Нажмите для …

D.I.Y. — Do It Yourself — Сделай Сам

Аудио Портал © 2004-2020

Селеновый выпрямитель | это… Что такое Селеновый выпрямитель?

Селе́новый выпрями́тель (селеновый вентиль) — полупроводниковый диод на основе селена.

Устройство

Структура

Селеновый выпрямитель состоит из алюминиевой или железной пластины, покрытой с одной стороны слоем кристаллического селена (50 — 60 мкм), являющимся одним из электродов с дырочной (p-тип) проводимостью. Для создания второго электрода на поверхность селена наносится сплав из олова, кадмия и висмута. При вступлении в реакцию (диффузия) селена и кадмия образуется тонкий слой селенида кадмия с электронной (n-тип) проводимостью. На границе между селеном селенидом кадмия образуется p—n-переход. Для улучшения свойств селеновые пластины подвергают электрической формовке путём длительного приложения постоянного напряжения в обратном направлении^[1].

Пластины селеновых выпрямителей могут быть круглой и прямоугольной формы с центральным отверстием для сборки в столбы или без него.

Параметры

По многим параметрам и свойствам селеновые выпрямители уступают кремниевым и германиевым диодам^[1].

Максимальная допустимая плотность тока в прямом направлении не превышает для селеновых выпрямителей 100—200^[2] мА/см². Для выпрямления больших токов применяется параллельное соединение пластин.
Допустимое обратное напряжение составляет 20—40 В, при обратном напряжении 60—80 В происходит пробой. По этой причине выпрямители соединяют последовательно в столбы для применения при более высоких напряжениях.
Максимальная рабочая температура селеновых выпрямителей находится в пределах от 75 до 125 °C.
Максимальное прямое напряжение на одной селеновой пластине составляет 0,45—0,75 В.

Особенности

Селеновый выпрямительный мост

Для селеновых выпрямителей характерна высокая барьерная ёмкость, что ограничивает их применение в высокочастотных устройствах.

Параметры селеновых выпрямителей изменяются со временем. Длительное хранение приводит к увеличению обратного тока (расформовка). Этот процесс обратим. После подачи на выпрямитель обратного или переменного напряжения обратный ток принимает первоначальное значение в течение 2—3 минут^[1].
Селеновые выпрямители подвержены необратимому возрастанию величины обратного тока, называемому старением. При хранении этот процесс проявляется незначительно, но ускоряется при эксплуатации. Интенсивность его возрастает при увеличении температуры, что определяет предельное значение максимальной рабочей температуры^[1].

Положительной особенностью селеновых выпрямителей является их способность выдерживать кратковременные перегрузки и быстро восстанавливать свои свойства после пробоя (так называемое, «самозалечивание»).

Для выпрямления более высокого напряжения селеновые выпрямители собирают в столбы. Например, выпрямитель 15ГЕ144ОУ-С состоит из 1440 селеновых пластин в одном корпусе и может работать при напряжении до 40 кВ.
Площадь пластин составляет 0,1—400 см². Параллельное соединение пластин позволяет получить выпрямленный ток до 500 А (например, выпрямитель 140ГЖ24ЯУ).

См. также

• Полупроводниковый диод
• р — n-переход

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 145—148
2. ↑ Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — Минск: Вышэйшая школа, 1985

Литература

• Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов.  — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 145-148. — 479 с. — 50 000 экз.
• Геллер И. Х Селеновые выпрямители. — М.— Л.: Энергия, 1964. — 24 с. — (Массовая радиобиблиотека. Вып. 496). — 80 000 экз.
• Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — Мн.: Вышэйшая школа, 1985. — 176 с.
• Буланин Н. П. Селеновые выпрямители. — М. — Л.: Госэнергоиздат, 1961. — 48 с. — (Библиотека электромонтёра. Вып. 42). — 30 000 экз.

