DEP0049067DA - Element mit asymmetrischer Leitfähigkeit - Google Patents

Description

Es bestehen verschiedene Arten von Elementen mit asymmetrischer Leitfähigkeit, die im Wesentlichen aus zwei Tragelektroden bestehen, zwischen denen eine Sperrschicht vorgesehen ist, die auf einem Halbleiter von der Art von Selen, Silizium, Germanium, Kupferoxydul Cu(sub)2O usw. aufgebracht sein kann, wobei derartige Elemente den verschiedenartigen Aufbau aufweisen können, und jederart Verwendung finden: in Fernmeldeleitungen, in elektrischen Leitungen für Fernsteuerungen und Fernmessungen, in Signalisierstromkreisen, in Stromkreise von Messgeräten, Rundfunkgeräten, Ladeanlagen usw.

Diese verschiedenen Verwendungen verlangen im allgemeinen einen ganz besonderen Aufbau eines oder mehrerer solcher Elemente. Am allerhäufigsten werden die bei solchen Verwendungen in Betracht kommenden Elemente in mehr oder weniger viel Platz beanspruchenden Gesamteinheiten zusammengefasst, sodass es überhaupt unmöglich ist, darin etwas abzuändern oder einen genügenden Platz innerhalb der Anlagen, wo dieselben Verwendung finden sollen, zu schaffen. Überdies erfolgt das Zusammenschalten solcher Elemente nicht immer auf die einfachste und schnellste Art. Ausserdem erscheint die seitliche Isolierung nicht immer in vollkommener Weise gesichert zu sein. Schliesslich wurde die Bedingung die verschiedenen Bestandteile einer solchen Gesamteinheit einander anzupassen, beziehungsweise dieselben den Arbeitsvoraussetzungen der einzelnen Stromkreise, an welche sie angeschaltet werden sollen, entsprechend zu gestalten, bisher nur teilweise erfüllt.

Die vorliegende Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen Elementes mit asymmetrischer Leitfähigkeit, das derart beschaffen ist, dass die verschiedenen Nachteile vermieden werden und die Möglichkeit besteht, einen einfachen Aufbau zu errei- chen, der verschiedene Kombinationen mit analogen Elementen zuläßt, mit denen das Element verbunden werden soll, derart, dass eine bessere Anordnung solcher Elemente innerhalb eines gegebenen Raumes für Zwecke einer bestimmten Anlage ermöglichen wird.

Das neue Element mit asymmetrischer Leitfähigkeit besteht im wesentlichen aus einem leitenden Träger, auf dem ein Halbleiter (Selen, Silizium, Germanium, Kupferoxydul usw.) angebracht ist, der eine Umfassungs- oder Einsteckvorrichtung aufweist, sowie einem zweiten Träger, der mit dem Punktberührungsdraht versehen ist, der den Halbleiter berührt, wobei dieser eine Einsteck- bezw. eine Umfassungs- Vorrichtung trägt; diese beiden Träger sind auf einem Hochfrequenzisolator, beispielsweise Steatit o.ä., angeordnet, der die Gesamteinheit: Halbleiter, Punktberührungsdraht, beide Verbindungen (d.h. die Einsteck- und Umfassungsverbindung) einschliesst, die solche Eigenschaften aufweisen, dass eine einfache Montage benachbarter Elemente ermöglicht wird.

Vorteilhafter Weise wird der besagte Isolator metallisiert, um ein Anlöten desselben an die Leiterträger zu ermöglichen, und derart eine vollständige Abdichtung des Innern des Elementes zu sichern.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, den leitenden Träger, der mit dem Punktberührungsdraht versehen ist, mit einem Muttergewinde zu versehen, in das eine Schraube eingesetzt ist, die den besagten Draht in einer solchen Weise trägt, dass eine Regelung des Berührungsdruckes der Spitze auf dem Halbleiter ermöglichen wird; der Träger ist dabei gespalten, um ein gutes Klemmen der Schraube im Gewinde und deren Festhalten in der eingestellten Lage zu sichern. Diese kann zusätzlich, nachdem die Einregelung erfolgt ist, durch Anbringen eines dichten Zementstöpsels noch weiter gesichert werden.

