Prostowniki kuprytowe i selenowe: Różnice pomiędzy wersjami
Nie podano opisu zmian |
Nie podano opisu zmian |
||
| Linia 9: | Linia 9: | ||
=== Historia i zastosowanie === | === Historia i zastosowanie === | ||
[[Plik:Kupryt 1.jpg|200px|mały|prawo|Prostownik kuprytowy małej mocy stosowany w orządzeniach pomiarowych prądu zmiennego.]] | [[Plik:Kupryt 1.jpg|200px|mały|prawo|Prostownik kuprytowy małej mocy stosowany w orządzeniach pomiarowych prądu zmiennego.]] | ||
Zjawisko prostowania na złączu miedzi z jej tlenkiem zostało odkryte w 1919 przez L.O. Grondahla. Prace nad jego praktycznym zastosowaniem trwały ponad sześć lat i dopiero w 1926 nadający się do seryjnej produkcji prostownik je wykorzystujący został zademonstrowany przez L.O. Grondahla and P.H. Geigera. | Zjawisko prostowania na złączu miedzi z jej tlenkiem zostało odkryte w 1919 przez L.O. Grondahla z amerykańskiej firmy Union Switch and Signal Company. Prace nad jego praktycznym zastosowaniem trwały ponad sześć lat i dopiero w 1926 nadający się do seryjnej produkcji prostownik je wykorzystujący został zademonstrowany przez L.O. Grondahla and P.H. Geigera. W latach 30 prostowniki oparte na tlenku miedzi były podstawowym rodzajem prostowników do małych napięć i dużych prądów. Rezultaty mocno zależały od czystości i składu miedzi, która była podstawowym surowcem do ich produkcji. Ówczesny poziom technik chemii analitycznej nie pozwalał na wykrycie subtelnych zanieczyszczeń, kluczowe więc było jej pochodzenie. Gdy się okazało, że najlepsze wyniki otrzymuje się stosując miedź z Chile, firma AT&T wykupiła kontrolny pakiet akcji tamtejszych producentów. | ||
W Polsce nie produkowano seryjnie prostowników kuprytowych. W 1939 Edmund Jan Romer rozpoczął opracowywanie technologii prostowników kuprytowych w swoich produkujących aparaturę pomiarową zakładach w Lwowie, jednak nie została ona uruchomiona przed wybuchem wojny<ref>[http://apw.ee.pw.edu.pl/tresc/sylw/romer.htm A.J. Marusak (SAiP OW SEP), ''Edmund Jan Romer''].</ref>. | W Polsce nie produkowano seryjnie prostowników kuprytowych. W 1939 Edmund Jan Romer rozpoczął opracowywanie technologii prostowników kuprytowych w swoich produkujących aparaturę pomiarową zakładach w Lwowie, jednak nie została ona uruchomiona przed wybuchem wojny<ref>[http://apw.ee.pw.edu.pl/tresc/sylw/romer.htm A.J. Marusak (SAiP OW SEP), ''Edmund Jan Romer''].</ref>. | ||
=== Konstrukcja === | === Konstrukcja === | ||
Zasadniczym elementem prostownika kuprytowego jest płytka z miedzi, zwykle o grubości 1 mm, którą | Zasadniczym elementem prostownika kuprytowego jest płytka z miedzi, zwykle o grubości 1 mm, którą poddaje się utlenianiu w temperaturze 1000-1030 stopni Celsjusza. W takich warunkach na miedzi wytwarza się warstwa półprzewodnikowego tlenku Cu<sub>2</sub>O. Następnie płytkę poddawano dalszej obróbce termicznej, wytrawianiu (w celu usunięcia izolującej warstwy tlenku CuO) i nakładano na nią stanowiącą elektrodę warstwę metaliczną o składzie zapewniającym dobry kontakt elektryczny z Cu<sub>2</sub>O. Stosowano również elektrodę w postaci dociśniętej do warstwy tlenku blachy ołowianej, niekiedy warstwę tlenku powlekano wcześniej grafitem. Prostowanie zachodzi na złączu Cu-Cu<sub>2</sub>O<ref>John Orton, ''The Story of Semiconductors'', Oxford 2004, str. 24.</ref>. | ||
Prostowniki kuprytowe były pierwszymi elementami półprzewodnikowymi, przy produkcji których zastosowano złożone procesy elektrochemiczne, tak charakterystyczne dla współczesnej techniki półprzewodnikowej. | Prostowniki kuprytowe były pierwszymi elementami półprzewodnikowymi, przy produkcji których zastosowano złożone procesy elektrochemiczne, tak charakterystyczne dla współczesnej techniki półprzewodnikowej. | ||
Wersja z 18:25, 13 sty 2013
Prostowniki selenowe (i nieco wcześniejsze a znacznie mniej rozpowszechnione kuprytowe) to pierwsze elementy półprzewodnikowe mające zdolność prostowania znacznych prądów. W Polsce prostowniki kuprytowe i selenowe określano zbiorczą nazwą prostowniki stykowe, w USA nazywano je metal rectifiers.
