PL28960B1 - N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven. Prostownik suchy i sposób jego wyrobu. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy prostow¬ nika suchego, w którym kazdy element prostowniczy posiada dwie elektrody z materialów o róznych zdolnosciach emi¬ syjnych, oddzielone od siebie cienka war¬ stwa ciala stalego nieprzewodzacego* Ta warstwa izolacyjna moze byc utwo¬ rzona np. z zywicy sztucznej, pokrywaja¬ cej bezposrednio jedna z elektrod, przy czym druga elektrode naklada sie wprost na wspomniana warstwe, W prostownikach tego rodzaju moze czesto wystepowac nastepujaca wada. Je¬ dna z elektrod (anoda) powinna posiadac nieznaczna zdolnosc emisyjna; wyrabia sie ja przeto najczesciej z pólprzewodnika.Pólprzewodniki posiadaja jednak, jak to wskazuje sama ich nazwa, znaczna opor¬ nosc wlasciwa, tak iz dopuszczalne obcia¬ zenie pradem na jednostke powierzchni prostownika jest stosunkowo male. Obcia¬ zenie to jest ograniczone przez spadek na¬ piecia, przypadajacy na jeden element pro¬ stownika i przez wywiazujace sie podczas przeplywu pradu cieplo, przy czym oba te czynniki zaleza od opornosci materialu elektrody.Proponowano juz dodawac do pólprze¬ wodników srodki, podwyzszajace ich prze¬ wodnictwo. W ten sposób mozna wpraw¬ dzie podwyzszyc obciazalnosc na jednostke powierzchni prostownika, z drugiej stro¬ ny jednakze skutecznosc jego dzialania zo¬ staje obnizona przez to, ze wskutek zwiek¬ szonego przewodnictwa pólprzewodnik e- mituje silniej podczas ujemnej polówkifali. Element prostownika przepuszcza przeto wówczas dobrze prad podczas jed¬ nej polowy okresu, ale nie wstrzymuje go dostatecznie skutecznie podczas drugiej polowy okresu.Aby pomimo to wyzyskac zwiekszone przewodnictwo pólprzewodnika przy je¬ dnoczesnym usunieciu niepozadanego spo¬ tegowania emisji, na powierzchni granicz¬ nej warstwy izolacyjnej umieszcza sie we¬ dlug wynalazku warstwe dodatkowa o znacznie wyzszej opornosci wlasciwej, niz opornosc elektrody pólprzewodzacej.Wprowadzenie takiej warstwy dodat¬ kowej daje korzysc nastepujaca.Mozna stosowac elektrode pólprzewo¬ dzaca o zwiekszonym przewodnictwie, tak iz obciazalnosc na jednostke powierzchni moze byc podwyzszona. Pomimo to emisja podczas ujemnej polówki fali jest znacz¬ nie oslabiona wskutek obecnosci warstwy granicznej. Mozna to objasnic w sposób nastepujacy.Przebieg krzywej spadku napiecia w prostowniku wedlug wynalazku jest mniej wiecej taki, jak to przedstawiono na ry¬ sunku. Pólprzewodnik jest oznaczony tu cyfra 1, cyfra 2 oznacza warstwe granicz¬ ona o dosc znacznym oporze, cyfra 3 — warstwe izolacyjna, a cyfra k — druga elektrode (katode).Wewnatrz dobrze przewodzacej elek¬ trody U napiecie nie wykazuje prawie zad¬ nego spadku. Spadek ten jest natomiast bardzo duzy w warstwie izolacyjnej 3, na która przypada prawie calkowity spadek napiecia, wystepujacy w danym prostow¬ niku. Jezeli warstwa ta jest dostatecznie cienka, to wystepuje w niej bardzo silne pole elektryczne, które dziala na elektro¬ ny przeplywajace od warstwy h do 1.Spadek napiecia na jednostke dlugosci jest mniejszy w warstwie granicznej 2, niz w warstwie 3, poniewaz opór tej osta¬ tniej warstwy, utworzonej z materialu izolacyjnego, jest najwiekszy.Jezeli warstwa U ma potencjal dodat¬ ni w stosunku do elektrody 1, to emisja elektronów jest niewielka, poniewaz elek¬ trony, wytracane z warstwy 1, nie sa przyciagane do miejsc o wyzszym poten¬ cjale. Natezenie pola w warstwie 2 jest na to zbyt slabe. Warstwa ta wysyla ze swej strony równiez bardzo niewiele elek¬ tronów w kierunku warstwy zaporowej, poniewaz sklada sie ona z materialu zle przewodzacego, zawierajacego oczywiscie malo wolnych elektronów lub nie zawie¬ rajacego ich wcale.Jakkolwiek przewodnictwo elektrody pólprzewodzacej moze byc stosunkowo wy¬ sokie, to jednak emisja podczas ujemnej polówki fali jest tak nieznaczna, iz otrzy¬ muje sie dobre skuteczne dzialanie pro¬ stownika.Celowym jest sporzadzanie warstwy granicznej z materialu, zawierajacego co najmniej jeden ze skladników, wchodza¬ cych tez i w sklad elektrody pólprzewo¬ dzacej.Na rysunku przedstawiono prostownik wedlug wynalazku.Mala plytka 1 z tlenku miedziawego (CuJO), zawierajaca dostateczna ilosc do¬ datkowego tlenu, aby móc spelniac role pólprzewodnika w prostowniku suchym, uwolniona jest na swej powierzchni cal¬ kowicie lub czesciowo od swego tlenu do¬ datkowego, co osiaga sie np. w ten sposób, ze redukuje sie go bardzo ostroznie np. za pomoca wodoru lub bombardowania elek¬ tronami