DE654916C

DE654916C - Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter elektrischer Schwingungen

Info

Publication number: DE654916C
Application number: DEN38435D
Authority: DE
Inventors: Dr Willem Christiaan Van Geel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1935-07-29
Filing date: 1935-08-01
Publication date: 1938-01-04

Description

Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter - elektrischer Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter elektrischer Schwingungen, bei dem die positive und negative Elektrode aus Stoffen mit gegenseitig stark verschiedenem Emissionsvermögen bestehen, die durch eine feste Isolierschicht getrennt sind.
Es ist bereits bekannt, auf einer als Stromzuführungsleiter in einem Cuprooxyddetektor benutzten Graphitschicht einen kegligen Bleikontakt anzubringen. Die Kapazität wird in diesem Fall durch die Oberfläche der unter dem Bleikegel vorhandenen Graphitschicht bedingt. Eine reproduzierbare kleine Oberfläche läßt sich mit einer solchen Schicht aber sehr schwer erzielen.
Ferner ist es bekannt, einen Kristall als Detektor zu verwenden. Ein Kristalldetektor hat aber nur an einem oder einigen beliebigen Punkten der Kristalloberfläche eine gleichrichtende Wirkung, und zwar dort, wo auf der Oberfläche eine Sperrhaut, und zwar solcher Stärke vorhanden ist, daß deren Widerstand einen nicht zu hohen Wert hat und der. angelegten gleichzurichtenden Spannung entspricht. Um einen Kristall als Detektor verwenden zu können, muß man also mit einem spitzen Metallkontakt die Kristalloberfläche so lange abtasten, bis ein Punkt mit gleichrichtender Wirkung ermittelt worden ist. In diesem Fall ist also zwar eine kleine Kontaktfläche, nämlich die der gutleitenden Elektrode auf der Sperrschicht vorhanden, aber die Sperrschichtstärke ist nicht exakt und reproduzierbar festzulegen, so daß die Kapazität eines solchen Detektors durchaus nicht kontrollierbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrodensystem mit einer geringen und reproduzierbaren Eigenkapazität. Dies ist nämlich von ganz großer Bedeutung bei als Detektor oder als Steuerorgan für Hoch- oder Mittelfrequenzschwingungen verwendeten Elektrodensystemen.
Es übt ja die Eigenkapazität eines solchen Systems einen bestimmten Einfluß auf einen die Zelle enthaltenden Kreis aus. Zur Erzielung der günstigsten Wirkung in einem solchen Kreis werden. beim Entwurf desselben bestimmte Maßnahmen getroffen. Sollten nun die verschiedenen Zellen gegeneinander eine verschiedene Eigenkapazität haben, so würden ungeachtet gewisser Maßnahmen diese sich trotzdem nicht geltend machen können, wenn die ursprüngliche dem Kreis angepaßte Zelle durch eine andere ersetzt werden sollte.
Die Kapazität wird unter anderem durch die Stärke der zwischen den Elektroden beflndlichen Sperrhaut bedingt. Diese liegt in den oben beschriebenen Systemen vollkommen fest, da sie gesondert angeordnet ist, und nicht wie bei Cuprooxyddetektoren aus. dem Grundmetall Kupfer gleichzeitig mit dem Halbleiter bei Oxydation wächst.
Es gibt aber in einem Elektrodensystem' noch andere die Kapazität beeinflussende Faktoren, nämlich die Oberfläche der gut emittierenden Elektrode, und die Oberfläche des Stromzuführungsleiters für den Halbleiter.
Man hat daher bereits bei solchen Systemen, nach Art der Kristalldetektoren einem der die Kapazität beeinflussenden leitenden Teile am Kontaktende einen geringen Querschnitt gegeben, d. h. zugespitzt. Diese Ausgestaltung bringt aber mancherlei Nachteile mit sich, insbesondere da die Spitze leicht in die Unterlage eindringen oder diese beschädigen kann. Auch die richtige Anordnung der Spitze macht Schwierigkeiten.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß das spitze Ende von einer Isoliermasse umgeben wird, die in der Ebene des Kontaktendes einen Querschnitt hat, dessen Oberfläche vielmals größer als die des Kontaktendes ist.
Das Ende des Leiters wird bei einer günstigen Ausführungsform keglig ausgebildet, wobei der Gipfel abgeplattet ist, so daß eine flache Oberfläche entsteht, die als Kontakt verwendet wird. Diese Oberfläche kann an Hand einer für ein, solches Elektrodensystem anzugebenden Eigenkapazität vorher bestimmt werden.
Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise eine gute elektrische Verbindung erhalten wird, während keine Gefahr besteht, daß der Gipfel des z. B. kegligen Leiters, der zweckmäßig eine geringe 0,25 mm' nicht übersteigende Oberfläche hat, durch die dünne halbleitende Schicht oder gegebenenfalls durch die Sperrschicht hindurchgedrückt wird, wodurch Kurzschluß im System herbeigeführt werden würde.
Die Schwierigkeit, daß ein Kegel mit einer solchen kleinen Oberfläche auf der Fläche des Halbleiters ohne weiteres nicht aufrechterhalten werden kann, wird weiter durch die von der umhüllenden Isoliermasse gebildete große Grundfläche behoben. In einer günstigen Ausführungsform besteht dieser Stoff aus Kompound.
Es ist aber vorteilhaft, nicht nur den Kontakt einzugießen, sondern auch das ganze Elektrodensystem mit einer Gußmasse zu umgeben, wodurch das Ganze mechanisch fester wird.
Es folgt ein Herstellungsbeispiel eines Elektrodensystems nach der Erfindung, bei dem als Halbleiter Selen verwendet wird. Als Halbleiter i ist Selen gewählt, das in flüssigem Zustand auf einen z. B. aus Messing bestehenden Metallträger 2 aufgebracht wird, der gleichzeitig als Stromzuführungs-,Ieiter für das Selen verwendet wird, das bis zix einer Stärke von etwa 0,03 mm flach ausgestrichen wird. Der Träger mit dem Selen wird in einem. Ofen während 2 bis 24. Stunden auf ungefähr Zoo' C erhitzt, um das Selen in die leitende kristallinische Modifikation überzuführen. Auf dem Selen wird eine z. B. aus Polystyrol bestehende Sperrschicht 3 bis zu einer Stärke von 5 ic angebracht.
Die gutleitende Elektrode, die aus einem Eisenstab q. mit einem an der Unterseite endigenden Kontakt von 0,25 mm2 bestehen kann, befindet sich in einem kubusförmigen oder zylindrischen Körper 5 aus Polystyrol oder Kompound, jedenfalls aus Isolierstoff, dessen untere Fläche in gleicher Höhe wie die Kontaktfläche 6 liegt. Das Ganze wird auf der Sperrschicht 3 derart angeordnet, daß die Isolierhülle. 5 an die Sperrschicht 3 festgeklebt wird.
Es gibt im Rahmen der Erfindung noch andere Ausführungsformen unter anderem mit mehr als zwei Elektroden, z. B. Dreielektrodensysteme.
Ferner ist es möglich, das ganze in der Zeichnung dargestellte System außerdem mit einer Isolierhaut zu umgeben, wodurch es frei von äußeren mechanischen und atmosphärischen Einflüssen ist, und wodurch außerdem die Stromzuführungsdrähte an den Schweißstellen der Elektroden in viel geringerem Maße mechanisch beansprucht «-erden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrodensystem zum Gleichrichten oder Steuern hoch- oder mittelfrequenter elektrischer Schwingungen, dessen positive und negative Elektrode aus durch eine feste Isolierschicht getrennten Materialschichten mit gegenseitig stark verschiedenem Emissionsvermögen bestehen, bei dem die Isolierschicht gesondert und unabhängig von den Materialien, aus denen die Elektroden bestehen, gebildet ist, und wenigstens einer der die Kapazität beeinflussenden Teile am Kontaktende einen geringen Querschnitt hat, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ende von einer Isoliermasse so umgeben ist, daß die Isoliermasse mit der freiliegenden Ebene des Kontaktendes abschneidet und einen solchen Querschnitt hat, dessen Oberfläche vielmals größer als die des freien Kontaktendes ist. . Elektrodensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des die Kapazität beeinflussenden leitenden Teiles keglig ausgebildet ist. 3. Elektrodensystem nach Anspruch z oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kontaktendes 0,25 mm= nicht übersteigt. Elektrodensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kapazität beeinflussende Teil seitlich von Kompound begrenzt ist. 5. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche -r, a oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Elektrode aus einer auf einer Messingplatte angebrachten Selenschicht besteht, die an der freien Oberfläche mit einer Polystyrolsperrhaut überzogen ist, auf der eine seitlich von Polystyrol umgebene Eisengegenelektrode mit geringer Kontaktoberfläche (o,25 mm') derart angeordnet ist, daß die Polystyrolhülle zur mechanischen Befestigung an der Sperrschicht festgeklebt ist.