be maintained by means of the heating element 28. Below the inversion temperature, the thermoelectric voltage demands the rectifier 3i in its reverse direction, so that in reality no current flows through the relay 3o below the inversion temperature. In temperature increase to above the inversion temperature, the thermoelectric voltage rotates, as can be seen from the curves in Figure 3, and the current flows through the relay 30 in such a direction that the contact 33 is touched and-by energizing the further relay 35, whose contacts are opened, the heating current is interrupted. As a result, the thermocouple cools down, passes through the inversion temperature again, so that its voltage assumes the original direction again and the relay 30 is de-energized as a result. Its contacts 32, 33 open, the relay 35 is also de-energized, so that its contacts close under the force of the spring 38. The temperature control comes about by repeatedly running through the cycle mentioned. FIG. 4 shows a temperature regulator which differs from that according to FIG. 2 by a heat-sensitive element 2o based on the Hall effect and in which an electron tube is also used instead of a galvanometer. The heat-sensitive element 2o in FIG. 4 is the arrangement 40 based on the Hall effect, consisting of a Hall plate 41 made of P-germanium between two magnetic poles N and S of a magnet 42. This should preferably be a permanent horseshoe magnet. The Hall plate 41 is preferably quite thin, about 0.5 to 0.5 cm thick, and about 0.5 to 0.5 cm long and wide. However, the length and width dimensions are not critical. Dielectric disks 43 and 44 are inserted between the Hall plate 41 and the pole piece surfaces in order to be able to support the Hall plate against the pole piece surfaces. The input electrodes are denoted by 45 and 46, the output electrodes by 47 and 48 and are fastened to two opposite edges of the plate 41, for example with hard solder. A direct current source 49, preferably of low internal resistance, is located between the electrodes 45 and 46, so that a current passes through the plate 4r. A grid discharge resistor 50 for the tube 52 is connected between the output electrodes 47 and 48. The resistor 5o serves to connect the output voltage of the Hall plate 41 to the control electrode 51 of the tube. An electromagnetic relay 35 is located in the anode circuit of this tube. The tube is preferably preloaded, for example by the battery 53, down to its lower bend. If the relay 35 is very sensitive, the tube 52 can also be biased in such a way that the relay 35 has a weak current flowing through it, which, however, does not yet allow it to respond.

Die Ausgangsspannung der Hall-Anordnung 40 in Millivolt ist bei einer bestimmten Temperatur durch die folgende Gleichung gegeben in welcher R ein Gütefaktor für das betreffende Germanium ist, der gewöhnlich als Hall-Koeffizient bezeichnet wird, H die magnetische Feldstärke in Gauß ist und 1 der Strom in Milliampere sowie t die Dicke der Hall-Platte in cm.The output voltage of the Hall arrangement 40 in millivolts at a certain temperature is given by the following equation in which R is a quality factor for the germanium in question, which is usually referred to as the Hall coefficient, H is the magnetic field strength in Gauss and 1 is the current in milliamps and t is the thickness of the Hall plate in cm.

Bekanntlich läßt sich eine Ausgangsspannung zwischen den Hall-Elektroden 47 und 48 in der Größenordnung von ro Millivolt leicht erreichen.As is known, an output voltage can be set between the Hall electrodes 47 and 48 can easily be reached on the order of ro millivolts.

