IT9067184A1 - ELECTRONIC SWITCH INCLUDING A PHOTOSENSITIVE SEMICONDUCTOR - Google Patents
ELECTRONIC SWITCH INCLUDING A PHOTOSENSITIVE SEMICONDUCTORInfo
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "INTERRUTTORE ELETTRONICO COMPRENDENTE UN SEMICON-DUTTORE FOTOSENSIBILE" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "ELECTRONIC SWITCH INCLUDING A PHOTOSENSITIVE SEMICON-DUCTOR"
RIASSUNTO SUMMARY
Interruttore elettronico comprendente un semiconduttore fotosensibile (1, 11, 12) ed una sorgente (14, 24) che, quando azionata, illumina il semiconduttore rendendolo conduttivo, il semiconduttore fotosensibile essendo una miscela sinterizzata comprendente, in peso, 63-74% di cadmio, 16-24% di selenio, 8-14% di zolfo, 0,1-1% di cloro e 0,005-0,1% di rame. Electronic switch comprising a photosensitive semiconductor (1, 11, 12) and a source (14, 24) which, when activated, illuminates the semiconductor making it conductive, the photosensitive semiconductor being a sintered mixture comprising, by weight, 63-74% of cadmium , 16-24% selenium, 8-14% sulfur, 0.1-1% chlorine and 0.005-0.1% copper.
La presente invenzione si riferisce ad un interruttore elettronico comprendente un semiconduttore fotosensibile ed una sorgente di luce che, quando azionata, illumina il semiconduttore facendolo diventare conduttivo. The present invention refers to an electronic switch comprising a photosensitive semiconductor and a light source which, when activated, illuminates the semiconductor making it become conductive.
I semiconduttori fotosensibili sono ben noti e non occorre siano descritti in dettaglio. La principale caratteristica di tali semiconduttori è la loro capacità di passare da uno strato elettricamente non conduttivo e di alta resistenza ad uno strato elettricamente conduttivo e di bassa resistenza quando sono illuminati da luce. Photosensitive semiconductors are well known and need not be described in detail. The main feature of such semiconductors is their ability to pass from an electrically non-conductive, high-resistance layer to an electrically conductive, low-resistance layer when illuminated by light.
I materiali attualmente usati quali o in semiconduttori fotosensibili industriali sono per esempio: silicio, carbonio, germanio, arseniuro di gallio, carburo di silicio, seleniuro di cadmio, solfuro di cadmio, fosfuro di indio, e fosfuro di potassio. Questi semiconduttori fotosensibili della tecnica anteriore possono essere usati in vari dispositivi elettronici, per esempio, in interruttori elettronici, e sono generalmente drogati con "impurità" quali, per esempio: cobalto, rame, cromo, oro, ferro, ossigeno, argento e zinco. The materials currently used such as or in industrial photosensitive semiconductors are for example: silicon, carbon, germanium, gallium arsenide, silicon carbide, cadmium selenide, cadmium sulfide, indium phosphide, and potassium phosphide. These prior art photosensitive semiconductors can be used in various electronic devices, for example, in electronic switches, and are generally doped with "impurities" such as, for example: cobalt, copper, chromium, gold, iron, oxygen, silver and zinc.
Interruttori elettronici comprendenti un semiconduttore fotosensibile sono descritti, per esempio, nei seguenti brevetti statunitensi: 4.301.362; 4.347.437; 4.438.331; 4.490.709; 4.577.114 e 4.695.733. In questi brevetti sono descritte varie configurazioni di interruttori. Esse comprendono tutte una sorgente di luce e un semiconduttore fotosensibile munito di due elettrodi distanziati. I semiconduttori sono costituiti da vari materiali e la sorgente di luce è generalmente un laser. Electronic switches comprising a photosensitive semiconductor are disclosed, for example, in the following US patents: 4,301,362; 4,347,437; 4,438,331; 4,490,709; 4,577,114 and 4,695,733. Various switch configurations are disclosed in these patents. They all comprise a light source and a photosensitive semiconductor equipped with two spaced electrodes. Semiconductors are made up of various materials and the light source is usually a laser.
Quando, per un dato semiconduttore, una certa tensione di polarizzazione è applicata ai capi degli elettrodi di un interruttore fotosensibile, l'interruttore non permetterà alla corrente elettrica di passare attraverso gli elettrodi e gli interruttori saranno nella su posizione "disinserita", ma quando la sorgente di luce proietta energia luminosa sull'area del semiconduttore situato fra gli elettrodi, il semiconduttore diventa elettricamente conduttivo e l'interruttore si troverà nella posizione "inserita". Il principale vantaggio degli interruttori di questo tipo è che essi possono commutare molto rapidamente una corrente elettrica nello stato di inserzione e disinserzione. When, for a given semiconductor, a certain bias voltage is applied across the electrodes of a photosensitive switch, the switch will not allow electric current to pass through the electrodes and the switches will be in the "off" position, but when the light source projects light energy onto the area of the semiconductor located between the electrodes, the semiconductor becomes electrically conductive and the switch will be in the "on" position. The main advantage of switches of this type is that they can very quickly switch an electric current into the on and off state.
Un inconveniente degli interruttori fotosensibili noti è, in particolare, degli interruttori descritti nei sopra citati sei brevetti statunitensi, è costituito dal fatto che essi sono soltanto in grado di commutare alimentazioni elettriche che hanno tensione al di sotto di alcuni kV, per esempio fino a 3-5 kV, e cosi non possono essere usati nei dispositivi elettrici dove è richiesta una tensione superiore. A disadvantage of the known photosensitive switches is, in particular, of the switches described in the aforementioned six US patents, consisting of the fact that they are only capable of switching power supplies that have voltage below a few kV, for example up to 3 -5 kV, and thus cannot be used in electrical devices where a higher voltage is required.
E' pertanto un primo scopo dell'invenzione provvedere un interruttore elettronico attivato dalla luce che sia in grado di resistere/commutare correnti elettriche di basso valore, ad alta tensione, ossia alimentazioni aventi una tensione di almeno 30 kV e aventi una corrente minore di 0,2A. E' un ulteriore oggetto dell'invenzione provvedere un commutatore fotosensibile a bassa corrente ed alta tensione molto compatto e molto economico, ed è pure un oggetto dell'invenzione provvedere un interruttore fotosensibile capace di funzionare a frequenza elevata. It is therefore a first object of the invention to provide a light-activated electronic switch that is capable of withstanding / switching low-value, high-voltage electrical currents, i.e. power supplies having a voltage of at least 30 kV and having a current lower than 0. , 2A. It is a further object of the invention to provide a very compact and very economical low current and high voltage photosensitive switch, and it is also an object of the invention to provide a photosensitive switch capable of operating at high frequency.