Ссылки

• Селен
• Селеновые выпрямители

After Class: Работа с селеновыми выпрямителями, сентябрь 1957 г. Popular Electronics

Пер
Википедия,
«Селеновый выпрямитель — это разновидность металлического выпрямителя, изобретенного в 1933 году.
используется для замены ламповых выпрямителей в источниках питания электронного оборудования,
и в сильноточных приложениях зарядного устройства батареи. Фотоэлектрический и выпрямительный
свойства селена были обнаружены К. Э. Фиттсом около 1886 г., но на практике
выпрямительные устройства обычно не производились до 1930-х годов. В сравнении
с более ранним выпрямителем на основе оксида меди селеновая ячейка могла выдерживать более высокие
напряжение, но при меньшей токоемкости на единицу площади».

Примечание по технике безопасности от посетителя RF Cafe Джо Б.: Пыль селена токсична. Ан
паспорт безопасности
Лист селена на правительственном веб-сайте Западной Вирджинии указывает, что он опасен для жизни.
Селен — еще один из тех элементов/соединений, которые необходимы для жизни.
но может убить вас в слишком большом количестве (например, в воде).

Журналы по электронике той эпохи публиковали множество статей о селеновых выпрямителях,
включая
После занятий: Работа с выпрямителями Selenium,
полупроводниковый диод,
Новые селеновые выпрямители для домашних приемников,
селеновые выпрямители,

Применение малых высоковольтных селеновых выпрямителей и
Использование селеновых выпрямителей .

После занятий: Работа с селеновыми выпрямителями

Рис. 1 — Конструктивные особенности типичного селена
клетка.

Рис. 2. Селеновый выпрямитель в сравнении с вакуумной лампой.
Прямое направление в селене — от сплава к базовой пластине. Таким образом
сплав сравним с катодом, а опорная пластина с пластиной электронной лампы
выпрямитель.

На этом фото большой 5-амперный. селеновый выпрямитель по сравнению
размером с 500-мА. ед. (слева), 50-мА. блок (в центре) и обычный спичечный коробок
крышка (справа).

Покоится на вершине современного селена силового сорта
представляет собой выпрямитель на основе оксида меди старого типа. Хотя почти в три раза больше
единицы оксида меди селен весит меньше. Оба могут выдерживать 5 ампер,
но селен рассчитан на напряжение в пять раз выше, отсюда и дополнительная длина.

Рис. 3. Плотность заряда электронов всегда наибольшая
в точках наибольшей кривизны. Здесь плотность наибольшая в углах
пирамида.

Рис. 4. Прямое или проводящее направление (A) от
указывают на основание сквозных кристаллов. Направление высокого сопротивления (B) противоположно.

Рис. 5 — Селеновые выпрямители последовательно (А) и параллельно
(B) для увеличения возможностей управления напряжением и током соответственно.

Специальная информация по радио, телевидению, радиолокации и ядерной электронике

Работа с селеновыми выпрямителями

Селеновые выпрямители

давно признаны эффективным средством преобразования
переменный ток к постоянному току в промышленных приложениях с относительно большими требованиями к мощности.
В последнее время их использование было расширено за счет включения радио- и телеприемников.
а также все виды электронных пускорегулирующих аппаратов и мобильного оборудования. Но хотя многие
Сейчас используются миллионы таких устройств, большинство экспериментаторов находятся в опасном положении.
не зная их особенностей и ограничений. «Хорошо знать это значит использовать
это мудро» может быть весьма сомнительным афоризмом во многих отношениях, но он соответствует
селеновый выпрямитель, как пресловутая перчатка.

Рис. 1 представляет собой поперечное сечение готового селенового элемента. травленый алюминий
опорная пластина служит отрицательным электродом, а низкотемпературный сплав —
положительный электрод. При работе электроны легко вытекают из сплава.
к опорной плите, но встречают большое сопротивление в противоположном направлении.
покрытие из сплава ведет себя как катод вакуумной лампы и алюминиевая опорная пластина
служит анодом или пластиной, а слой кристаллов селена фактически выполняет
выпрямляющее действие (рис. 2).