In Fig. 5 ist eine Kurvenschar für eine Anzahl von Hall-Platten aus P-Germanium mit verschiedenen Kaltwiderständen in Abhängigkeit von der Temperatur aufgetragen. Die jedem Germanium-Körper anfänglich zugeführte Stromstärke wurde zur Aufnahme dieser Kurven so eingeregelt, daß bei Zimmertemperatur dieselbe Ausgangsspannung entstand. Ein Vergleich der Kurven in Fig. 3 und 5 zeigt, daß die Inversionstemperaturen für Hall-Platten und Thermoelemente aus P-Germanium mit gleichen Kaltwiderständen annähernd dieselben sind, wenn auch die Inversionstemperaturen bei Hall-Platten zwischen r5o und 6oo° C etwas höher liegen, als die Inversionstemperaturen für Thcrmoelemente.In Fig. 5, a family of curves for a number of Hall plates is off P-germanium with different cold resistances depending on the temperature applied. The amperage initially applied to each germanium body was adjusted to record these curves so that the same output voltage at room temperature originated. A comparison of the curves in Figs. 3 and 5 shows that the inversion temperatures for Hall plates and thermocouples made of P-germanium with the same cold resistance are approximately the same, albeit the inversion temperatures for Hall plates between r50 and 600 ° C are slightly higher than the inversion temperatures for Thcrocouples.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Ausgangsspannung einer gegebenen Hall-Platte unterhalb der Inversionstemperatur ziemlich konstant. Dies rührt daher, daß, obwohl der spezifische Widerstand und der Hall-Koeffizient von Germanium mit zunehmender Temperatur abnimmt, das Verhältnis dieser beiden Größen, d. h. die Beweglichkeit ziemlich konstant bleibt. Da in der obigen Gleichung für die Hall-Spannung der StromI umgekehrt proportional dem spezifischen Widerstand von Germanium ist, wird durch den Stromanstieg die Abnahme des Hall-Koeffizienten kompensiert und die Hall-Spannung ist praktisch unabhängig von der Temperatur mit Ausnahme in der Nähe des Inversionspunktes, in welchem der Hall-Koeffizient bei der Umwandlung des P-Germaniums in eigenleitendes Germanium sein Vorzeichen wechselt.As shown in Fig. 5, the output voltage is a given Hall plate fairly constant below the inversion temperature. This is because that although the resistivity and the Hall coefficient of germanium with with increasing temperature, the ratio of these two quantities, i. H. the mobility remains pretty constant. Since in the above equation for the Hall voltage the current I. is inversely proportional to the resistivity of germanium is by the increase in current compensates for the decrease in the Hall coefficient and the Hall voltage is practically independent of the temperature with the exception of the vicinity of the inversion point, in which the Hall coefficient when converting P-germanium into intrinsic Germanium changes its sign.

Bei der Anordnung mach Fig. 4 ist die Hall-Platte 4r an die Steuerelektrode 5r der Röhre 5a angeschlossen, um dieser unterhalb des Inversionspunktes eine Spannung solcher Polarität zuzuführen, daß die negative Vorspannung erhöht wird und das Relais 35 somit unerregt bleibt. Bei einem Temperaturanstieg der Platte 41 bis über den Inversionspunkt wechselt die Hall-Spannung ihr Vorzeichen, und am Steuergitter 5 r liegt somit nunmehr eine positive Spannung. Der Strom durch die Röhre 52 nimmt sodann zu, das Relais 35 wird erregt, so daß der Heizwiderstand 28 ebenso wie bei Fig. 2 erläutert, abgeschaltet wird.In the arrangement of FIG. 4, the Hall plate 4r is attached to the control electrode 5r of the tube 5a connected to this below the inversion point a voltage such polarity that the negative bias is increased and the relay 35 thus remains unexcited. With a temperature rise of the plate 41 to over the At the inversion point, the Hall voltage changes its sign, and at the control grid 5 r is now a positive voltage. The current through tube 52 decreases then to, the relay 35 is energized, so that the heating resistor 28 as well as at Fig. 2 explains, is switched off.