Si è ora trovato che alcune composizioni di semiconduttore di solfo-seleniuro drogato con cadmio presentano una desiderabile combinazione di proprietà tale che quando usate come semiconduttore in un interruttore fotosensibile, quest'ultimo è in grado di commutare alimentazione a bassa corrente ed alta tensione, e che può essere costruito in modo compatto ed economico e fatto funzionare ad alta frequenza. It has now been found that some cadmium-doped sulfo-selenide semiconductor compositions exhibit a desirable combination of properties such that when used as a semiconductor in a photosensitive switch, the latter is capable of switching low current and high voltage supplies, and which can be built compactly and economically and operated at high frequency.
Secondo la presente invenzione, si provvede un interruttore elettronico comprendente un semiconduttore fotosensibile e una sorgente di luce che, quando azionata, illumina il semiconduttore e fa si che quest'ultimo diventi conduttivo, in cui il semiconduttore fotosensibile è una miscela sinterizzata comprendente, in peso, 63 a 74% di cadmio, 16 a 24% di selenio, 8 a 14% di zolfo, 0,1 a 1% di cloro e 0,005 a 0,1% di rame. According to the present invention, an electronic switch is provided comprising a photosensitive semiconductor and a light source which, when operated, illuminates the semiconductor and causes the latter to become conductive, wherein the photosensitive semiconductor is a sintered mixture comprising, by weight , 63 to 74% cadmium, 16 to 24% selenium, 8 to 14% sulfur, 0.1 to 1% chlorine and 0.005 to 0.1% copper.
Il semiconduttore ha preferibilmente la forma di uno strato aderente su un substrato elettricamente isolante. Il semiconduttore è munito di elettrodi distanziati a cui, in uso, è collegato il circuito che l'interruttore deve controllare. Gli elettrodi possono essere due strati di elettrodi aderenti, distanziati, sullo strato semiconduttore sinterizzato o il substrato può essere dotato di due strati di elettrodi aderenti, distanziati e lo strato semiconduttore sinterizzato aderente può essere applicato sugli strati di elettrodo e sul substrato fra i medesimi; in quest'ultimo caso gli strati di elettrodi si trovano sotto lo strato semiconduttore . The semiconductor preferably has the form of an adherent layer on an electrically insulating substrate. The semiconductor is equipped with spaced electrodes to which, in use, the circuit that the switch must control is connected. The electrodes can be two layers of adherent, spaced-apart electrodes on the sintered semiconductor layer or the substrate can be provided with two adherent, spaced-apart electrode layers and the adherent sintered semiconductor layer can be applied to the electrode layers and substrate therebetween; in the latter case the electrode layers are located under the semiconductor layer.
Gli strati di elettrodi possono essere formati di qualsiasi conveniente materiale elettroconduttivo, materiali preferiti essendo, per esempio, argento, indio e alluminio e resine, per esempio resine epossidiche, caricate con uno o più di questi metalli. The electrode layers can be formed of any suitable electroconductive material, preferred materials being, for example, silver, indium and aluminum and resins, for example epoxy resins, loaded with one or more of these metals.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, si provvede un procedimento per costruire un interruttore elettronico secondo l'invenzione, il quale comprende la formazione di una pasta di miscela di polvere finemente suddivisa comprendente, in peso, 35 a 55% di seleniuro di cadmio, 35 a 55% di solfuro di cadmio, 5 a 15% di cloruro di cadmio e 0,01 a 0,1% di cloruro di rame, un legante e un liquido volatile, formando un rivestimento della pasta su un substrato elettricamente isolante e essiccando il rivestimento sinterizzando il rivestimento essiccato ad una temperatura da 540*C a 800°C per formare uno strato aderente di semiconduttore fotosensibile sul substrato, provvedendo strati elettronici aderenti distanziati sia su o sotto lo strato semiconduttore, e montando il substrato rivestito con una sorgente di luce. According to another aspect of the present invention, a method is provided for constructing an electronic switch according to the invention which comprises forming a finely divided powder mixture paste comprising, by weight, 35 to 55% cadmium selenide, 35 to 55% cadmium sulfide, 5 to 15% cadmium chloride and 0.01 to 0.1% copper chloride, a binder and a volatile liquid, forming a paste coating on an electrically insulating substrate and drying the coating by sintering the dried coating at a temperature of 540 ° C to 800 ° C to form an adherent layer of photosensitive semiconductor on the substrate, providing spaced adherent electronic layers either on or under the semiconductor layer, and mounting the coated substrate with a source of light.
La formazione dello strato semiconduttore sinterizzato può essere ottenuto conformemente alle convenzionali tecniche di sinterizzazione che sono ben note ai tecnici del reuno. The formation of the sintered semiconductor layer can be obtained in accordance with conventional sintering techniques which are well known to those skilled in the art.
Per ottenere la desiderata fotosensibilità e proprietà elettriche nel semiconduttore sinterizzato, ì materiali in polvere finemente suddivisa devono essere della massima purezza, per esempio di 99,999% o più, e le dimensioni delle particelle in polvere preferibilmente minori di 3um. To achieve the desired photosensitivity and electrical properties in the sintered semiconductor, the finely divided powder materials must be of the highest purity, for example 99.999% or more, and the size of the powder particles preferably less than 3µm.
Convenienti leganti e liquidi volatili per formare la pasta sono conosciuti ai tecnici del ramo. In generale si preferisce usare come legante cellulosa di etile, tuttavia altri convenienti leganti comprendono, per esempio, olio di lino e acetato di cellulosa. Preferiti liquidi volatili sono i liquidi organici; convenienti liquidi organici includono, per esempio, il terpineolo, l'acetone e 1'etanolo, di cui il primo è generalmente preferito. Il legante è preferibilmente presente quale soluzione al 10% in peso nel liquido volatile. La proporzione di soluzione legante/liquido volatile nella pasta dipenderà naturalmente dalla desiderata viscosità della pasta che, a sua volta, dipenderà dal procedimento di rivestimento del substrato con la pasta che viene usata. Per molti scopi, è conveniente una pasta contenente circa il 15% in peso della soluzione di legante/liquido volatile. Convenient binders and volatile liquids for forming the paste are known to those skilled in the art. In general it is preferred to use ethyl cellulose as the binder, however other suitable binders include, for example, linseed oil and cellulose acetate. Preferred volatile liquids are organic liquids; Suitable organic liquids include, for example, terpineol, acetone and ethanol, the former of which is generally preferred. The binder is preferably present as a 10% by weight solution in the volatile liquid. The proportion of binder / volatile liquid solution in the paste will of course depend on the desired viscosity of the paste which, in turn, will depend on the process of coating the substrate with the paste being used. For many purposes, a paste containing about 15% by weight of the volatile binder / liquid solution is convenient.
Convenienti procedimenti per la formazione di uno strato della pasta sul substrato comprendono, per esempio, la serigrafia, spruzzatura, movimento rotativo e sedimentazione. La serigrafia è un procedimento molto preciso che produce uno strato avente una superficie liscia, regolare e uno spessore di 10 a 50 um dipendentemente dalla maglia del crivello; questo procedimento è in generale il preferito. Convenient processes for forming a layer of the paste on the substrate include, for example, screen printing, spraying, rotary motion and settling. Screen printing is a very precise process which produces a layer having a smooth, regular surface and a thickness of 10 to 50 µm depending on the mesh of the sieve; this method is generally preferred.
