금속 정류기

Metal rectifier
셀레늄 정류기. 8판 160V 450mA 연방 브랜드

금속 정류기는 반도체가 산화동 또는 셀레늄인 초기 형태의 반도체 정류기다. 그것들은 전력 애플리케이션에서 라디오나 배터리 충전기와 같은 장치에서 교류 전류를 직류로 변환하기 위해 사용되었다. 웨스팅하우스 일렉트릭은 1920년대 후반부터 웨스텍터(현재 웨스팅하우스 핵에 의해 과전류 트립장치의 상표로 사용됨)라는 상표명으로 이러한 정류기의 주요 제조사였다.

일부 국가에서는 모든 장치에 "금속 정류기"라는 용어가 적용되며, 다른 국가에서는 "금속 정류기"라는 용어는 일반적으로 구리-산화물 유형을, 셀레늄-철 타입에는 "셀레늄 정류기"를 가리킨다.

설명

구리산화 정류기

금속 정류기는 구리(정정을 제공하기 위해 산화층이 있는) 또는 셀레늄으로 도금된 강철 또는 알루미늄과 같은 서로 다른 금속의 와셔 모양의 디스크로 구성된다. 디스크는 종종 냉각을 제공하기 위해 스페이서 슬리브로 분리된다.

운전모드

금속 정류기의 작동 원리는 현대의 반도체 정류기(쇼트키 다이오드 및 p-n 다이오드)와 관련이 있지만 다소 복잡하다. 셀레늄과 구리 산화물은 모두 반도체인데, 실제로 제조 중 불순물에 의해 도핑된다. 금속을 금속으로 침전시킬 때 그 결과는 단순한 금속-반도체 접합 부분이며, 이 정류 작업은 쇼트키 장벽의 결과일 것으로 예상된다. 그러나, 이것이 항상 그런 것은 아니다: 과학자 S. 포간스키는 1940년대에 최고의 셀레늄 정류기는 사실 셀레늄과 얇은 카드뮴 셀레니드 층 사이의 반도체-반도체 결합으로 가공 중 카드뮴-틴 금속 코팅에서 생성된다는 사실을 발견했다.[1][2] 어떤 경우든 그 결과는 반도체에서 전기장이 내장된 고갈 지역이 있고, 이것은 교정 작용을 제공한다.

퍼포먼스

이후 실리콘이나 게르마늄 소자에 비해 구리산화 정류기는 효율이 떨어지는 경향이 있었고, 역전압 정격은 거의 몇 볼트 이상이었다. 적절한 역방향 고장 전압 수치를 제공하려면 다수의 정류기 디스크를 직렬로 사용해야 할 것이다 - 12V 배터리 충전기를 위한 브리지 정류기는 종종 12개의 금속 정류기를 사용한다. 셀레늄 정류기는 일반적으로 금속 산화형보다 효율이 높았고, 높은 전압을 처리할 수 있었다. 그러나, 그들의 건설에는 훨씬 더 많은 기술이 필요했다.

적용들

라디오 수신기

금속 정류기는 또한 무선 수신기에서 외피 검출기(AM 디모듈레이터) 다이오드로 사용되었다. WX6 Westector가 대표적인 예였다. 그것은 AAA 배터리의 크기와 모양 정도였고, 연결될 각 끝에는 나사산이 있는 기둥들이 있었다.

셀레늄 정류기는 한때 변압기 없는 라디오와 TV에서 고압 정류기로 널리 사용되어 값싼 실리콘 다이오드를 사용할 수 있게 되었다. 이 애플리케이션에서는 (적어도 진공관 정류기와 비교했을 때) 상당히 효율적이었지만, 그들의 내부 저항은 나이가 들수록 증가하는 경향이 있었다. 사용 가능한 고전압을 줄이는 것 외에도, 이것은 셀레늄이 증발하기 시작할 때 불쾌한 냄새를 발생시키면서 그들을 더 뜨겁게 달구게 하는 경향이 있다.

TV 세트와 복사기

고전압 셀레늄 정류기

특수 설계된 셀레늄 정류기는 한때 텔레비전과 복사기에서 EHT 정류기로 널리 사용되었다. 셀레늄 층을 부드러운 철호박 한 장에 발랐고, 수천 개의 작은 디스크(일반적으로 직경 2mm)를 주먹으로 쳐서 세라믹 튜브 안에서 "스택"으로 조립했다. 수만 볼트를 공급할 수 있는 정류기가 이런 식으로 만들어질 수 있었다. 그들의 내부 저항은 극도로 높았지만, 대부분의 EHT 애플리케이션은 기껏해야 수백 마이크로암페어만 필요했기 때문에, 이것은 보통 문제가 되지 않았다. 값싼 고전압 실리콘 정류기가 개발되면서 이 기술은 불용에 빠졌다.

전기분해

금속 정류기는 대부분의 장치에서 실리콘 다이오드로 대체되었지만, 금속 정류기를 실리콘 유닛으로 교체하는 것이 비실용적인 것으로 입증된 특정 용도가 있다. 이들은 대부분 전기 도금, 알루미늄 제련 및 이와 유사한 고전류 저전압 산업 용도에 사용되며, 금속 정류기의 낮은 전방 전압 강하가 역파괴 전압보다 더 중요하다.

용도에 맞게 설계된 많은 변압기 정류기("정형기") 장치는 금속 정류기의 특성을 중심으로 특별히 설계되었으며, 실리콘 정류기를 교체할 경우 전체 어셈블리를 교체해야 할 것이다. 다른 많은 산업 공정이 그렇듯이, 직사각형을 교체하는 것보다 교체용 "레거시" 금속 정류기를 제조하는 데 돈을 지불하는 것이 종종 상당히 저렴하고 더 편리하다. 따라서, 금속 정류기는 오늘날에도 소량으로 제조된다.

참조

  1. ^ "The Nobel Prize in Physics 2000".
  2. ^ Kroemer, H. (1992). "Heterojunction Devices". 50th Annual Device Research Conference. pp. 0_16–0_17. doi:10.1109/DRC.1992.671849. S2CID 113046906.

외부 링크