In Fig. 6 ist ein Temperaturregler dargestellt, bei welchem das wärmeempfindliche Element 2o aus einem Körper mit unsymmetrischer Leitfähigkeit besteht, statt aus einem thermoelektrischen Körper wie in Fig. 2 oder einer Hall-Platte wie in Fig. 4. In Fig. 6 ist das Relais 35 mit dem thermoempfindlichen Element 2o und der Stromquelle 34 in Serie geschaltet. Die Größe des von dem Stromerzeuger, der hier aus der Stromquelle 34 und aus dem wärmeempfindlichen Element 2o besteht, gelieferten Stromes reicht aus, um ohne eine zusätzliche Verstärkung wie in Fig. 2 und 4 arbeiten zu können. Das unsymmetrisch leitfähige wärmeempfindliche Element ist ein Germanium-Gleichrichter 55 mit Punkt-Kontakt. In diesem wird eine Scheibe 56 aus P-Germanium an Stelle der bekannten N-Germanittm-Scheiben verwendet. Der Gleichrichter 55 kann ein zylindrisches Isoliergehäuse 57 mit einer Wärmeeinlaßöffnung 58 besitzen. An den beiden Enden des Gehäuses 57 sind Metallteile 59 und 6o mit entsprechenden Anschlußklemmen 61 und 62 angebracht. Die Germanium-Scheibe 56 liegt auf dem Metallstück59 gut leitend auf und ist beispielsweise mit ihr hart verlötet. Auf der Scheibe 56 ist ein Metalldraht, z. B. aus Platin oder einer Platinlegierung, vorgesehen, der einen Punktkontakt 64 bildet. Das andere Ende des Drahtes 63 ist, z. B. durch Anlöten oder durch Punktschweißung, an einer Lippe 65 der Klemme 62 befestigt. Die Drahtspitze kann in bekannter Weise poliert und geätzt werden, um dadurch die Gleichrichtereigenschaften des Gleichrichters 55 zu verbessern. -Für den Betrieb des Temperaturreglers nach Fig. 6 wird der Gleichrichter 55 mit dem Relais 35 und der Stromquelle 34 derart zusammengeschaltet, daß bei Zimmertemperatur kein Strom durch das Relais 35 fließt. Wenn die Germanium-Scheibe 56 durch .den Heizwiderstand 28 bis über die Inversionstemperatur erhitzt wird, dreht sich die Gleichrichterwirkung des Gleichrichters 55 um; so daß dann der Strom den Gleichrichter und das Relais 35 erregen kann. Diese Ausführungsform ist jedoch nur für Temperaturen unter zoo° C brauchbar, da die Gleichrichtereigenschaften von Germanium über 200° C nahezu verschwinden. Außerdem tritt eine scharfe Grenze zwischen der Stromsperrung unterhalb des Inversionspunktes und dem Stromdurchgang oberhalb desselben nur auf, wenn der Gleichrichter 55 schon bei Zimmertemperatur gute Gleichrichtereigenschaften zeigt, d. h. wenn ein P-Germanium-Körper von ziemlich hohem spezifischem Widerstand, nämlich zwischen 2 und 40 Ohm-Zentimetern, benutzt wird. Man kann jedoch im Temperaturbereich zwischen So und r5o° C eine sehr zuverlässige Regelung erreichen, wenn man P-Germanium-Kontakt-Gleichrichter benutzt, bei denen der Kaltwiderstand des Germaniums zwischen 2 und 40 Ohm-Zentimetern liegt.In Fig. 6, a temperature controller is shown in which the heat-sensitive Element 2o consists of a body with asymmetrical conductivity instead of a thermoelectric body as in Fig. 2 or a Hall plate as in Fig. 4. In Fig. 6 the relay 35 is with the thermosensitive element 2o and the power source 34 connected in series. The size of the from the power generator, which here from the power source 34 and consists of the heat-sensitive element 2o, the current supplied is sufficient in order to be able to work without additional amplification as in FIGS. 2 and 4. The asymmetrically conductive heat-sensitive element is a germanium rectifier 55 with point contact. In this, a disk 56 made of P-germanium is used in place of the known N-Germanittm discs are used. The rectifier 55 can be cylindrical Have insulating housing 57 with a heat inlet opening 58. At both ends of the housing 57 are metal parts 59 and 6o with corresponding connection terminals 61 and 62 attached. The germanium disk 56 lies on the metal piece 59 in a highly conductive manner and is, for example, hard-soldered to it. On the disk 56 is a metal wire, z. B. made of platinum or a platinum alloy is provided, which has a point contact 64 forms. The other end of the wire 63 is e.g. B. by soldering or spot welding, attached to a lip 65 of the clamp 62. The wire tip can be polished and etched in a known manner in order to improve the rectifier properties of the rectifier 55 to improve. -For the operation of the temperature controller according to Fig. 6, the rectifier 55 with the relay 35 and the power source 34 is thus interconnected that no current flows through the relay 35 at room temperature. When the germanium disk 56 through the heating resistor 28 to above the inversion temperature is heated, the rectifying effect of the rectifier 55 reverses; so that then the current can excite the rectifier and relay 35. This embodiment however, it can only be used for temperatures below zoo ° C because of the rectifier properties of germanium above 200 ° C almost disappear. There is also a sharp limit between the current blocking below the inversion point and the continuity of the current above it only when the rectifier 55 is already at room temperature shows good rectifying properties, d. H. if a P-germanium body of pretty high specific resistance, namely between 2 and 40 ohm-centimeters will. However, in the temperature range between So and r5o ° C a very reliable Achieve control when using P-germanium contact rectifiers, where the cold resistance of germanium is between 2 and 40 ohm-centimeters.