Sonstige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung erläutert, auf der schematisch eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, sowie verschiedene Arten des Einbaus veranschaulicht sind. Es bedeuten in der Zeichnung:

die Fig. 1 einen Längsschnitt durch das neuartige Element mit asymmetrischer Leitfähigkeit, das den Gegenstand der Erfindung bildet; die Fig. 2 eine Seitenansicht des gleichen Elementes, das an seinen beiden Enden mit Einschraubelementen versehen ist;

die Fig. 3 eine Seitenansicht des gleichen Elementes, das an einem seiner Enden eine Einstellmöglichkeit und am anderen Ende eine Umfassungsmöglichkeit aufweist, d.h. mit einem Kontaktkopf versehen ist;

die Fig. 4 eine Seitenansicht einer Anordnung, bei der zwei Elemente laut Fig. 1 in Reihe geschaltet sind;

die Fig. 5 eine perspektivische Ansicht solcher Elemente in Parallelschaltung;

die Fig. 6 bis 12 schliesslich sind schematische Darstellungen möglicher Schaltungen erfindungsgemässer Elemente mit asymmetrischer Leitfähigkeit.

Aus der Fig. 1 ergibt sich, dass das erfindungsgemässe Element mit asymmetrischer Leitfähigkeit einerseits aus einem tragenden Leiter 1 besteht, in dessen Inneren ein kristallinischer Halbleiter 2 aus Silizium, Selen, Germanium o.dgl. angebracht ist. Der Leiter 1 ist nach aussen hin mit einem Anschlussorgan versehen, dass bei dem veranschaulichten Beispiel die Gestalt eines Schraubenbolzens 3 aufweist. Das Element ist andererseits von einer Buchse 4 aus leitendem Material abgeschlossen, innerhalb dessen ein Loch mit Muttergewinde 5 vorgesehen ist, in das das Schraubengewinde am Bolzen 3 passt. Im Gewinde 5 ist eine regulierbare Stellschraube 6 eingeschraubt, deren inneres Ende einen Punktkontaktdraht 7 trägt, der mit genügender Genauigkeit und entsprechendem Druck sich an der Schraube 6 durch jedes geeignete an sich bekannte Mittel angebracht sein. Die mit Schraubengewinde 5 versehene Buchse dient als Umfassungsverbindung des Elementes.

Die Buchse 4 ist bevorzugterweise gespalten, damit die darin eingesetzte Schraube genügend geklemmt und an Ort und Stelle gehalten wird, nachdem dieselbe zu dem Zweck eingeregelt wurde, um einen entsprechenden Druck zwischen dem Punktkontaktdraht 7 und der Oberfläche des Halbleiterkristalls 2 zu sichern. Nachdem diese Lage einmal eingeregelt wurde, wird dieselbe überdies noch durch Schaffung eines Stöpsels 8 gesichert, der beispielsweise aus Dichtungszement bestehen kann, wodurch gleichzeitig gesichert wird, dass am Element nichts mehr geändert werden kann und dass es auch dicht bleibt.

Die beiden Träger sind untereinander durch eine Muffe 9 verbunden, die aus Isolierstoff für Hochfrequenz besteht, beispielsweise aus Steatit. Diese Muffe umgibt, umschliesst und schützt die Gesamteinheit: Halbleiterkristall 2 - Punktkontaktdraht 7. Zweckdienlicherweise ist das Innere, sowie die beiden äusseren Enden dieser Muffe teilweise metallisiert, um die Träger 1 und 4 in der Mitte der Muffe 9 einschweissen zu können.

Das derart geschaffene Element kann nachher mit jedem beliebigen Anstrich oder Lack (beispielsweise aus Silicon) versehen werden, um die Dichtung, die Oberflächenwiderstandsfähigkeit usw. des Elementes zu erhöhen.

Das eben beschriebene Element ist zur Verwendung in aller Arten von Anordnungen geeignet. An sich kann dasselbe, wie dies in der Fig.2 dargestellt ist, mit einem Schraubenbolzen 10 versehen werden, der dann in das mit Muttergewinde versehene Loch 5 eingeschraubt wird, derart, dass die beiden Bolzen 3 und 10 zur Befestigung von Verbindungsdrähten mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubenmuttern dienen können; andererseits ist es möglich, wie die in der Fig. 3 dargestellt ist, an einem Ende einen Kontakt 11 vorzusehen, der jede beliebige Gestalt haben und auf dem mit Schraubengewinde versehenen Bolzen 3 aufgeschraubt sein kann, während in das andere Ende des Elementes ebenso wie in Fig.2 dargestellt ist, ein Bolzen 10 eingesetzt wird, der in das Muttergewinde 5 eingreift.