Convenienti materiali di substrato elettricamente isolanti sono, per esempio, ceramiche di allumina, silice fusa e vetro "pirex" (nome commerciale) . Il substrato rivestito è poi essiccato per asportare il liquido volatile, preferibilmente medi.ante ri.scaldamento i.n un forno ad una temperatura di circa 100’C per circa 10 minuti. Suitable electrically insulating substrate materials are, for example, alumina ceramics, fused silica and "pyrex" glass (trade name). The coated substrate is then dried to remove the volatile liquid, preferably by heating it in an oven at a temperature of about 100'C for about 10 minutes.
Il rivestimento essiccato è poi sinterizzato in una atmosfera sostanzialmente inerte ad una temperatura da 540"C a 800"C. A tal fine, il substrato rivestito è preferibilmente collocato in un contenitore attraverso il quale si può far passare una corrente di azoto (o altro gas inerte) contenente una piccola proporzione di ossigeno, preferibilmente aggiunto come aria e il contenitore è posto in un conveniente forno o fornace, preferibilmente un forno elettrico. La proporzione di aria nella miscela gas inerte/aria è conveniente?3⁄4.tead|% in volume. La miscela gas inerte/aria è fatta passare attraverso il contenitore ad una portata relativamente lenta, per esempio 2 a 6 litri all'ora. The dried coating is then sintered in a substantially inert atmosphere at a temperature from 540 "C to 800" C. To this end, the coated substrate is preferably placed in a container through which a stream of nitrogen (or other inert gas) containing a small proportion of oxygen, preferably added as air, can be passed and the container is placed in a convenient oven. or furnace, preferably an electric furnace. The proportion of air in the inert gas / air mixture is convenient? 3⁄4.tead |% by volume. The inert gas / air mixture is passed through the container at a relatively slow rate, for example 2 to 6 liters per hour.
Il forno è gradualmente riscaldato alla temperatura di sinterizzazione, per esempio per un periodo di 30 minuti, ed è tenuto alla temperatura di sinterizzazione per 45 a 150 minuti, preferibilmente 45 a 120 minuti. La temperatura di sinterizzazione non appare critica; se la temperatura è molto minore di 540*C, lo strato non riesce a sinterizzare e se è superiore a 800*C, lo strato si decompone. Risultati migliori sono ottenuti a temperature di sinterizzazione comprese fra 540 "C e 700*c. The oven is gradually heated to the sintering temperature, for example for a period of 30 minutes, and is held at the sintering temperature for 45 to 150 minutes, preferably 45 to 120 minutes. The sintering temperature does not appear critical; if the temperature is much lower than 540 * C, the layer fails to sinter and if it is above 800 * C, the layer decomposes. Better results are obtained at sintering temperatures ranging from 540 ° C to 700 ° C.
Gli strati sinterizzati così ottenuti sono saldi, aderenti e chimicamente stabili. Una riduzione dello spessore avviene durante l'operazione di sinterizzazione e gli spessori finali sono generalmente compresi nell'intervallo da 5 a 25 um, dipendentemente dallo spessore iniziale dello strato. Vi è pure sempre una perdita di peso durante la sinterizzazione e la composizione chimica finale del semiconduttore può variare alquanto in funzione della temperatura di sinterizzazione e in funzione del tempo di sinterizzazione. The sintered layers thus obtained are firm, adherent and chemically stable. A reduction in thickness occurs during the sintering operation and the final thicknesses are generally in the range of 5 to 25 µm, depending on the initial thickness of the layer. There is also always a weight loss during sintering and the final chemical composition of the semiconductor can vary somewhat as a function of the sintering temperature and as a function of the sintering time.
Lo strato semiconduttore sinterizzato è poi dotato di due elettrodi distanziati che possono essere costituiti, per esempio, di acciaio, indio o alluminio o di una resina epossidica caricata con uno di questi metalli. Gli elettrodi possono essere formati sul semiconduttore sia (a) evaporando il metallo dì elettrodo sulla superfìcie del semiconduttore, sìa (b) mediante operazione di serigrafia della resina epossidica caricata sulla superficie, sia (c) pressando un foglio del metallo sulla superficie del semiconduttore. The sintered semiconductor layer is then provided with two spaced electrodes which may be made of, for example, steel, indium or aluminum or an epoxy resin loaded with one of these metals. The electrodes can be formed on the semiconductor either (a) by evaporating the electrode metal onto the surface of the semiconductor, either (b) by screen printing the epoxy resin loaded onto the surface, or (c) by pressing a sheet of the metal onto the surface of the semiconductor.
Di questi tre procedimenti, sono generalmente preferiti i procedimenti (a) e (b). In entrambi i procedimenti, l'area fra gli elettrodi è mascherata prima dell'applicazione del materiale di elettrodo sulla superficie del semiconduttore. Il procedimento (a) è normalmente seguito da un breve trattamento termico che, quando è usato argento o alluminio consiste, per esempio, nel riscaldare lo strato di elettrodo in azoto a 300*C per 20 minuti. Il procedimento (b) richiede che la resina epossidica sia riscaldata in aria, per esempio, a 150’C per 35 minuti, al fine di indurire lo strato. Of these three processes, processes (a) and (b) are generally preferred. In both methods, the area between the electrodes is masked prior to applying the electrode material to the semiconductor surface. Process (a) is normally followed by a short heat treatment which, when silver or aluminum is used, consists, for example, of heating the electrode layer in nitrogen at 300 ° C for 20 minutes. Procedure (b) requires that the epoxy resin is heated in air, for example, at 150 C for 35 minutes, in order to harden the layer.
Un altro procedimento per provvedere il semiconduttore di due elettrodi distanziati consiste nella formazione degli elettrodi quali strati sul substrato elettricamente isolante, mediante uno qualsiasi dei procedimenti sopra descritti, e mascherando nel contempo l'area fra gli elettrodi e formando poi lo strato semiconduttore sopra gli elettrodi e l'area di substrato fra i medesimi. Another method of providing the semiconductor with two spaced electrodes is to form the electrodes as layers on the electrically insulating substrate, by any of the above-described methods, while masking the area between the electrodes and then forming the semiconductor layer over the electrodes. and the substrate area therebetween.
L'interruttore elettronico secondo l'invenzione può assumere svariate forme. Per motivi di compattezza, è preferibile che lo strato semiconduttore ed il substrato abbiano la forma di un cilindro cavo. E' inoltre preferito che in questa disposizione lo strato semiconduttore si trovi sull'interno del cilindro cavo e la sorgente luminosa sia situata sull'asse longitudinale del cilindro. The electronic switch according to the invention can take various forms. For reasons of compactness, it is preferable that the semiconductor layer and the substrate have the shape of a hollow cylinder. It is also preferred that in this arrangement the semiconductor layer is located on the inside of the hollow cylinder and the light source is located on the longitudinal axis of the cylinder.