Ein P-Germanium-Körper, z. B. der Stab 22; die Hall-Platte 4i oder die Scheibe 56 in Fig. 2, 4 und 6; läßt sieh nach beliebigen bekannten Verfahren zur Präparation von Germanium mit einem bestimmten - gewünschten Verunreinigungsgrad herstellen. Zu diesem Zweck kann man z. B. als Ausgangsmaterial Germanium von wesentlich höherer Reinheit als sie endgültig vorhanden sein wird, benutzen, dann diesen Ausgangskörper schmelzen und die gewünschten winzigen Akzeptor-Mengen, z. B. Indium, Aluminium oder Gallium, in die Schmelze einführen. Nach der Abkühlung hat der Germanium-Körper die Eigenschaften -von P-Germanium und einen geringeren spezifischen Widerstand je nach der verwendeten Verunreinigungsmenge. Man kann dann die für die Erfindung benötigten Germanium-Scheiben, beispielsweise mittels einer Diamant-Säge, aus dem Germaniumstück herausschneiden. Durch einige Vorversuche unter Benutzung kleiner Proben des extrem reinen Germanium-Gußstücks lassen sich in jedem Fall die nötigen Verunreinigungsmengen zur Erzeugung eines Germaniums von annähernd dem gewünschten spezifischen Widerstand bestimmen.A P-germanium body, e.g. B. the rod 22; the Hall plate 4i or the disk 56 in Figures 2, 4 and 6; let see any known method for the preparation of germanium with a certain - desired degree of contamination produce. For this purpose you can z. B. as a starting material germanium of essential higher purity than it will finally be available, then use this source body melt and the desired tiny amounts of acceptor, e.g. B. indium, aluminum or gallium, into the melt. After cooling down, the germanium body has the properties of P-germanium and a lower specific resistance depending on the amount of contamination used. One can then use the for the invention required germanium discs, for example by means of a diamond saw, from the Cut out a piece of germanium. Through some preliminary tests using smaller Samples of the extremely pure germanium casting can be used in any case Contamination levels to produce a germanium close to that desired Determine specific resistance.

Durch die Erfindung ist somit ein Temperaturregler geschaffen, der bei bestimmten Temperaturen; nämlich der Inversionstemperatur des jeweils verwendeten P-Germaniums zuverlässig arbeitet. Neben der in Fig. 2, 4 und 6 dargestellten Verwendung für Temperaturregelzwecke kann die Erfindung auch für andere elektrische Belastungen entsprechend der Temperatur der Heizquelle benutzt werden. Man kann beliebige elektrische Geräte einschalten oder ausschalten, und zwar bei Temperaturen oberhalb oder unterhalb der Inversionstemperatur des jeweils verwendeten P-Germaniums, indem man lediglich diese elektrischen Geräte mit geeigneter Polarität mit einem Stromerzeuger verbindet, der einen P-Germanium-Körper enthält. An Stelle der in den Ausführungsbeispielen verwendeten Gleichspannungsquellen und Verbrauchern für Gleichströme und Gleichspannungen kann man die Erfindung auch für Wechselstromquellen benutzen und zusammen mit Verbrauchern, die auf gleichgerichtete Wechselspannungen ansprechen.The invention thus creates a temperature controller which at certain temperatures; namely the inversion temperature of the particular one used P-germanium works reliably. In addition to the use shown in FIGS. 2, 4 and 6 for temperature control purposes, the invention can also be used for other electrical loads can be used according to the temperature of the heating source. One can use any electrical Switch devices on or off at temperatures above or below the inversion temperature of the P-germanium used by simply adding connects these electrical devices with a power generator with suitable polarity, which contains a P-germanium body. Instead of that in the exemplary embodiments used DC voltage sources and consumers for DC currents and DC voltages the invention can also be used for alternating current sources and together with consumers, which respond to rectified alternating voltages.

Claims

PATENT CLAIMS: 'i. Temperature sensitive electrical control device with a temperature sensor and an electrical load that only applies to current one Direction responds, characterized in that the circuit has a P-germanium body contains, the control characteristic, as known per se, below an inversion temperature has a different polarity than above the inversion temperature.

2. Control device according to claim i, characterized in that the p-germanium has a cold resistor between 40 and 0.02 ohm-centimeters and an inversion temperature between Sun and 700 ° C.

3. Control device according to claim i and 2, characterized in that that the P-germanium has the shape of a rod with thermocouple soldering points at both ends are present, and a heater closer to the one, at higher temperature to be brought soldering point is attached than on the other, and that in the. Circuit a rectifier is also switched on.

4. Control device according to claim i and 2, characterized in that the p-germanium is a plate in a Hall effect arrangement and in 'the circuit there is also a rectifier.

5. Control device according to claim i, characterized in that the P-germanium has a high specific Resistance between 2 and 40 ohm-centimeters and a metallic point electrode owns and as an asymmetrically conductive device in series with a DC power source is interconnected, so that the device as a rectifier blocks the current at room temperature, but above a specified higher value Temperature between So and 150 ° C applied to the load. Referred publications: German Patent Nos. 583 348, 637 337; British Patent Specification No. 6o5 o65, 6o5 093-