Prostowniki siarczkowo-miedziowe
Pierwsze prostowniki stykowe wykorzystywały prostujące złącza z siarczkiem miedzi (ich właściwości były znane już Ferdynandowi Braunowi w 1874). Drugą elektrodą był magnez, zwykle z dodatkami innych metali, by otrzymać złącze prostujące konieczne było jego elektryczne formowanie. Takie prostowniki umożliwiały uzyskanie stosunkowo dużych gęstości wyprostowanego prądu, ale były wytwarzane bardzo krótko, zostały szybko wyparte przez elementy o lepszych parametrach.
Prostowniki kuprytowe
Historia i zastosowanie
Zjawisko prostowania na złączu miedzi z jej tlenkiem zostało odkryte w 1919 przez L.O. Grondahla z amerykańskiej firmy Union Switch and Signal Company. Prace nad jego praktycznym zastosowaniem trwały ponad sześć lat i dopiero w 1926 nadający się do seryjnej produkcji prostownik je wykorzystujący został zademonstrowany przez L.O. Grondahla and P.H. Geigera. W latach 30 prostowniki oparte na tlenku miedzi były podstawowym rodzajem prostowników do małych napięć i dużych prądów. Rezultaty mocno zależały od czystości i składu miedzi, która była podstawowym surowcem do ich produkcji. Ówczesny poziom technik chemii analitycznej nie pozwalał na wykrycie subtelnych zanieczyszczeń, kluczowe więc było jej pochodzenie. Gdy się okazało, że najlepsze wyniki otrzymuje się stosując miedź z Chile, firma AT&T wykupiła kontrolny pakiet akcji tamtejszych producentów.
W Polsce nie produkowano seryjnie prostowników kuprytowych. W 1939 Edmund Jan Romer rozpoczął opracowywanie technologii prostowników kuprytowych w swoich produkujących aparaturę pomiarową zakładach w Lwowie, jednak nie została ona uruchomiona przed wybuchem wojny[1].
Konstrukcja
Zasadniczym elementem prostownika kuprytowego jest płytka z miedzi, zwykle o grubości 1 mm, którą poddaje się utlenianiu w temperaturze 1000-1030 stopni Celsjusza. W takich warunkach na miedzi wytwarza się warstwa półprzewodnikowego tlenku Cu2O. Następnie płytkę poddawano dalszej obróbce termicznej, wytrawianiu (w celu usunięcia izolującej warstwy tlenku CuO) i nakładano na nią stanowiącą elektrodę warstwę metaliczną o składzie zapewniającym dobry kontakt elektryczny z Cu2O. Stosowano również elektrodę w postaci dociśniętej do warstwy tlenku blachy ołowianej, niekiedy warstwę tlenku powlekano wcześniej grafitem. Prostowanie zachodzi na złączu Cu-Cu2O[2].
Prostowniki kuprytowe były pierwszymi elementami półprzewodnikowymi, przy produkcji których zastosowano złożone procesy elektrochemiczne, tak charakterystyczne dla współczesnej techniki półprzewodnikowej.
Sirutor
Specjalną konstrukcję posiadały sirutory firmy Siemens. Były to miniaturowe prostowniki kuprytowe umieszczone w obudowie przypominającej rezystor. Produkowano sirutory zawierające od jednej do 15 płytek.
Właściwości
Prostowniki selenowe
Historia i zastosowanie
Prostownik selenowy został wynaleziony w 1933 przez C.E. Fittsa i w dużym stopniu wyparł prostowniki kuprytowe - co prawda ma większy spadek napięcia w kierunku przewodzenia, ale dopuszczalne napięcie wsteczne jest kilkukrotnie wyższe. Prostowniki selenowe były masowo używane aż do lat 50, później zostały stopniowo wyparte przez diody germanowe i krzemowe.
Osobna strona - Polskie prostowniki selenowe
Produkcję prostowników selenowych w Polsce rozpoczęto w drugiej połowie lat 50 w krakowskich zakładach Telpod i w Bielawskiej Fabryce Prostowników. Produkowano je długo, aż do lat 70. Były stosowane na przykład w przyrządach pomiarowych prądu zmiennego lub jako namiastka diody Zenera na niskie napięcia w sprzęcie radiowym.
Konstrukcja
Właściwości
Przypisy
- ↑ A.J. Marusak (SAiP OW SEP), Edmund Jan Romer.
- ↑ John Orton, The Story of Semiconductors, Oxford 2004, str. 24.
Bibliografia
- W. Łaniecki, Półprzewodniki, Część II, Prostowniki Stykowe, Warszawa 1953.