DEP0049067DA

DEP0049067DA - Element with asymmetrical conductivity

Info

Publication number: DEP0049067DA
Authority: DE
Inventors: Benard Bethge; Herbert Francois Mataré; René Sueur; Henri Welker
Original assignee: Compagnie des Freins et Signaux Paris
Publication date: 1951-02-15

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.There are different types of elements with asymmetrical conductivity, which essentially consist of two support electrodes between which a barrier layer is provided, which can be applied to a semiconductor of the type of selenium, silicon, germanium, copper oxide Cu (sub) 2O, etc. Such elements can have various structures and are used in any way: in telecommunication lines, in electrical lines for remote control and remote measurements, in signaling circuits, in circuits for measuring devices, radio devices, charging systems, etc.

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.These different uses generally require a very special construction of one or more such elements. Most often, the elements that come into consideration for such uses are grouped into total units that take up more or less space, so that it is absolutely impossible to change anything in them or to create sufficient space within the systems where they are to be used. In addition, the interconnection of such elements is not always done in the simplest and fastest way. In addition, the side insulation does not always appear to be perfectly secured. Finally, the condition to adapt the various components of such an overall unit to one another, or to design them according to the working requirements of the individual circuits to which they are to be connected, has so far only been partially met.

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.The present invention consists in creating a new element with asymmetrical conductivity, which is designed in such a way that the various disadvantages are avoided and there is the possibility of achieving a simple structure. that allows various combinations of analogous elements with which the element is to be connected, such that a better arrangement of such elements within a given space will allow for purposes of a particular installation.

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.The new element with asymmetrical conductivity essentially consists of a conductive carrier on which a semiconductor (selenium, silicon, germanium, copper oxide, etc.) is attached, which has a surrounding or plug-in device, and a second carrier, which is provided with the point contact wire is that touches the semiconductor, this being a plug-in respectively. carries a containment device; These two carriers are arranged on a high-frequency insulator, for example steatite or the like, which includes the entire unit: semiconductor, point contact wire, both connections (i.e. the plug-in and surrounding connection) which have properties such that adjacent elements can be easily assembled .

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.Said insulator is advantageously metallized in order to enable it to be soldered to the conductor carrier and in this way to ensure complete sealing of the interior of the element.

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.It is also advantageous to provide the conductive support provided with the point contact wire with a nut thread in which a screw is inserted which supports said wire in such a way as to allow regulation of the contact pressure of the tip on the semiconductor will; the carrier is split in order to ensure that the screw is properly clamped in the thread and held firmly in the set position. This can also be further secured after the adjustment has been made by attaching a tight cement plug.

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:Other features and advantages of the present invention are explained with reference to the following description and the accompanying drawing, on which an embodiment of the subject matter of the invention and various types of installation are illustrated schematically. In the drawing it means:

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;Fig. 1 is a longitudinal section through the novel element with asymmetrical conductivity which forms the subject of the invention; Figure 2 is a side view of the same element provided with screw-in elements at both ends;

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;Fig. 3 is a side view of the same element having an adjustment facility at one of its ends and an encasing facility at the other end, i.e. provided with a contact head;

die Fig. 4 eine Seitenansicht einer Anordnung, bei der zwei Elemente laut Fig. 1 in Reihe geschaltet sind;FIG. 4 is a side view of an arrangement in which two elements according to FIG. 1 are connected in series;

die Fig. 5 eine perspektivische Ansicht solcher Elemente in Parallelschaltung;Figure 5 is a perspective view of such elements connected in parallel;

die Fig. 6 bis 12 schliesslich sind schematische Darstellungen möglicher Schaltungen erfindungsgemässer Elemente mit asymmetrischer Leitfähigkeit.Finally, FIGS. 6 to 12 are schematic representations of possible circuits of elements according to the invention with asymmetrical conductivity.

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.1 shows that the element according to the invention with asymmetrical conductivity consists on the one hand of a load-bearing conductor 1, in the interior of which a crystalline semiconductor 2 made of silicon, selenium, germanium or the like. is appropriate. The conductor 1 is provided on the outside with a connecting element which, in the illustrated example, has the shape of a screw bolt 3. The element is, on the other hand, closed by a sleeve 4 made of conductive material, inside which a hole with a nut thread 5 is provided, into which the screw thread on the bolt 3 fits. An adjustable adjusting screw 6 is screwed into the thread 5, the inner end of which carries a point contact wire 7 which can be attached to the screw 6 with sufficient accuracy and appropriate pressure by any suitable means known per se. The socket provided with screw thread 5 serves as a surrounding connection of the element.

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.The socket 4 is preferably split so that the screw inserted therein is sufficiently clamped and held in place after it has been adjusted for the purpose of ensuring a corresponding pressure between the point contact wire 7 and the surface of the semiconductor crystal 2. After this position has been adjusted once, the same is also secured by creating a plug 8, which can for example consist of sealing cement, which at the same time ensures that nothing can be changed on the element and that it remains tight.