Действия по исправлению положения. В процессе производства необходимо проявлять большую осторожность
в нанесении металлического селена на подложку, потому что производительность
готового выпрямителя зависит от ориентации отдельных кристаллов
в «барьерном слое», как называют селеновое покрытие. Хотя исправление
действие еще недостаточно понято, потребность в правильной ориентации подсказывает
следующее пояснение.

Рассмотрим монокристалл, имеющий форму пирамиды (рис. 3).
Все металлы содержат много свободных электронов или носителей, которые распределяются
по известным законам электростатики. Один из этих законов гласит
что электрические заряды будут концентрироваться на поверхностях с наибольшей кривизной;
это называется эффектом очков. Как самые острые изгибы на поверхности
пирамиды находятся в углах, мы должны ожидать найти свободный электрон
плотность в этих точках наибольшая.

Потенциал, приложенный к линии кристаллов этой формы, ориентированной встык
mayor не может вызвать протекание тока, в зависимости от полярности напряжения.
Когда направление Э.Д.С. такова, что двигает электроны из угла
к грани (рис. 4А), носители легко пересекают межфазную границу
в B, двигаясь к грани AC и оттуда распределяясь по углам.
Это прямое направление или направление проводимости. При полярности напряжения
обратная (рис. 4Б), дефицит электронов на плоских гранях ограничивает
количество носителей, проводимость не происходит легко, а сопротивление
существенно выше. Если мы теперь заменим батареи на переменный ток. источник,
проводимость по существу однонаправленная и имеет место выпрямление.

Номинальные значения напряжения и тока. Selenium доступны в
практически неограниченный диапазон напряжений и токов. Популярные для радио
и телевизионные приложения могут быть грубо ограничены максимальным среднеквадратичным значением. вход напряжения
напряжением 130 вольт и диапазоном тока от 50 мА. до 600 мА. Округ Колумбия. Такие селены
предназначены для работы на переменном токе. линейное напряжение, т. е. около 120 вольт среднеквадратичного значения. Примечание,
однако, что даже 500-ма. выпрямитель способен нести более чем в два раза
ток самого большого выпрямителя приемного типа 5U4G. В реальной власти
размеры -5 ампер и больше — селеновые выпрямители не менее громоздки, чем
другие типы, но они весят значительно меньше.

Данные по селену, приведенные выше, содержат два отдельных предупреждения: не превышайте
номинальный ток в течение длительного периода времени и не используйте
селеновый выпрямитель с повышающими силовыми трансформаторами, если вы не предпримете меры для
расширить рабочий диапазон.

Серия или параллельные системы. Модули могут быть соединены либо последовательно для увеличения
их диапазон напряжения (рис. 5A) или параллельно, чтобы улучшить их токовую обработку
способность (рис. 5B). Полярность должна соблюдаться всегда.

Дополнительный момент, о котором стоит помнить, это то, что примерно
Падение 5 вольт на каждом селеновом элементе при последовательном соединении; они добавляют
и может нарушить регулировку напряжения такого источника питания, если
слишком много элементов включено в последовательную цепь. В нашем примере из
параллельное подключение. два 500-мА. селены обеспечивают суммарный ток нагрузки до
один ампер. Автор использовал десять из этих 500-мА. единиц в цепи, где
текущий спрос был непрерывным 5-амперным. слив-без каких-либо побочных эффектов.

Импульсный резистор. Резистор низкого номинала — от 5 до 22 Ом, в зависимости от. в
конкретный выпрямитель — всегда встречается последовательно с селеновым блоком
(Рис. 6). Этот резистор ни в коем случае нельзя опускать.

При первом включении оборудования незаряженный конденсатор фильтра a ведет себя
как голодный носорог с широко раскрытой пастью, чтобы сожрать свой корм — кулоны
в этом случае. Если бы этому большому импульсному току позволили протекать в конденсатор
только с сопротивлением селенового выпрямителя на пути. это достигнет
огромные значения мгновенно. Вырабатываемого тепла может быть более чем достаточно
для разрушения барьерного слоя. Резистор R ограничивает импульсный ток до безопасного уровня.
фигура. После первых нескольких циклов конденсатор полностью заряжается.
ток через селен затем становится устойчивым значением, равным току нагрузки
устройства, работающего от выпрямителя.