Può essere usata una varietà di sorgenti di luce. E' preferibile usare uno o più diodi fotoemittenti (LEO) o una lampada a scarica a bagliore o tubo fornente una luce avente una lunghezza d'onda di 500 a 900 nm. Convenienti LED includono LED rossi ad alta efficienza con un'emissione di picco di circa 660 nm di luce rossa visibile ed un angolo di visione di 140°, e i LED all'infrarosso che emettono un'emissione di picco di 830 nm ed hanno un angolo di visione superiore a 30*. A variety of light sources can be used. It is preferable to use one or more light emitting diodes (LEOs) or a glow discharge lamp or tube providing light having a wavelength of 500 to 900 nm. Affordable LEDs include high-efficiency red LEDs with a peak output of approximately 660 nm of visible red light and a viewing angle of 140 °, and infrared LEDs that emit a peak output of 830 nm and have an angle of of vision greater than 30 *.
Convenienti lampade di scarica sono, per esempio, le lampade e i tubi di scarica al neon. Convenient discharge lamps are, for example, neon discharge lamps and tubes.
Per una migliore comprensione dell'invenzione, saranno ora descritte preferite forme di attuazione di semiconduttore/substrato e di complessi ad interruttore, a titolo di esempio, con riferimento ai disegni annessi, in cui: For a better understanding of the invention, preferred embodiments of semiconductor / substrate and switch assemblies will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
la figura 1 è una vista in pianta di una forma di attuazione di semiconduttore/substrato, Figure 1 is a plan view of a semiconductor / substrate embodiment,
la figura 2 è una sezione sulla linea II-II di figura Ir-la figura 3 è una sezione sulla linea III-III di figura 1; Figure 2 is a section on the line II-II of Figure Ir-Figure 3 is a section on the line III-III of Figure 1;
la figura 4 è una sezione trasversale di una prima forma di attuazione di un complesso interruttore elettronico; Figure 4 is a cross section of a first embodiment of an electronic switch assembly;
la figura 5 è una elevazione in sezione sulla linea V-V di figura 4; Figure 5 is a sectional elevation on the line V-V of Figure 4;
la figura 6 è una sezione trasversale di una seconda forma di attuazione di un complesso interruttore elettronico cilindrico, e figure 6 is a cross section of a second embodiment of a cylindrical electronic switch assembly, e
la figura 7 è una elevazione in sezione sulla linea VII-VII di figura 6. Figure 7 is a sectional elevation on the line VII-VII of Figure 6.
Con riferimento alle figure l a 3, un gruppo semiconduttore/substrato comprende uno strato 1 semiconduttore fotosensibile sinterizzato rivestito su un substrato piatto 2 elettricamente isolante e distanziati elettrodi elettroconduttori 3A e 3B. Lo strato semiconduttore 1 presenta la composizione Cd/Se/S/Cl/Cu sopra citata. With reference to Figures 1 to 3, a semiconductor / substrate assembly comprises a sintered photosensitive semiconductor layer 1 coated on an electrically insulating flat substrate 2 and spaced-apart electroconductive electrodes 3A and 3B. The semiconductor layer 1 has the composition Cd / Se / S / Cl / Cu mentioned above.
L'interruttore elettronico rappresentato nelle figure 4 e 5 comprende uno strato semiconduttore 11 fotosensibile sinterizzato aderente e un substrato isolante 12 avente la forma di un cilindro cavo, e due elettrodi anulari 13A e 13B a ciascuna estremità del cilindro. L'interruttore comprende inoltre una sorgente di luce 14 che è un tubo di scarica che dà una luce avente una lunghezza d'onda di 500 a 900 nanometri; la sorgente di luce 14 è disposta lungo l'asse del cilindro 11/12. Lo strato semiconduttore 11 ha la composizione Cd/Se/S/Cl/Cu sopra citata. The electronic switch shown in Figures 4 and 5 comprises an adherent sintered photosensitive semiconductor layer 11 and an insulating substrate 12 having the shape of a hollow cylinder, and two annular electrodes 13A and 13B at each end of the cylinder. The switch further comprises a light source 14 which is a discharge tube which gives light having a wavelength of 500 to 900 nanometers; the light source 14 is arranged along the axis of the cylinder 11/12. The semiconductor layer 11 has the composition Cd / Se / S / Cl / Cu mentioned above.
L'interruttore elettronico rappresentato nelle figure 6 a 7 comprende uno strato semiconduttore cilindrico cavo 21 e un substrato isolante 22 simile allo strato semiconduttore 11 e il substrato 12 della precedente forma di attuazione, ma in questa forma di attuazione gli elettrodi assumono la forma di due elettrodi a strisce allungate 23A e 23B disposti lungo generatrici diametralmente opposte del cilindro 21. Il gruppo interruttore comprende inoltre sei diodi fotoemittenti 24 disposti lungo l'asse del cilindro 21/22. Lo strato semiconduttore 21 ha la composizione Cd/Se/S/Cl/Cu sopra citata. The electronic switch shown in Figures 6 to 7 comprises a hollow cylindrical semiconductor layer 21 and an insulating substrate 22 similar to the semiconductor layer 11 and the substrate 12 of the previous embodiment, but in this embodiment the electrodes take the form of two elongated strip electrodes 23A and 23B arranged along diametrically opposite generatrices of the cylinder 21. The switch unit further comprises six light-emitting diodes 24 arranged along the axis of the cylinder 21/22. The semiconductor layer 21 has the composition Cd / Se / S / Cl / Cu mentioned above.
Il funzionamento degli interruttori elettronici rappresentati nelle figure 4 e 5 e nelle figure 6 e 7 è il seguente. Una tensione di polarizzazione è applicata fra gli elettrodi (13A-13B, 23A-23B) ; nessuna corrente fluisce finché la sorgente di luce (14, 24) non è illuminata e non appena essa è illuminata passa la corrente. The operation of the electronic switches shown in figures 4 and 5 and in figures 6 and 7 is as follows. A bias voltage is applied between the electrodes (13A-13B, 23A-23B); no current flows until the light source (14, 24) is illuminated and as soon as it is illuminated the current passes.
Gli interruttori elettronici quali illustrati possono essere di costruzione molto compatta. Le proprietà dei semiconduttori descritti sono tali che gli interruttori possono manipolare con sicurezza impulsi di tensione fino a 30 kV o più con una spaziatura fra gli elettrodi di soli IO a 20 mm. The electronic switches as illustrated can be of very compact construction. The properties of the described semiconductors are such that the switches can safely handle voltage pulses of up to 30 kV or more with an electrode spacing of only 10 to 20 mm.
Affinchè l'invenzione possa essere compresa in modo più completo, si riportano a titolo illustrativo soltanto i seguenti esempi, in cui tutte le percentuali sono in peso, salvo indicazione contraria. In order for the invention to be understood more fully, only the following examples are given for illustrative purposes, in which all percentages are by weight, unless otherwise indicated.
