DE973864C

DE973864C - Selen-Sperrschicht-Gleichrichter

Info

Publication number: DE973864C
Application number: DES1663A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Phys Lauckner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1950-02-12
Filing date: 1950-02-12
Publication date: 1960-06-30

Description

Selen-Sperrschicht-Gleichrichter Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung eines Selen-Sperrschicht-Gleichrichters, bei dem das Selen Halogene als leitfähigkeitserhöhenden Zusatz enthält und die Deckelektrode aus Schichten aufgebaut ist, von denen mindestens eine einen Thalliumzusatz aufweist.
Es ist bekannt, daß man dem Selen Stoffe zufügen muß, welche in einem wesentlichen Bereich der Selenschicht für eine möglichst hohe Leitfähigkeit des Selens zu sorgen haben, während in unmittelbarer Nachbarschaft der Deckelektrode die Leitfähigkeit möglichst gering sein muß. Es ist ferner bekannt, zu diesem Zwecke dem Selen eine bestimmte Menge Jod zuzusetzen und dann dafür zu sorgen, daß in der eigentlichen Sperrschicht die Wirkung des Jods unterbunden wird, z. B. dadurch, daß man das Jod aus diesem Bereich der Selenschicht entfernt. Mit Sperrschicht ist die für den Gleichrichtervorgang maßgebende dünne Schicht in unmittelbarer Nähe der Deckelektrode gemeint.
Nicht immer ist es möglich, eine so genau dosierte Beseitigung des Jods aus der bezeichneten Sperrschicht durchzuführen, daß andere Eigenschaften des Gleichrichters dadurch nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Daher ist man auf Grund von Erfahrungen dazu übergegangen, eine Beeinflussung der Sperrschicht von der Deckelektrode her durchzuführen. Ohne daß man zunächst eine Theorie der Zusammenhänge gekannt hat, hat man dem Deckelektrodenmetall mit Erfolg eine bestimmte Menge Thallium zugefügt. Dieses Thallium dringt zum Teil in die Sperrschicht ein und übt eine solche Wirkung auf das dort vorhandene Jod aus, daß dessen leitfähigkeitserhöhender Einfiuß neutralisiert wird. Ein Mangel dieses Vorganges ist der, daß, solange überhaupt Thallium in der Deckelektrode vorhanden ist, ein solches Eindringen von Thallium in die Selenschicht nicht verhindert werden kann. Dieses Eindringen von Thallium erfolgt zunächst während der Formierung, einem unter Stromdurchgang durchgeführten Prozeß, bei welchem der Gleichrichter seine gleichrichtenden Eigenschaften erhält. Es ließ sich bisher nicht erreichen, daß die Veränderungen in dem Gleichrichter mit diesem Formierungsprozeß tatsächlich zum Stillstand kamen. Vielmehr läßt die sogenannte Alterung des Gleichrichters, die mit einer Verschlechterung seiner Eigenschaften im Laufe der Zeit verbunden ist, darauf schließen, daß insbesondere in den Zeiten höherer Temperaturen im Betrieb sowohl eine Wanderung des Thalliums als auch eine Wanderung des Jods weiterhin erfolgt. Beide Vorgänge können sich in ihrer Wirkung kompensieren. Etwa in die Sperrschicht eindringendes Jod würde von dem von der Deckelektrode her kommenden Thallium unwirksam gemacht werden, wenn diese Zuwanderung in die Sperrschicht im richtigen Mengenverhältnis erfolgte. Um die beobachteten Mängel, also die Alterungserscheinungen zu beheben, müßte erreicht werden, daß einmal bei der Formierung die notwendige Diffusion von Thallium in die Sperrschicht hinein erfolgt, um durch Unschädlichmachen des dort befindlichen Jods dem Gleichrichter die gewünschten Eigenschaften zu geben, und dann müßte noch ein solcher Thalliumvorrat in der Deckelektrode vorliegen, daß im Laufe der Zeit das neu in die Sperrschicht eindringende Jod durch ebenfalls neu eindringendes Thallium unschädlich gemacht wird.
Diesen Forderungen werden bekannte Selen-Sperrschicht-Gleichrichter nicht gerecht. Es wurde zwar schon empfohlen, auf die Selenschicht eine dünne Thalliumschicht und auf diese eine thalliumfreie Deckelektrodenschicht aufzubringen. Eine gesteuerte Diffusion ist hier aber nicht möglich, da das Thallium nur in unmittelbarer Nähe der Sperrschicht vorhanden ist. Bei einem anderen Gleichrichter enthält nur die obere Deckelektrodenschicht Thallium, es sind aber keine Mittel angegeben, um die Diffusion zur Sperrschicht hin zu steuern; außerdem steht beim Formierprozeß ein unmittelbar benachbarter Vorrat von Thallium nicht zur Verfügung.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die dem Selen benachbarte Schicht der Deckelektrode einen anderen Thalliumgehalt besitzt als die Schicht oder Schichten und daß die Schichten der Deckelektrode durch poröse, dünne Lackschichten getrennt sind, deren Porosität auf den Thalliumgehalt der nach außen anschließenden Schicht der Deckelektrode abgestimmt ist.
Nach der Erfindung dient der Thalliumgehalt der der Selenschicht unmittelbar benachbarten Teilschicht der Deckelektrode dazu, im wesentlichen bei der Formierung verbraucht zu werden, während für das Dauerverhalten des Gleichrichters im Betrieb eine dosierte weitere Zuwanderung von Thallium aus den außenliegenden Schichten der Deckelektrode ermöglicht werden soll. Zur Steuerung dient die poröse Zwischenschicht, deren Porosität auf den Thalliumgehalt der nach außen anschlie-Benden Schicht der Deckelektrode abgestimmt ist. Da der Thalliumbedarf in der Sperrschicht während der Formierung am höchsten ist, wird im allgemeinen auch in der dem Selen benachbarten Schicht der höchste Thalliumgehalt vorhanden sein müssen.
Da die Diffusionsgeschwindigkeit des Thalliums auch von der Zusammensetzung der Deckelektrode selbst abhängig ist und eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt die Diffusion begünstigt, liegt es im Sinne der Erfindung, mindestens für die weiteren Schichten mit anderem Thalliumgehalt eine Legierung zu wählen, deren Schmelzpunkt der gewünschten Thalliumbewegung angepaßt ist.
Bei Verwendung der Erfindung kann aber auch eine höher schmelzende Legierung für die Deckelektrode gewählt werden, wenn es darauf ankommt, eine höhere Betriebstemperatur zu ermöglichen. In diesem Falle steuert die poröse Zwischenschicht allein den Diffusionsvorgang.

Claims

PATENTANSPRUCH: Selen-Sperrschicht-Gleichrichter, bei dem das Selen Halogene als leitfähigkeitserhöhenden Zusatz enthält und die Deckelektrode aus Schichten aufgebaut ist, von denen mindestens eine einen Thalliumzusatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Selen benachbarte Schicht der - Deckelektrode einen anderen Thalliumgehalt besitzt als die darüberliegende Schicht oder Schichten und daß die Schichten der Deckelektrode durch poröse, dünne Lackschichten getrennt sind, deren Porosität auf den Thalliumgehalt der nach außen anschließenden Schicht der Deckelektrode abgestimmt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 900 389; niederländische Patentschrift Nr. 57 629; britische Patentschriften Nr. 577 585, 440 369.