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.The two supports are connected to one another by a sleeve 9 made of high frequency insulating material, for example steatite. This sleeve surrounds, encloses and protects the entire unit: Semiconductor crystal 2 - point contact wire 7. The inside and the two outer ends of this sleeve are expediently partially metallized so that the supports 1 and 4 can be welded in the middle of the sleeve 9.

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.The element created in this way can subsequently be provided with any paint or varnish (for example made of silicone) in order to increase the seal, the surface resistance, etc. of the element.

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.The element just described is suitable for use in all kinds of arrangements. In itself, as shown in FIG. 2, it can be provided with a screw bolt 10, which is then screwed into the hole 5 provided with a nut thread, in such a way that the two bolts 3 and 10 for fastening connecting wires with the aid of screw nuts not shown can serve; on the other hand, it is possible, as shown in Fig. 3, to provide a contact 11 at one end, which can have any shape and be screwed onto the screw-threaded bolt 3, while in the other end of the element as well as in 2 is shown, a bolt 10 is used, which engages in the nut thread 5.

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.4 illustrates the combination of two elements, such as those shown in FIG. 1, in series, connection plates 12, 13 and 14 being able to be provided which, for example, on the one hand at the outer ends of the elements by screws 15 or respectively. On the other hand, nuts 16. are fastened between the two elements by threading them onto the bolt 3 of the left element which is inserted in the screw thread 5 of the right element. The screw 15 is screwed into the thread of the left element, while the nut 16 is screwed onto the bolt 3 of the right element.

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.FIG. 5 shows another arrangement of such elements, two elements being connected in parallel here. On the one hand, the ele- ments are interconnected by a conductive plate 17 which is fixed by screwing in the nut-threaded holes located in said plate the screw-threaded bolts 3 of the elements, this plate 17, for example, a connecting arm 18 may have, which is used for connection to external circuits.

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.At the other end, the two elements are connected by another plate 19, which in the example shown consists of insulating material, connecting wires 20 being provided which are fastened by screws 21 which can be screwed into the corresponding nut threads 5 of the two elements. According to the requirements of the installation to be carried out, the insulating plate 19 can be replaced by a conductive plate corresponding to the plate 17.

In den Fig. 6 bis 12 sind verschiedene Anordnungen aus einem oder mehreren erfindungsgemässen Elementen bestehend, schematisch dargestellt, beispielsweise die folgenden:In FIGS. 6 to 12, various arrangements consisting of one or more elements according to the invention are shown schematically, for example the following:

Fig. 6: Anordnung mit einem einzigen Element.Fig. 6: Arrangement with a single element.

Fig. 7. Anordnung von zwei in Reihe angeordneten Elementen (s.Fig.4) bezw. zwei gegeneinander geschalteten Elementen gemäss Fig. 9 und 11.Fig. 7. Arrangement of two elements arranged in a row (see Fig. 4) respectively. two elements connected against one another according to FIGS. 9 and 11.

Fig. 8 Anordnung von vier in Reihe geschalteten Elementen.8 shows the arrangement of four elements connected in series.

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.Fig. 10: Group counter-circuit in which the point of the positive instantaneous maximum potential is in the center. Fig. 12: Group connection in which the negative instantaneous potential is in the center.

Die verschiedenen hier beschriebenen Fälle zeigen nur Beispiele verschiedener Möglichkeiten der Anwendung des erfindungsgemässen Elements.The different cases described here only show examples of different possibilities of using the element according to the invention.

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.From what has been said above, it can be seen that the creation of the elements with asymmetrical conductivity of the invention ensures a correspondingly large adaptability of the system in the construction of a wide variety of devices with a minimum space requirement. It is also necessary that the lateral insulation is always completely guaranteed by the sleeve 9.

Claims

1. Element with asymmetrical conductivity, characterized in that it has a conductive carrier (1) provided with a semiconductor (selenium, silicon, germanium, copper oxide or the like), which is provided with a connection (3) or. Umfassungs- (11) device is connected, as well as a further conductive carrier (4) with a point contact wire (7) to create the connection with the semiconductor, which second carrier has a Umfassungs- respectively. Connection device (10) carries and both carriers are arranged within a high-frequency insulating body (9), which can in particular consist of steatite, and which completely encloses the assembly consisting of the semiconductor and the point contact wire, while the two connection devices are designed in such a way that a direct connection of the element to an identical neighboring element is made possible.

2. Element according to claim 1, characterized in that the insulating body is partially metallized and the conductive carriers are fed to it in an airtight manner.

3. Element according to claims 1 or 2, characterized in that the conductive support (4) supporting the point contact wire is provided with a hole with a nut thread (5) in which the screw (6) carrying said wire is inserted in such a way that a regulation of the contact pressure of the wire tip (7) on the semiconductor (2) is made possible, wherein the carrier (4) is expediently split in order to ensure that the screw (6) is properly clamped and held in the regulated position, which position also follows Implementation of the scheme is further secured by introducing a plug made of dense cement (8).