Esempio 1 Example 1
E' stata formata una miscela di polvere della seguente composizione ("la prima composizione"): A powder mixture of the following composition ("the first composition") was formed:
Seleniuro di cadmio 45% Solfuro di cadmio 45% Cloruro di cadmio 9,91% Cloruro di rame (cuprico) , 0,09% Cadmium selenide 45% Cadmium sulfide 45% Cadmium chloride 9.91% Copper chloride (cupric), 0.09%
ed è stata macinata a secco in una macina meccanica, quale un microlizzatore, per ottenere una miscela omogenea in cui tutte le particelle avevano una dimensione minore di 3 um. and it was dry ground in a mechanical grinder, such as a microlyser, to obtain a homogeneous mixture in which all the particles were less than 3 µm in size.
Una soluzione al 10% di cellulosa di etile in terpineolo è stata mescolata con la miscela di polvere, la quantità della soluzione essendo il 15% dei pesi combinati della soluzione e della miscela di polvere. Il mescolamento è stato proseguito fino ad ottenimento di una pasta uniforme. A 10% solution of ethyl cellulose in terpineol was mixed with the powder mixture, the amount of the solution being 15% of the combined weights of the solution and the powder mixture. The mixing was continued until a uniform paste was obtained.
La pasta è stata applicata alla superficie di un substrato ceramico di allumina al 96% ad alta densità del tipo usato nella produzione dei circuiti a film spesso, mediante stampa serografica. Il substrato aveva le dimensioni 5cm x 3,5cm x 0,05cm e la pasta è stata stampata in modo da coprire un'area rettangolare di 5cm x 3cm. Un materiale a crivella a 305 maglie è stato usato dando luogo ad uno strato di pasta approssimativamente di 15 um di spessore. The paste was applied to the surface of a high density 96% alumina ceramic substrate of the type used in the production of thick film circuits, using screen printing. The substrate was 5cm x 3.5cm x 0.05cm in size and the paste was printed to cover a 5cm x 3cm rectangular area. A 305 mesh sieve material was used resulting in a paste layer approximately 15 µm thick.
Il substrato rivestito è stato collocato in un forno e riscaldato a 100 "C per 10 minuti per evaporare il terpineolo. The coated substrate was placed in an oven and heated at 100 "C for 10 minutes to evaporate the terpineol.
Una pasta sìmile a quella sopra descritta, ma avente la seguente composizione di componenti inorganici ("la seconda composizione"): A paste similar to the one described above, but having the following composition of inorganic components ("the second composition"):
Seleniuro di cadmio 35% Solfuro di cadmio 55% Cloruro di cadmio 9,99% Cloruro di rame 0,01% Cadmium selenide 35% Cadmium sulfide 55% Cadmium chloride 9.99% Copper chloride 0.01%
è stata stampata per serigrafia in modo da formare due strisce, di 3 mm di larghezza e 4,5 cm di lunghezza, che si sovrapponevano ai bordi maggiori dello strato precedentemente stampato per 1,5 mm. it was screen printed to form two strips, 3 mm wide and 4.5 cm long, which overlapped the major edges of the previously printed layer by 1.5 mm.
Lo scopo di queste strisce era di fornire un migliore contatto elettrico fra lo strato semiconduttore sinterizzato e gli elettrodi di indio (vedere in seguito); si è trovato che composizioni contenenti più del 45% di solfuro di cadmio e una proporzione relativamente bassa di rame hanno dato un migliore contatto elettrico che non le composizioni contenenti il 45% o più di seleniuro di cadmio e una più elevata proporzione di rame. The purpose of these strips was to provide better electrical contact between the sintered semiconductor layer and the indium electrodes (see below); It was found that compositions containing more than 45% cadmium sulfide and a relatively low proportion of copper gave better electrical contact than compositions containing 45% or more of cadmium selenide and a higher proportion of copper.
Il substrato rivestito è stato riportato in un forno e riscaldato a 100 "C per 10 minuti al fine di evaporare il terpineolo dalle strisce stampate. The coated substrate was returned to an oven and heated at 100 "C for 10 minutes in order to evaporate the terpineol from the printed strips.
Il substrato rivestito è stato poi collocato in un contenitore di vetro pirex avente un coperchio superiore dello stesso materiale. Gas è stato introdotto in una estremità del contenitore attraverso un tubo di vetro pirex ed evacuato dalle estremità opposte attraverso un intervallo fra il contenitore ed il suo coperchio superiore. Questo complesso è stato posto in un forno riscaldato elettricamente . The coated substrate was then placed in a pyrex glass container having a top lid of the same material. Gas was introduced into one end of the container through a pyrex glass tube and evacuated from opposite ends through an interval between the container and its top lid. This complex was placed in an electrically heated oven.
Prima del riscaldamento, azoto puro è stato fatto dapprima passare attraverso il contenitore ad una portata di 4,5 litri all'ora per un periodo di 20 minuti in modo da spurgare via la massa d'aria che era inizialmente presente. Il forno è stato poi riscaldato a 580*C per un periodo di 50 minuti mentre proseguiva il passaggio di azoto puro. Una volta ottenuta una temperatura di 580’C, una piccola proporzione di aria/‘■'Tsiavl% in volume, è stata aggiunta all'azoto ed il flusso di questa miscela è stato proseguito a 4,5 litri all'ora. La temperatura di 580eC è stata mantenuta per 60 minuti e al termine di questo periodo, il forno è stato disinserito e lasciato raffreddare per un periodo di 60 a 90 minuti. Il flusso della miscela azoto/aria è proseguito finché il forno è stato raffreddato al di sotto di 150 "C. Dopo di che l'aria potè essere soffiata attraverso il forno per accelerare il raffreddamento . Before heating, pure nitrogen was first passed through the container at a flow rate of 4.5 liters per hour for a period of 20 minutes in order to purge away the mass of air that was initially present. The oven was then heated to 580 ° C for a period of 50 minutes while the passage of pure nitrogen continued. Once a temperature of 580'C was obtained, a small proportion of air / '■' Tsiavl% by volume was added to the nitrogen and the flow of this mixture was continued at 4.5 liters per hour. The temperature of 580eC was maintained for 60 minutes and at the end of this period, the oven was switched off and allowed to cool for a period of 60 to 90 minutes. The flow of the nitrogen / air mixture continued until the furnace was cooled below 150 "C. After which air could be blown through the furnace to accelerate cooling.
Lo strato sinterizzato ottenuto era saldo, aderente e chimicamente stabile. Si è realizzata approssimativamente una riduzione del 40% dello spessore dello strato. Studi al microscopio elettronico della superficie del materiale sinterizzato hanno mostrato che quest'ultima era costituita essenzialmente da grossi grani di circa 9um fusi insieme in corrispondenza delle delimitazioni dei grani. The obtained sintered layer was firm, adherent and chemically stable. An approximate 40% reduction in layer thickness was achieved. Electron microscopic studies of the surface of the sintered material showed that the latter consisted essentially of large grains of about 9um fused together at the grain boundaries.
La composizione chimica della prima composizione sinterizzata era la seguente: The chemical composition of the first sintered composition was as follows:
Cadmio 68,4% Selenio 20,2% Zolfo 11,06% Cloro 0,3% Rame 0,04%. Cadmium 68.4% Selenium 20.2% Sulfur 11.06% Chlorine 0.3% Copper 0.04%.