Die Fig. 4 veranschaulicht das Zusammenfassen zweier Elemente, wie solche in der Fig. 1 dargestellt sind in Reihe, wobei Anschlussplatten 12, 13 und 14 vorgesehen sein können, die beispielsweise einerseits an den äusseren Enden, der Elemente durch Schrauben 15 bezw. Muttern 16. andererseits zwischen den beiden Elementen durch Aufziehen auf den Bolzen 3 des linken Elementes befestigt sind, der in dem Schraubengewinde 5 des rechten Elementes eingesetzt wird. Die Schraube 15 ist in das Gewinde des linken Elementes eingeschraubt, während die Mutter 16 auf dem Bolzen 3 des rechten Elementes aufgeschraubt ist.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung solcher Elemente, wobei hier zwei Elemente parallel geschaltet sind. Einerseits sind die Ele- mente untereinander durch eine leitende Platte 17 verbunden, die dadurch befestigt wird, dass in die mit Muttergewinde versehenen Löcher, die in der genannten Platte angeordnet sind, die mit Schraubengewinde versehenen Bolzen 3 der Elemente eingeschraubt werden, wobei diese Platte 17 zum Beispiel einen Verbindungsarm 18 aufweisen kann, der zum Anschluss an äussere Stromkreise dient.

Am anderen Ende sind die beiden Elemente durch eine andere Platte 19 verbunden, die bei dem dargestellten Beispiel aus Isoliermaterial besteht, wobei Verbindungsdrähte 20 vorgesehen sind, die durch Schrauben 21 befestigt werden, die sich in die entsprechenden Muttergewinde 5 der beiden Elemente einschrauben lassen. Den Erfordernissen des Einbaues, der auszuführen ist, entsprechend, kann die Isolierplatte 19 durch eine leitende Platte ersetzt werden, die der Platte 17 entspricht.

In den Fig. 6 bis 12 sind verschiedene Anordnungen aus einem oder mehreren erfindungsgemässen Elementen bestehend, schematisch dargestellt, beispielsweise die folgenden:

Fig. 6: Anordnung mit einem einzigen Element.

Fig. 7. Anordnung von zwei in Reihe angeordneten Elementen (s.Fig.4) bezw. zwei gegeneinander geschalteten Elementen gemäss Fig. 9 und 11.

Fig. 8 Anordnung von vier in Reihe geschalteten Elementen.

Fig. 10: Gruppengegenschaltung, bei der der Punkt des positiven Augenblickhöchstpotentials sich im Mittelpunkt befindet. Fig. 12: Gruppenschaltung, bei der das negative Augenblickspotential sich im Mittelpunkt befindet.

Die verschiedenen hier beschriebenen Fälle zeigen nur Beispiele verschiedener Möglichkeiten der Anwendung des erfindungsgemässen Elements.

Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass die Schaffung der Elemente mit asymmetrischer Leitfähigkeit der Erfindung entsprechend grosse Anpassungsfähigkeit des Systems beim Aufbau verschiedenster Geräte bei einem Mindestplatzbedarf gewährleistet. Es ist ebenfalls erforderlich, dass durch die Muffe 9 die seitliche Isolierung stets vollkommen gewährleistet ist.

Claims (3)

1. Element mit asymmetrischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass es einen leitenden, mit einem Halbleiter (Selen, Silizium, Germanium, Kupferoxyd o.dgl.) versehenen Träger (1) aufweist, der mit einem Anschluss (3) bezw. Umfassungs- (11) Vorrichtung verbunden ist, sowie einen weiteren leitenden Träger (4) mit einem Punktberührungsdraht (7) zur Schaffung der Verbindung mit dem Halbleiter besitzt, welcher zweite Träger eine Umfassungs- bezw. Anschluss-Vorrichtung (10) trägt und beide Träger innerhalb eines Hochfrequenzisolierkörpers (9), der insbesondere aus Steatit bestehen kann, und der die aus dem Halbleiter und dem Punktberührungsdraht bestehende Gesamtheit vollständig einschliesst, angeordnet sind, während die beiden Verbindungsvorrichtungen derart beschaffen sind, dass ein unmittelbares Anschliessen des Elementes an ein gleiches Nachbarelement ermöglicht wird.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper teilweise metallisiert und die leitenden Träger daran luftdicht angespeist sind.

3. Element nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Punktberührungsdraht stützende leitende Träger (4) mit einem Loch mit Muttergewinde (5) versehen ist, in dem die den besagten Draht tragende Schraube (6) derart eingesetzt ist, dass eine Regelung des Berührungsdruckes der Drahtspitze (7) auf dem Halbleiter (2) ermöglicht wird, wobei der Träger (4) zweckmässigerweise gespalten ist um ein gutes Einklemmen der Schraube (6) und deren Festhalten in der eingeregelten Lage zu sichern, welche Lage überdies nach Durchführung der Regelung durch Einführung eines Stöpsels aus dichtem Zement (8) weiter gesichert wird.