Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1962, H. 18 - Halvledarnas tekniska möjligheter, av Dick Lundqvist
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
V-røO/Mfi
Fig. 2.
Kryosar-matris och
tillhö–rande karaktäristi-ka för ett ingående
element, visande
dess bistabila
karaktär och stora
resistanssprdng.
kpcm’WO 300 200 100 Øf
Dragning
100 200 300 WOkpcm’
Tryck
Fig. 3. Elastoresistiv effekt i stav av monokristallint
p-kisel orienterad efter (Hl); F påverkande
mekanisk kraft, dragning eller tryck, liksom elektriska
fältstyrkan, E orienterad längs axeln.
ingående. Hall-element av Si visar gynnsamt
lågt temperaturberoende. Största känslighet
uppnås med intermetalliska halvledare, t.ex.
InSb, InAs och In(As0 8P0 2). Med InSb har man
kunnat mäta upp till 800 kilogauss. En
kommersiell Hall-generator bestående av ett tunt
förångat skikt av InAs ger Hall-spänningen 1 V
vid 10 kilogauss.
Monokristallina element med enkla
pn-öuergångar
Dioder för stora effekter utgöres numera av
Ge-och Si-ventilerna, vilka nästan helt distanserat
de gamla typerna av selen- och
kopparoxidul-ventiler. Endast där låga spärrspänningar i
förening med relativt höga förluster
fortfarande kan tolereras och där enkristallventilernas
höga spärrspänningar inte kan utnyttjas,
kommer det att finnas en marknad kvar för
Se-ventilen.
Fig. 4. Svensktillverkad kraftventil av kisel (Asea);
ledström 200 A medelvärde, provspänning 1 300 V.
Ge-ventilerna utvecklades av naturliga skäl
före Si-ventilerna. Med de bästa Ge-ventilerna
kan man i dag nå toppspärrspänningar på 600
—700 V, men högre torde man knappast
komma. Si-ventilerna, fig. 4, är redan uppe i
toppspärrspänningar på 1 200—1 500 V och det
finns gott hopp om att man skall kunna pressa
den gränsen upp och eventuellt förbi 2 kV.
Seriekoppling av Si-ventilelement i keramiska
kapslar har utförts i aggregat för intill 120 kV
och 1—50 A.
Både Ge- och Si-ventiler är dock känsliga för
sådana överspänningar, som kan leda till
lokala genombrott av spärrskiktet eller på ytan.
Man måste därför i tillämpningarna räkna med
avsevärda säkerhetsmarginaler för att skydda
dem mot sådana transienta överspänningar,
som i praktiken alltid uppträder i kretsarna.
Den stora vinsten med Si-ventiler med
nyssnämnda höga spärrspänningar ligger nu i att
de, även med hänsynstagande till en
säkerhetsmarginal på ca 2V2 gånger, likväl klarar
flertalet tillämpningar med endast en ventil i
serie. Detta innebär ju i sin tur stora fördelar i
form av låga förluster, förenklad
kopplingsteknik, förenklade kylproblem och starkt
minskade utrymmesbehov.
Den pågående utvecklingen syftar närmast till
att ytterligare förbättra produktionskontroll
och utbyten, men några drastiska förbättringar
är knappast längre att vänta, därtill är
ventilerna redan alltför fulländade. En viss
standardisering av storlekarna är på väg. De
största normala enheterna torde hålla sig vid ca
250 A, men det är möjligt, att även enheter på
500 A kommer i produktion.
Försök med andra halvledarmaterial, t.ex.
GaAs och SiC, för att få fram enheter för högre
temperaturområden rapporteras. Det är ännu
tveksamt, om de eventuella vinsterna kan bli
så stora.
Dioder för medelstora och små effekter
produceras i dag i mycket stor volym. Dessa
dioder har utvecklats i ett otal varianter med olika
effektgränser, spärrspänningar,
frekvensgränser och kapslingstyper etc. En tendens till
standardisering gör sig dock allt starkare gällande
även liär, och därvid spelar det internationella
standardiseringsarbetet en påtaglig roll.
De allmänna utvecklingstendenserna kan
sammanfattas på följande sätt:
Spärrspänningarna drivs ytterligare i höjden.
Man siktar för specialfall av Si-dioder på typer
för 10 kV. Liksom i fråga om kraftdioderna
strävar man efter enheter med ännu lägre
ledförluster och efter enheter, som skall tåla
väsentligt högre temperaturer. Följande övre
temperaturgränser kan noteras: Ge — 100°, Si —
230°, GaAs — 600°, GaP — 1 000° och SiC över
1 500°C.
För smådioderna söker man vidga
frekvensgränserna genom att framställa tunnare och
jämnare spärrskikt och minska kapacitansen
genom att minska kontaktytorna. Extra snabba
switchdioder framställs med specialdopning,
som ökar rekombinationen och minskar ladd-
TEKNISK TIDSKRIFT 1 962 H. 17 483
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
