WikiDer > Kupferoxid-Gleichrichter

Koperoxidegelijkrichter
Charakteristisch

EIN Kupferoxid-Gleichrichter, ebenfalls Metallgleichrichter, ist ein veraltetes, nicht mehr verwendetes Gleichrichter basierend auf dem Halbleitergeleid Kupfer(I)oxid (Kupfer). Die Bezeichnung als Metallgleichrichter wurde damals auch zur Unterscheidung von elektrolytischen Gleichrichtern verwendet. Sie gehören zu den ersten industriell eingesetzten Halbleitern.

Geschichte

Kupferoxid-Gleichrichter wurden ab etwa 1925 kommerziell hergestellt. Bei Anwendungen mit höherer Leistung wurden sie bald durch die . ersetzt Selendiode, später von der Germanium- und der Siliziumdiode. Bis in die 1950er Jahre wurden sie noch in Messkreisen eingesetzt, heute werden sie nicht mehr verwendet.

Struktur

Struktur

Ein einzelnes Kupferoxidelement besteht aus einer einseitig mit Kupfer(I)oxid plattierten Kupferplatte mit einem Durchmesser von 1 bis ca. 40 mm je nach gewünschter Strombelastung. Mehrere solcher Platten werden durch Stapeln, über Kontaktfedern oder dazwischenliegende Blei- oder Zinkscheiben in Reihe geschaltet oder zu einem Brückengleichrichter gebildet.

Benutzen

Einer der Vorteile des Kupferoxid-Gleichrichters ist seine geringe Durchlassspannung von 0,2-0,35V.[1] Aus diesem Grund wurden sie bis Mitte des 20. Jahrhunderts als Gleichrichter in Messkreisen für Wechselstrom, speziell für Messungen mit a Drehspulmesser.[2] Auch die hohe Unempfindlichkeit gegenüber Überlast spielte eine Rolle im Vergleich zu den in den 1950er Jahren erhältlichen Germaniumdioden. In den Folgejahren wurden Metallgleichrichter für Messzwecke ersetzt durch Schottky-Dioden auf Siliziumbasis.

Der Innenwiderstand eines Kupferoxid-Elements in Stromrichtung liegt zwischen 3 Ω und 30 Ω bei typischen Stromdichten von ca. 100 mA/cm 2, so dass für größere Strömungen große Flächen benötigt werden. Die geringe Sperrspannung erfordert Kaskadenschaltungen. So wurden für höhere Spannungen bei einem Strom von mehreren mA häufig Kunststoffrohre verwendet, die mit mehreren gestapelten kreisförmigen Kupferoxidelementen gefüllt waren.

Der Sperrstrom eines Kupferoxid-Elements ist relativ groß und stark temperaturabhängig.[3]

  • Kupferoxid-Gleichrichter (links) im Multimeter „Multizet“

  • Separater Metallgleichrichter in einem Brückenschaltung

  • Komponenten des Kupferoxid-Gleichrichters: Oxidbeschichtete Kupferscheiben, dunkle Scheiben pertinax die Federn isolieren

  • Kupferoxid-Gleichrichter für ca. 0,5 A / 12 V

Literatur

  • Karl Maier, Trockengleichrichter, Theorie, Aufbau und Anwendung, Verlag von R. Oldenbourg, 1938, Berlin

Quellen

  1. ↑Helmut Nieke, ber die Halbleitereigenschaften des Kupferoxyduls. XV. Kupfer-Oxydul-Gleichrichter aus einkristallinem Kupfer. In: Annalen der Physik. Band 478, Nr. 5-6, 1969, S. 244–250, doi:10.1002/andp.19694780505.
  2. ↑Handbuch für HF- und Elektroingenieure ("Bartsch"), Band II, Seite 130 ff.
  3. ↑http://www.imn.htwk-leipzig.de/~lueders/informatik/lehrinhalte/b16_halbleiterdioden.pdf