Indio è stato poi evaporato sulle parti marginali dei lati maggiori del substrato in modo da formare gli elettrodi. A tal fine una maschera metallica è stata posta in modo da coprire tutta la prima composizione sinterizzata e le zone marginali di 1 mm di larghezza della seconda composizione su entrambi i lati della prima composizione. Indio è stato poi evaporato usando un convenzionale apparato di evaporazione di metallo per rivestire il substrato mascherato. La maschera è stata poi asportata con cura; lo spessore del rivestimento di indio era di 0,5 um. Il substrato rivestito è stato collocato in un forno e riscaldato a 160 "C per 15 minuti provocando la fusione dell'indio alla superficie della seconda composizione sinterizzata. Indium was then evaporated on the marginal portions of the major sides of the substrate to form the electrodes. To this end, a metal mask was placed so as to cover the entire first sintered composition and the 1 mm wide marginal areas of the second composition on both sides of the first composition. Indium was then evaporated using a conventional metal evaporation apparatus to coat the masked substrate. The mask was then carefully removed; the thickness of the indium coating was 0.5 µm. The coated substrate was placed in an oven and heated at 160 ° C for 15 minutes causing the indium to melt to the surface of the second sintered composition.
Il prodotto finale aveva quindi una banda della prima composizione di circa 27mm di larghezza (fra i lati maggiori del substrato), una striscia della seconda composizione di circa Imm di larghezza su entrambi i suoi lati, e una striscia di elettrodi di indio di circa 3mm di larghezza sull'altro lato della seconda composizione e estendenti i fino ai bordi maggiori del substrato. The final product then had a band of the first composition of about 27mm wide (between the longer sides of the substrate), a strip of the second composition of about Imm wide on both its sides, and an indium electrode strip of about 3mm. wide on the other side of the second composition and extending to the major edges of the substrate.
Per formare l'interruttore, sei diodi fotoemittenti (LED) del tipo a luce visibile sono stati montati su un pezzo di cartolina di circuito stampato che misurava 5cm x 3,5cm in due file di tre disposti lungo la larghezza della cartolina. Ciascuna fila era disposta con il proprio centro a l,75cm da ciascuna estremità e i LED furono disposti in modo da essere equidistanti sulla lunghezza della fila. Ciascuna fila di 3 LED è stata collegata elettricamente in serie e le due file furono collegate in parallelo per formare una connessione di comando comune. La schiera di LED è stata montata sulla superficie del semiconduttore sul substrato con una spaziatura di 3mm dalla superficie alla punta di ciascun LED. Il complesso della piastra di LED e il substrato rivestito sono stati montati in un telaio rigido di plastica che isolava elettricamente il substrato rivestito dai LED. Connessioni elettriche furono effettuate con gli elettrodi di indio su ciascun bordo del substrato. L'intero complesso è stato poi immerso in olio per trasformatore al fine di impedire,il verificarsi di una scarica attraverso la superficie dello strato semiconduttore. To form the switch, six light emitting diodes (LEDs) of the visible light type were mounted on a piece of printed circuit board measuring 5cm x 3.5cm in two rows of three arranged across the width of the postcard. Each row was arranged with its center at 1.75cm from each end and the LEDs were arranged to be equidistant along the length of the row. Each row of 3 LEDs was electrically connected in series and the two rows were connected in parallel to form a common control connection. The LED array was mounted on the semiconductor surface on the substrate with a spacing of 3mm from the surface to the tip of each LED. The LED plate assembly and coated substrate were mounted in a rigid plastic frame that electrically isolated the coated substrate from the LEDs. Electrical connections were made with the indium electrodes on each edge of the substrate. The whole complex was then immersed in transformer oil in order to prevent the occurrence of a discharge across the surface of the semiconductor layer.
I LED usati erano diodi rossi ad alta efficienza con un'emissione di picco di 660 nm nella luce rossa visibile ed un angolo di visione di 140 *C. La loro uscita luminosa per una corrente di 20 ma era 200 med (0,2 candele); per un funzionamento a corrente impulsata, l'uscita luminosa per impulsi di 100 ma era tipicamente di una candela a 25 *C. The LEDs used were high-efficiency red diodes with a peak output of 660 nm in visible red light and a viewing angle of 140 * C. Their light output for a current of 20 ma was 200 med (0.2 candelas); for pulsed current operation, the light output per 100 ma pulses was typically a spark plug at 25 ° C.
Le proprietà elettriche dell'interruttore erano le seguenti: The electrical properties of the switch were as follows:
Condizioni al buio. Conditions in the dark.
Le seguenti proprietà sono state registrate con l'interruttore immerso in olio per trasformatore ad una temperatura di 25°C e in condizioni di buio totale. The following properties were recorded with the circuit breaker immersed in transformer oil at a temperature of 25 ° C and in total darkness.
Per una tensione in corrente continua di 30 kV applicata tra i contatti del semiconduttore, è stata registrata una corrente minore di 2 uA? questa corrisponde ad una resistenza allo scuro dell'interruttore di più di 15.000 mega ohm. For a DC voltage of 30 kV applied between the semiconductor contacts, was a current of less than 2 uA recorded? this corresponds to a dark resistance of the switch of more than 15,000 mega ohms.
La perforazione elettrica del semiconduttore si è verificata ad una tensione in corrente continua di 35-40 kV da prove eseguite su vari campioni. Electrical piercing of the semiconductor occurred at a direct current voltage of 35-40 kV from tests performed on various samples.
L'interruttore ha potuto resistere ad impulsi ad alta tensione del tipo generato dall'avvolgimento di accensione di un motore a benzina sino ad un'ampiezza di almeno 35 kV ed un tasso di ripetizione di impulsi di 200 al secondo. The switch was able to withstand high voltage pulses of the type generated by the ignition winding of a gasoline engine up to an amplitude of at least 35 kV and a pulse repetition rate of 200 per second.
Condizioni illuminate. Illuminated conditions.
Le seguenti proprietà sono state registrate con l'interruttore immerso in olio di trasformatore ad una temperatura di 25'C e nelle condizioni di illuminazione seguenti. The following properties were recorded with the circuit breaker immersed in transformer oil at a temperature of 25'C and under the following lighting conditions.
Corrente diretta del diodo, impulso di corrente di 3ms di durata e ampiezze maggiori di 0,15, ad una frequenza di ripetizione di impulsi di 50 al secondo . Forward diode current, pulse current of 3ms in duration and amplitudes greater than 0.15, at a pulse repetition rate of 50 per second.
Prove di risposta nel tempo. Response tests over time.
