Usměrňovač selenu - Selenium rectifier
Selen usměrňovač je druh kovu usměrňovače , vynalezený v roce 1933 byly použity v napájecích zdrojů pro elektronická zařízení, a ve vysoce aktuální aplikace nabíječ baterií až byly nahrazeny křemíku diodové usměrňovače v pozdní 1960. Příchod alternátoru v některých automobilech byl výsledkem kompaktních, levných a silnoproudých usměrňovačů s vysokým proudem. Tyto jednotky byly dostatečně malé, aby mohly být uvnitř skříně alternátoru, na rozdíl od selenových jednotek, které předcházely křemíkovým zařízením.
Usměrňovací vlastnosti selenu, mimo jiné polovodiče, byly pozorovány Braunem, Schusterem a Siemensem v letech 1874 až 1883. Fotoelektrické a usměrňovací vlastnosti selenu byly pozorovány také Adamsem a Dayem v roce 1876 a CE Fitts kolem roku 1886, ale praktická usměrňovací zařízení byla běžně vyráběny až ve 30. letech 20. století. Ve srovnání s dřívějším usměrňovačem oxidu měďnatého by selenový článek vydržel vyšší napětí, ale při nižší proudové kapacitě na jednotku plochy.
Konstrukce
Selen usměrňovače jsou vyrobeny ze stohů hliníkových nebo ocelových destiček potažených asi 1 um z bismutu nebo niklu . Mnohem silnější vrstva selenu (50-60 um), dopován halogenem je uložena na horní části tenkého kovového pokovení . Selen se poté žíháním převede na polykrystalickou šedou (hexagonální) formu . Kadmium selenid formy reakcí selenu s cín-kadmium slitiny a CdSe-Se heteropřechodu je aktivní rektifikační křižovatkou. Každá deska je schopna odolat asi 20 voltům v opačném směru . Kovové čtverce neboli disky slouží také jako chladiče a navíc poskytují místo pro selenové disky. Desky lze skladovat na neurčito, aby odolaly vyšším napětím. Stohy tisíců miniaturních selenových disků byly použity jako vysokonapěťové usměrňovače v televizorech a fotokopiích .
Použití
Rozhlasové a televizní přijímače je používaly od roku 1947 do roku 1975 k zajištění až několika set voltů deskového napětí. Vakuové trubicové usměrňovače měly účinnost pouze 60% ve srovnání s 85% selenových usměrňovačů, částečně proto, že vakuové trubicové usměrňovače vyžadovaly ohřev. Usměrňovače selenu nemají žádnou dobu zahřívání, na rozdíl od usměrňovačů s vysokým vakuem. Selenové usměrňovače byly také levnější a jednodušší pro specifikaci a instalaci než vakuové trubice. Byly však později nahrazeny křemíkovými diodami s vysokou účinností (téměř 100% při vysokých napětích). Usměrňovače selenu měly schopnost působit jako omezovače proudu, které mohou dočasně chránit usměrňovač během zkratu a poskytovat stabilní proud pro nabíjení baterií.
Vlastnosti
Usměrňovač selenu má přibližně stejnou velikost jako usměrňovač oxidu měďnatého, ale je mnohem větší než křemíková nebo germániová dioda. Usměrňovače selenu mají dlouhou, ale neomezenou životnost 60 000 až 100 000 hodin, v závislosti na jmenovitém výkonu a chlazení. Usměrňovač může po dlouhém skladování vykazovat určitou deformaci charakteristiky usměrňovače. Každý článek vydrží zpětné napětí kolem 25 voltů a má pokles napětí vpřed kolem 1 voltu, což omezuje účinnost při nízkém napětí. Usměrňovače selenu mají limit provozní teploty 130 ° C a nejsou vhodné pro vysokofrekvenční obvody.
Výměna, nahrazení
Usměrňovače selenu měly kratší životnost, než bylo požadováno. Během katastrofické poruchy vyprodukovali značné množství zapáchajících a vysoce toxických výparů, díky nimž technik opravy věděl, v čem je problém. Zdaleka nejběžnějším režimem poruchy bylo postupné zvyšování dopředného odporu, zvyšování dopředného poklesu napětí a snižování účinnosti usměrňovače. Během šedesátých let začaly být nahrazovány křemíkovými usměrňovači , které vykazovaly nižší pokles napětí vpřed , nižší náklady a vyšší spolehlivost. Stále se vyrábějí pro účely přesné výměny, ale nejsou navrženy do nového vybavení.
Počítačová logika selenové diody
V roce 1961 IBM začala vyvíjet rodinu počítačů s nízkou rychlostí logiky, která používala selenové diody s podobnými vlastnostmi jako křemík, ale stála méně než jeden cent. Oddělení vývoje terminálu prosili o nízké náklady a nepotřebovali rychlost. Bylo možné vyrazit 1/8 palce disky z listu selenové diody. GE tvrdila, že mohou vyrábět spolehlivé selenové diody. Bylo dosaženo návrhu obvodu DDTL se dvěma úrovněmi diodové logiky napájející jeden slitinový tranzistor a bez sériového vstupního odporu nebo urychlovacího kondenzátoru. Rodina byla nazývána SMAL nebo SMALL pro „logiku slitiny matice selenu“. Slitinový tranzistor se ukázal jako příliš rychlý na zotavení selenové diody . K vyřešení tohoto problému byla kolem základny-emitoru připojena selenová dioda, která ji zpomalila. Dvouúrovňová logika byla podobná programovatelnému logickému poli PLA, které by se na trh dostalo o mnoho let později. S jedním tranzistorem a hrstkou levných diod bylo možné dosáhnout téměř jakékoli statické logické funkce, která poskytla jeden výstup. O několik let později se ukázalo, že selenové diody nejsou spolehlivé a byly nahrazeny křemíkovými diodami. Logická rodina byla zabalena na SMS kartách .
Další čtení
- Příručka usměrňovače FT selenu ; 2. vydání; Federální telefon a rádio; 80 stránek; 1953. (archiv)
- Příručka usměrňovače selenu ST ; 1. vydání; Sarkes Tarzian; 80 stránek; 1950. (archiv)
