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