Una polarizzazione in corrente continua a 500 Volt è stata applicata tra i contatti dello strato semiconduttore e le precedenti condizioni di corrente diretta applicate ai diodi dando luogo alla generazione di impulsi di corrente nel circuito di polarizzazione a 500 Volt. Le caratteristiche di questi impulsi erano le seguenti: A 500 Volt DC bias was applied between the semiconductor layer contacts and the previous forward current conditions applied to the diodes resulting in the generation of current pulses in the 500 Volt bias circuit. The characteristics of these impulses were as follows:
Corrente di picco registrata: 18,5 mA Tempo dalla corrente minima alla Peak recorded current: 18.5 mA Time from minimum current to
corrente massima in cui l'istante maximum current in which the instant
zero assegna l'inizio dell'impulso di illuminazione 1,4 ms Tempo perchè la corrente cada all'1% zero assigns the start of the illumination pulse 1.4 ms Time for the current to fall to 1%
del valore di picco una volta terminato l'impulso di corrente del diodo 1,7 ms Resistenza minima valutata 27.000 ohm of the peak value once the current pulse of the diode has ended 1.7 ms Minimum resistance evaluated 27,000 ohms
Massima capacità di corrente di impulso di accensione. Maximum ignition pulse current capability.
Condizioni di prova. Test conditions.
Un'uscita H.T. di avvolgimento di accensione è stata collegata in serie con gli elettrodi dello strato semiconduttore in modo che 1'interruttore rappresenti la sola impedenza alla corrente nel circuito. La bobina di accensione era disposta in modo da produrre un impulso di corrente di accensione in un punto del tempo che coincideva con il centro della durata di tempo dell'impulso di corrente diretta del LED, ossia l'impulso di corrente di accensione si verifica ad un punto in cui l'interruttore azionato ad impulsi si trova in uno stato di minima resistenza e conduce ad un impulso. An H.T. of the ignition winding has been connected in series with the electrodes of the semiconductor layer so that the switch represents the only impedance to the current in the circuit. The ignition coil was arranged to produce an ignition current pulse at a point in time which coincided with the center of the LED forward current pulse time duration, i.e. the ignition current pulse occurs at a point where the pulse operated switch is in a state of least resistance and leads to a pulse.
La forma d'onda fondamentale dell'impulso di corrente prodotto da questo circuito era quella di una salita alla corrente di picco in un periodo di 75 us e poi di un progressivo decadimento della corrente a 0 durante un periodo di tempo di 1,5 ms ad un tasso di ripetizione ad impulsi di 50 al secondo. The fundamental waveform of the current pulse produced by this circuit was that of a rise to the peak current over a period of 75 us and then a progressive decay of the current to 0 over a period of time of 1.5 ms. at a pulse repetition rate of 50 per second.
Le correnti di picco sono variate cambiando la corrente primaria della bobina di accensione e in grado maggiore cambiando il tipo di bobina di accensione. The peak currents are varied by changing the primary current of the ignition coil and to a greater degree by changing the type of ignition coil.
Corrente di picco impulsata che Pulse peak current which
ha resistito per un periodo di it lasted for a period of
tempo maggiore di due ore time greater than two hours
senza segni di danneggiamento with no signs of damage
per l'interruttore 70 ma Energia stimata dell'impulso di for switch 70 ma Estimated energy of the pulse of
accensione 45 mJ Potenza dissipata dallo strato a ignition 45 mJ Power dissipated by layer a
25 ’C 2,2 W Corrente di picco impulsata che 25 'C 2.2 W Pulsed peak current which
ha provocato danni allo strato caused damage to the layer
semiconduttore dopo 10 min 100 ma Energia stimata dell'impulso di semiconductor after 10 min 100 ma Estimated energy of the pulse of
accensione 93 mJ Potenza dissipata dallo strato ignition 93 mJ Power dissipated by the layer
a 25<e>C 4,75 W at 25 <e> C 4.75 W
Esempio 2 Example 2
Uno strato semiconduttore sinterizzato è stato formato su un substrato di allumina come descritto nell'esempio 1, ma con le seguenti varianti. A sintered semiconductor layer was formed on an alumina substrate as described in Example 1, but with the following variants.
La composizione dei materiali inorganici era la seguente: The composition of the inorganic materials was as follows:
Seleniuro di cadmio 35% Cadmium selenide 35%
Solfuro di cadmio 55% Cadmium sulfide 55%
Cloruro di cadmio 9,95% Cadmium chloride 9.95%
Cloruro di rame 0,05% Copper chloride 0.05%
E' stata usata soltanto questa composizione (ossia una seconda composizione inorganica non è stata usata in questo esempio). Only this composition was used (i.e. a second inorganic composition was not used in this example).
Il substrato era dello stesso materiale e delle stesse dimensioni di quello dell'Esempio 1, ma la pasta era stampata a crivello in modo da formare un rettangolo di 3cm x 2era. The substrate was of the same material and the same size as that of Example 1, but the paste was sieve molded to form a 3cm x 2 era rectangle.
Nello stadio di sinterizzazione, la percentuale di aria nella miscela azoto/aria era 2% in volume e la temperatura di sinterizzazione 540'C. In the sintering step, the percentage of air in the nitrogen / air mixture was 2% by volume and the sintering temperature 540 ° C.
Indio è stato evaporato sul semiconduttore sinterizzato in modo da formare strati di contatto disposti attraverso la larghezza del substrato e ciascuno estendentisi da un bordo corto del substrato in modo da sovrapporre lo strato di semiconduttore per 1,5 mm. Indium was evaporated onto the sintered semiconductor to form contact layers arranged across the width of the substrate and each extending from a short edge of the substrate to overlap the semiconductor layer by 1.5mm.
Il substrato rivestito finito era, pertanto, generalmente del tipo illustrato nelle figure 1, 2 e 3 e comprendeva uno strato semiconduttore approssimativamente di 2,0cm di larghezza e 2,16cm di lunghezza con contatti di indio disposti attraverso la larghezza dello strato e sovrapposti al bordo di quest'ultimo per una distanza di 1,5mm a ciascuna estremità . The finished coated substrate was, therefore, generally of the type shown in Figures 1, 2 and 3 and included a semiconductor layer approximately 2.0cm wide and 2.16cm long with indium contacts arranged across the width of the layer and superimposed on the edge of the latter for a distance of 1.5mm at each end.
Questo substrato rivestito è stato montato con due tubi a scarica a bagliore al neon quale sorgente di luce. Questi erano lampade indicatrici al neon disponibili in commercio. I due tubi al neon erano disposti con la lunghezza di ciascun tubo passando attraverso la larghezza del semiconduttore e distanziata in modo che l'asse centrale dei tubi fosse posizionato lem dagli elettrodi e lem sopra la superficie del semiconduttore. Un piccolo riflettore piatto è stato disposto sopra i tubi al neon per aumentare l'illuminazione della superficie. This coated substrate was mounted with two neon glow discharge tubes as the light source. These were commercially available neon indicator lamps. The two neon tubes were arranged with the length of each tube passing across the width of the semiconductor and spaced so that the central axis of the tubes was positioned lem from the electrodes and lem above the surface of the semiconductor. A small flat reflector was placed above the neon tubes to increase the illumination of the surface.
