For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Prostownik selenowy.

Prostownik selenowy

Prostownik selenowyprostownik prądu elektrycznego zbudowany w oparciu o złącze metal-półprzewodnik, w którym półprzewodnikiem jest selen.

czteroelementowy prostownik selenowy w układzie Graetza do niskich napięć
prostownik selenowy w układzie Graetza do napięć średnich
Wieloelementowy stos selenowy o napięciu przebicia 6 kV (КЦ109А - KC109A) i 18 kV (TS 18) zamknięty w izolującej rurze

Opracowany został w 1933 przez C.E. Fittsa jako następca starszego o sześć lat półprzewodnikowego prostownika kuprytowego (na bazie tlenku miedzi).

Budowany najczęściej w formie kwadratowej lub okrągłej stalowej lub aluminiowej płytki (anody, pełniącej również rolę mechaniczną, a także służącej odprowadzaniu ciepła wytwarzającego się na złączu) pokrytej cienką warstwą bizmutu w celu uzyskania dobrego kontaktu elektrycznego z następną warstwą – domieszkowanego akceptorem selenu typu p. Na warstwę selenu nałożona jest kolejna warstwa – stopu kadmu i cyny. Atomy kadmu dyfundują do warstwy selenu tworząc cienką warstwę donorową (typu n) CdSe. Warstwa zaporowa znajduje się na styku Se-CdSe.

Często płytka miała otwór pośrodku umożliwiający umieszczenie śruby, przy pomocy której mocowano ze sobą większą liczbę takich samych płytek we wspólną konstrukcję – tzw. "stos selenowy".

Pojedyncze złącze metalowo-selenowe charakteryzuje się napięciem przebicia w kierunku zaporowym kilkudziesięciu woltów; w praktyce dopuszczalne napięcie pracy w kierunku zaporowym nie przekracza na ogół od około 18 do 30 V. Ma większą rezystancję w kierunku przewodzenia (rzędu 30 Ω dla płytki o powierzchni 1 cm²), niż złącze kuprytowe (ok. 3 Ω dla płytki o tej samej powierzchni)[1], ale wyższe napięcie przebicia w kierunku zaporowym, dlatego prostowniki selenowe szybko znalazły zastosowanie w elektronice użytkowej. Kilkunastoelementowe stosy (często w postaci gotowych mostków Graetza) wyparły diody próżniowe z zasilaczy napięcia anodowego (rzędu 250 woltów) lampowych odbiorników radiowych, wieloelementowe stosy selenowe zmontowane we wspólnej obudowie stosowano też powszechnie jako diody wysokiego napięcia (kilkanaście kilowoltów) w odbiornikach telewizyjnych. Prostowniki selenowe chętnie stosowano w prostownikach do ładowania akumulatorów samochodowych, w telefonach stosowano je – w układzie dwóch prostowników w połączeniu antyrównoległym[2] – w układach tłumienia przesłuchu.

Spadek napięcia w kierunku przewodzenia na złączu selenowym wynosi nie mniej niż 0,4 V (na złączu kuprytowym – ponad 0,2 V). Przy projektowaniu układów z użyciem prostowników selenowych (w zależności od ich konstrukcji, głównie od sposobu odprowadzania ciepła ze złącza) nie przekracza się na ogół prądów przewodzenia rzędu pojedynczych miliamperów na cm² powierzchni płytki. Często stosy selenowe budowane są w postaci nierozbieralnych bloków trwale zalanych nieprzewodzącą żywicą epoksydową lub plastikiem; inne rozwiązania pozwalają na swobodny przepływ powietrza i rozpraszanie ciepła pomiędzy poszczególnymi płytkami stosu, wówczas dopuszcza się gęstość prądu przewodzenia do 50 mA/cm² (prostownik do ładowania akumulatorów samochodowych prądem 20 A musiał zatem być zbudowany z płytek o powierzchni sięgającej 400 cm², czyli o wymiarach 20×20 cm) kosztem jednak spadku napięcia na jednej płytce dochodzącego do 1,2 V. Wadą prostowników selenowych – prócz dużych rozmiarów i stosunkowo dużego ciężaru – jest także dość duża zależność parametrów prostownika od temperatury, niska dopuszczalna temperatura pracy (do 75 °C) i relatywnie duży prąd wsteczny – rzędu 100 μA na każdy cm² powierzchni płytki (przy napięciu wstecznym 10 V).

Tak jak inne złącza półprzewodnikowe, tak i złącza zbudowane w oparciu o selen charakteryzują się wrażliwością na światło. Powstający w złączu efekt fotoelektryczny wykorzystywany był w konstrukcjach m.in. światłomierzy selenowych i innych podobnych urządzeniach. Płytki prostowników selenowych wykorzystywane były do konstruowania amatorskich fotoogniw[3].

Prostowniki selenowe wyszły z użycia pod koniec lat 70. XX wieku wyparte przez taniejące diody półprzewodnikowe budowane najpierw w oparciu o german, a następnie – o krzem.

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. ściślej: selenowy prostownik ma mniejszą konduktancję w kierunku przewodzenia, rzędu 1/30 S/cm² wobec 1/3 S/cm² prostowników kuprytowych; zwiększenie powierzchni płytki, np. trzykrotnie, trzykrotnie zwiększa przewodność (i trzykrotnie zmniejsza oporność, w tym przypadku do 10 Ω dla płytki selenowej o powierzchni 3 cm² i do 1 Ω dla takiej samej płytki kuprytowej)
  2. połączenie antyrównoległe to takie połączenie równoległe dwóch jednakowych elementów niesymetrycznych, w którym "plus" pierwszego elementu połączony jest z "minusem" drugiego, a "minus" pierwszego z "plusem" drugiego, tj. anoda elementu pierwszego z katodą drugiego i katoda pierwszego z anodą drugiego
  3. wymagało to usunięcia z powierzchni selenu warstwy stopu kadmu i cyny; w tym celu trzeba podgrzać płytkę (np. lutownicą) i w chwili, gdy stop ulegnie upłynnieniu - zetrzeć go z płytki (np. szczotką); wydajność tak uzyskanego ogniwa jest jednak bardzo niska: [1]

Bibliografia

[edytuj | edytuj kod]
  • Jerzy Antoniewicz (redakcja), "Poradnik Radio- i Teleelektryka. B – Elementy i podzespoły", PWT, Warszawa 1959, str. 238-230
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Prostownik selenowy
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?