Металла выпрямитель представляет собой ранний тип полупроводникового выпрямителя , в котором полупроводник оксид меди или селен . Они использовались в энергетических приложениях для преобразования переменного тока в постоянный в таких устройствах, как радиоприемники и зарядные устройства . Компания Westinghouse Electric была основным производителем этих выпрямителей с конца 1920-х годов под торговой маркой Westector (в настоящее время используется как торговая марка устройства отключения от сверхтока Westinghouse Nuclear).
В некоторых странах ко всем подобным устройствам применяется термин «металлический выпрямитель»; в других случаях термин «металлический выпрямитель» обычно относится к типам из оксида меди, а « селеновый выпрямитель » - к типам селен-железо.
Описание [ править ]
Металлические выпрямители состоят из стирально-дисков , как из разных металлов, либо меди (с оксидным слоем , чтобы обеспечить выпрямление) или стали или алюминия , плакированной с селеном . Диски часто разделены распорными втулками для охлаждения.
Режим работы [ править ]
Принцип работы металлического выпрямителя похож на современные полупроводниковые выпрямители ( диоды Шоттки и p – n-диоды ), но несколько сложнее. И селен, и оксид меди являются полупроводниками, на практике они легированы примесями во время производства. Когда они наносятся на металлы, можно ожидать, что результатом будет простой переход металл-полупроводник, а выпрямление будет результатом барьера Шоттки . Однако это не всегда так: ученый С. Поганский обнаружил в 1940-х годах, что лучшие селеновые выпрямители на самом деле были переходами полупроводник-полупроводник между селеном и тонким селенидом кадмия.слой, образованный из металлического покрытия кадмий-олово во время обработки. [1] [2] В любом случае результатом является то, что в полупроводнике имеется обедненная область со встроенным электрическим полем, и это обеспечивает выпрямляющее действие.
Производительность [ править ]
По сравнению с более поздними кремниевыми или германиевыми устройствами выпрямители на основе оксида меди, как правило, имели низкий КПД, а номинальное обратное напряжение редко превышало несколько вольт. Чтобы обеспечить адекватное значение напряжения обратного пробоя, необходимо будет использовать несколько выпрямительных дисков последовательно - мостовой выпрямитель для зарядного устройства 12 В часто использует 12 металлических выпрямителей. Селеновые выпрямители, как правило, были более эффективными, чем металлооксидные, и могли выдерживать более высокие напряжения. Однако для их строительства требовалось значительно больше навыков.
Приложения [ править ]
Радиоприемники [ править ]
Металлические выпрямители также использовались в качестве диодов детектора огибающей (AM-демодулятора) в радиоприемниках. WX6 Westector был типичным примером. Он был размером и формой с батарею ААА , с резьбовыми штырями на каждом конце, к которым были сделаны соединения.
Селеновые выпрямители когда-то широко использовались в качестве высоковольтных выпрямителей в бестрансформаторных радиоприемниках и телевизорах, прежде чем стали доступны более дешевые кремниевые диоды. Хотя они были достаточно эффективными в этом применении (по крайней мере, по сравнению с ламповыми выпрямителями), их внутреннее сопротивление имело тенденцию к увеличению по мере старения. Помимо снижения доступного высокого напряжения , это приводит к увеличению их нагрева и возникновению неприятного запаха из-за того, что селен начинает испаряться.
Телевизоры и копировальные аппараты [ править ]
Специально разработанные селеновые выпрямители когда-то широко использовались в качестве выпрямителей EHT в телевизорах и копировальных аппаратах. Слой селена был нанесен на лист мягкой железной фольги, из него были вырублены тысячи крошечных дисков (обычно диаметром 2 мм) и собраны в виде «стопок» внутри керамических трубок. Таким образом могли быть изготовлены выпрямители, способные обеспечивать десятки тысяч вольт. Их внутреннее сопротивление было чрезвычайно высоким, но для большинства применений EHT требовалось самое большее несколько сотен микроампер, так что обычно это не было проблемой. С появлением недорогих кремниевых выпрямителей высокого напряжения эта технология вышла из употребления.
Электролиз [ править ]
Металлические выпрямители были заменены кремниевыми диодами в большинстве устройств, однако есть определенные применения, в которых замена металлических выпрямителей кремниевыми блоками оказалась нецелесообразной. В основном это гальваника , выплавка алюминия и аналогичные сильноточные низковольтные промышленные приложения, где более низкое прямое падение напряжения металлических выпрямителей более важно, чем их обратное напряжение пробоя .
Многие специально разработанные блоки трансформатор-выпрямитель (« выпрямители ») были специально разработаны с учетом характеристик металлических выпрямителей, и замена кремниевых выпрямителей потребовала бы замены всего узла. Как и в случае со многими другими промышленными процессами, часто значительно дешевле и удобнее заплатить кому-либо за изготовление заменяющих «устаревших» металлических выпрямителей, чем за замену выпрямителя. Следовательно, металлические выпрямители по-прежнему производятся в небольших количествах.
Ссылки [ править ]
- ^ https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2000/kroemer-bio.html
- ^ Кремер, H. (1992). «Устройства гетероперехода». 50-я ежегодная конференция по исследованиям устройств . С. 0_16–0_17. DOI : 10,1109 / DRC.1992.671849 .
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть носители , связанные с |
- Выпрямитель используется как AM-демодулятор
- Cougar Electronics - пример "устаревшего" производителя селеновых выпрямителей.
- Выпрямитель из оксида меди В этом документе обсуждается история выпрямителя из оксида меди и, в частности, использование чилийской меди в его производстве; обсуждается таллиевая катастрофа, постигшая производство селеновых выпрямителей.