Ciascuno dei tubi al neon era collegato in serie all'altro e la forma d'onda di corrente usata per comandare i tubi al neon era la stessa di quella dell'esempio l salvo che la corrente di picco era limitata a 20 ma. Each of the neon tubes was connected in series to the other and the current waveform used to drive the neon tubes was the same as that of Example 1 except that the peak current was limited to 20 mA.
Proprietà elettriche: Electrical properties:
Condizioni al buio. Conditions in the dark.
Le seguenti proprietà sono state registrate con questo interruttore immerso in olio da trasformatore ad una temperatura di 25’C e al buio totale. The following properties were recorded with this switch immersed in transformer oil at a temperature of 25'C and in total darkness.
Per una tensione in corrente continua di 30 kV applicata tra i contatti dello strato del semiconduttore è stata registrata una corrente minore di luA, equivalente ad una resistenza al buio dell'interruttore superiore a 30.000 megaohm. For a DC voltage of 30 kV applied between the contacts of the semiconductor layer, a current of less than luA was recorded, equivalent to a resistance in the dark of the switch greater than 30,000 megohms.
La perforazione elettrica del materiale semiconduttore si è verificata ad una tensione in corrente continua di 37 a 39 kV da prove condotte su vari campioni. Electrical piercing of the semiconductor material occurred at a DC voltage of 37 to 39 kV from tests conducted on various samples.
L'interruttore potrebbe resistere ad impulsi ad alta tensione del tipo generato da una bobina di accensione fino ad una ampiezza di almeno 32 kV e un tasso di ripetizione degli impulsi di 200 al secondo . The switch could withstand high voltage pulses of the type generated by an ignition coil up to an amplitude of at least 32 kV and a pulse repetition rate of 200 per second.
Condizioni di illuminazione. Lighting conditions.
Le proprietà dell'interruttore sono state registrate con l'interruttore immerso in olio per trasformatori ad una temperatura di 25*C e nelle condizioni di illuminazione seguenti: The properties of the switch were recorded with the switch immersed in transformer oil at a temperature of 25 * C and under the following lighting conditions:
corrente del neon, impulsi di corrente di 3ms di durata e ampiezze maggiori di 0,02, ad una frequenza di ripetizione degli impulsi di 50 al secondo . neon current, current pulses of 3ms duration and amplitudes greater than 0.02, at a pulse repetition rate of 50 per second.
Prova di risposta nel tempo. Response test over time.
Una polarizzazione in corrente continua a 500 Volt applicata tra i contatti dello strato semiconduttore e con le precedenti condizioni di corrente diretta applicate ai tubi al neon per provocare la generazione di impulsi di corrente nel circuito di polarizzazione a 500 volt. Le caratteristiche di questi impulsi sono state le seguenti: A 500 Volt direct current bias applied between the semiconductor layer contacts and with the previous forward current conditions applied to the neon tubes to cause the generation of current pulses in the 500 volt bias circuit. The characteristics of these impulses were as follows:
Corrente di picco registrata 12,5 mA Tempo dalla corrente minima alla Peak recorded current 12.5 mA Time from minimum current to
corrente massima in cui l'istante maximum current in which the instant
Zero indica l'inizio dell'impulso di illuminazione 1,2 ms Tempo perchè la corrente cada all'1% Zero indicates the start of the illumination pulse 1.2 ms Time for the current to drop to 1%
del valore di picco una volta termina of the peak value once ends
to l'impulsi di corrente del diodo 3,7 ms Resistenza minima stimata 40.000 ohm Massima capacità dell'impulso di to diode current pulses 3.7 ms Minimum estimated resistance 40,000 ohms Maximum pulse capacity of
accensione power on
Condizione di prova. Test condition.
Un'uscita di bobina di accensione H.T. è stata collegata in serie con gli elettrodi dello strato semiconduttore in modo che l'interruttore rappresenti l'unica impedenza alla corrente nel circuito. La bobina di accensione era disposta in modo da produrre un impulso di corrente di accensione ad un istante di tempo che coincideva con il centro della durata di tempo dell'impulso di corrente del neon, ossia l'impulso di corrente di accensione si verifica ad un istante in cui l'interruttore azionato ad impulsi si trova in uno stato di minima resistenza e conduce a ciascuno impulso. An H.T. has been connected in series with the electrodes of the semiconductor layer so that the switch represents the only impedance to the current in the circuit. The ignition coil was arranged to produce an ignition current pulse at an instant of time which coincided with the center of the neon current pulse time duration, i.e. the ignition current pulse occurs at a instant in which the pulse operated switch is in a state of minimum resistance and leads to each pulse.
La forma d'onda fondamentale dell'impulso di corrente prodotto da questo circuito era quella di una salita alla corrente di picco in un periodo di 75 us seguita da un progressivo decadimento alla corrente zero durante un periodo di tempo di 1,5 ms ad una frequenza di ripetizione degli impulsi di 50 al secondo. The fundamental waveform of the current pulse produced by this circuit was that of a rise to the peak current over a period of 75 us followed by a progressive decay to zero current over a period of time of 1.5 ms to a pulse repetition rate of 50 per second.
Le correnti di picco sono variate cambiando la corrente primaria della bobina di accensione e in The peak currents are varied by changing the primary current of the ignition coil and in
«"
grado maggiore cambiando il tipo di bobina di accensione. higher degree by changing the type of ignition coil.
Corrente di picco impulsata che ha Pulsed peak current it has
resistito per un periodo di tempo resisted for a period of time
maggiore di 2 ore senza alcun segno more than 2 hours without any sign
di danni per l'interruttore 60 ma<' >Energia stimata dell'impulso di of damage for the circuit breaker 60 ma <'> Estimated energy of the impulse of
accensione 54 mJ Potenza dissipata dallo strato a ignition 54 mJ Power dissipated by layer a
25*C 2,7 W Corrente di picco impulsata che ha provocato danni allo strato fotoconduttore dopo 10 min 80 ma 25 * C 2.7 W Pulsed peak current which caused damage to the photoconductor layer after 10 min 80 ma
Energia stimata dell'impulso di Estimated energy of the pulse of
accensione 96 mJ ignition 96 mJ
Potenza dissipata dallo strato a Power dissipated by layer a
25 "C 4,80 W 25 "C 4.80 W
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Family Cites Families (5)
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US4577114A (en) * | 1984-05-17 | 1986-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High power optical switch for microsecond switching |
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AU5132690A (en) | 1990-09-20 |
JPH02292874A (en) | 1990-12-04 |
AU626391B2 (en) | 1992-07-30 |
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GB2229315A (en) | 1990-09-19 |
GB9005695D0 (en) | 1990-05-09 |
CA2012110A1 (en) | 1990-09-15 |
BE1002672A3 (en) | 1991-04-30 |
ZA902005B (en) | 1990-12-28 |
FR2644629A1 (en) | 1990-09-21 |
GB2229315B (en) | 1992-12-23 |
GB8905910D0 (en) | 1989-04-26 |
ES2021503A6 (en) | 1991-11-01 |
FR2644629B1 (en) | 1992-01-03 |
DE4007979A1 (en) | 1990-09-20 |
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IT9067184A0 (en) | 1990-03-14 |
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