Резистор перенапряжения также является недорогим предохранителем, защищающим более дорогие
селеновый выпрямитель в случае возникновения короткого замыкания.

Дуплексный блок питания. На рис. 7 низковольтный изолирующий трансформатор.
(Stancor PA-8421) обеспечивает защиту от постоянной опасности поражения электрическим током.
и в то же время предоставляет 6,3-вольтовую вторичную обмотку для нагревателей ламп.
Два селеновых выпрямителя соединены так, что дают +135 вольт
или -135 вольт относительно клеммы нулевого уровня.

Эти напряжения идеально подходят для цепей, в которых положительная пластина и экран
напряжения необходимы в дополнение к отрицательным напряжениям смещения. Два проволочных потенциометра
обеспечить контроль уровня напряжения для тестирования многих типов небольших устройств, таких как
как фотореле, таймеры, мостовые схемы, транзисторные аппараты и т. п.
выходное напряжение можно удвоить, взяв его с клемм -135 и +135 вольт,
причем первый действует как точка нулевого уровня.

Пороговое напряжение. Минимальное напряжение требуется для включения
Селеновый выпрямитель работает в прямом направлении. Большинство авторитетов согласны
что хорошее среднее значение составляет один вольт. В большинстве температурных условий селен
выпрямитель вообще не будет пропускать ток до тех пор, пока приложенная ЭДС не будет равна превышает это
ценить.

Рис. 6. Всегда следует использовать низкоомный импульсный резистор
для защиты селенового выпрямителя.

Рис. 7 — Дуплексный источник питания с регулируемым выходным напряжением.
Можно использовать как отрицательное, так и положительное напряжение или удвоение напряжения.

Опубликовано 10 марта 2021 г.
(обновлено исходным сообщением от 12.06.2012 г.)

Темы «После занятий»

Происхождение эффекта запаздывания в селеновых выпрямителях

• Опубликовано: 31 марта 1951 г.

• К. ЛЕХОВЕЦ ¹  

Природа
том 167 , страницы 522–523 (1951)Цитировать эту статью

• 28 доступов

• Сведения о показателях

Abstract

Достаточно частым явлением является дрейф сопротивления полупроводниковых выпрямителей после приложения напряжения. Этот эффект особенно силен сразу после приложения напряжения в блокирующем направлении. Если ток со временем уменьшается, говорят о «формировании»; если он увеличивается, «ползучести». Эффекты деформации и ползучести особенно велики в селеновых выпрямителях ¹ . Было предложено объяснение ² , основанное на миграции ионов в барьерном слое выпрямителя.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Варианты доступа

Подписка на этот журнал

Получите 51 печатный выпуск и онлайн-доступ

199,00 € в год

всего 3,90 € за выпуск

Узнайте больше

Арендуйте или купите эту статью

Получите только эту статью столько, сколько вам нужно

39,95 $

Узнать больше

Цены могут облагаться местными налогами, которые рассчитываются при оформлении заказа

Ссылки

1. Williams, A. L., and Thompson, L. E., J. Inst. Избрать. англ. , 88 , 353 (1941).

   КАС

   Google Scholar

2. Роуз Ф. и Шмидт Х., Z. Naturforsch. , 2 и , 226 (1947).

   ОБЪЯВЛЕНИЕ

   Google Scholar

3. Леговец К., Дж. Заяв. физ. , 20 , 123 (1949).

   Артикул
   ОБЪЯВЛЕНИЯ

   Google Scholar

4. Torrey, H.C., и Whitmer, C.A., « Crystal Rectifiers », 100 (McGraw-Hill Book Co., New York, 1948).

   Google Scholar

5. Леговец К., Phys. , 78 , 348 (1950).

   Google Scholar

Download references

Author information

Authors and Affiliations

1. Signal Corps Engineering Laboratories, Fort Monmouth, New Jersey

   K.