albo jonami. W ten sposób na po¬ wierzchni jej powstaje cienka blonka 2 o grubosci od 10-6 do 10~5 cm, posiadajaca znacznie wieksza opornosc wlasciwa niz sama plytka 1. Na blonke te, tworzaca warstwe graniczna, naklada sie warstwe izolacyjna 3 z wielostyrenu, co uskutecz¬ nia sie w ten sposób, ze plytka 1 wraz z blonka 2, stanowiaca anode, zanurzona zostaje w roztworze wielostyrenu w szyb¬ ko parujacym rozpuszczalniku, np. w ben- — 2 —zenie, po czym powoli wyciaga sie ja z tej kapieli. Rozpuszczalnik ulatnia sie wów¬ czas z roztworu, który przylgnal do elek¬ trody, natomiast wielostyren pozostaje na powierzchni w postaci scislej warstwy, po¬ siadajacej bardzo korzystne wlasciwosci dielektryczne i mechaniczne. Grubosc war¬ stwy izolacyjnej jest uwarunkowana na¬ pieciem, przylozonym do elektrod prostow¬ nika, i zalezy od szybkosci, z jaka wycia¬ ga sie elektrode z kapieli, oraz od stezenia zastosowanego roztworu; waha sie ona w granicach od 0,1 do 10 (i. Na warstwe izo¬ lacyjna naklada sie w tym przypadku, ja¬ ko elektrode, warstwe metalowa U (stop o niskim punkcie topliwosci, zawierajacy miedzy innymi kadm oraz bizmut), np. z metalu Wooda.Inny przyklad wykonania prostownika jest nastepujacy.Jako anode stosuje sie mala plytke z siarczku srebra (Ag2S). Przez powierzch¬ niowe oddzialywanie na plytke para siar¬ ki pokrywa sie ja warstwa, posiadajaca wieksza opornosc wlasciwa niz wnetrze pólprzewodnika. Na otrzymana w ten spo¬ sób warstwe graniczna wprowadza sie warstwe izolacyjna, co mozna osiagnac np. przez osadzanie na niej cienkiej war¬ stwy jakiegos tlenku nieorganicznego, znajdujacego sie w stanie pary, np. kwar¬ cu (Si02), tlenku magnezu lub berylu (MgO, wzglednie BeO).Jeszcze inny przyklad prostownika wedlug wynalazku mozna wykonac naste¬ pujaco.Jako anode stosuje sie selen, którego przewodnictwo zostalo podwyzszone przez dodanie izolujacych zwiazków metalo¬ wych, np. tlenku glinu (Al20oJ, w ilosci okolo 1% wagowego. Przez odparowanie cienkiej warstwy z powierzchni selenu o- trzymuje sie na niej cienka warstwe z dodanego zwiazku metalowego, która slu¬ zy nastepnie jako warstwa graniczna o wielkiej opornosci wlasciwej. Na te war¬ stwe graniczna naklada sie w znany spo¬ sób warstwe izolacyjna.Korzystne dzialanie takiego ukladu e- lektrod polega na tym, ze calkowity opór anody oraz warstwy granicznej jest rze¬ czywiscie mniejszy, niz opór anody nie za¬ opatrzonej w srodki podwyzszajace jej przewodnictwo. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Prostownik suchy, w którym kaz¬ dy element posiada dwie elektrody z ma¬ terialów o niejednakowych zdolnosciach emisyjnych, przedzielonych od siebie cien¬ ka warstwa nieprzewodzacego ciala stale¬ go, znamienny tym, ze elektroda o mniej¬ szej zdolnosci emisyjnej (pólprzewodnik) jest zaopatrzona w przylegajaca do war¬ stwy izolacyjnej warstwe graniczna, po¬ siadajaca wieksza opornosc wlasciwa niz warstwa samego pólprzewodnika.
2. 2. Prostownik wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze warstwa graniczna jest utworzona z ciala, zawierajacego co naj¬ mniej jeden skladnik, wchodzacy w sklad elektrody pólprzewodzacej.
3. 3. Sposób wytwarzania prostowników suchych wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze elektrode pólprzewodzaca wyrabia sie z tlenku miedziawego z dodatkiem tle¬ nu, który zostaje nastepnie usuniety z jej powierzchni przez redukowanie np. wodo¬ rem lub przez bombardowanie elektronami albo jonami, po czym na powstala w ten sposób warstwe o wielkiej opornosci wlas¬ ciwej naklada sie warstwe izolacyjna.
4. 4. Sposób wytwarzania prostowników suchych wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze elektrode pólprzewodzaca sporza¬ dza sie z siarczku srebra, po czym po¬ wierzchnie poddaje sie dzialaniu pary siar¬ ki, otrzymujac w ten sposób warstwe o wielkiej opornosci wlasciwej, na która na¬ klada sie nastepnie warstwe izolacyjna, najkorzystniej z wielostyrenu. — 3 —
5. 5. Sposób wytwarzania prostowników suchych wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze elektrode pólprzewodzaca sporza¬ dza sie z selenu, do którego dodaje sie izo¬ lujacych zwiazków metalowych, po czym na jej powierzchni wytwarza sie przez od¬ parowywanie selenu warstwe graniczna o wysokiej opornosci wlasciwej, i wreszcie na te warstwe graniczna naklada sie war¬ stwe izolacyjna, najkorzystniej z wielo- styrenu. N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken. Zastepca: inz* W. Zakrzewski, rzecznik patentowy. k MW M ARCT 42ERMAK0WSKA 22* PL