Селеновый выпрямитель

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

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

УстройствоПравить

 

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 и селенидом кадмия образуется p-n-переход. Для улучшения свойств селеновые пластины подвергают электрической формовке путём длительного приложения постоянного напряжения в обратном направлении.

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

ПараметрыПравить

По многим параметрам и свойствам селеновые выпрямители уступают кремниевым и германиевым диодам. Однако, они намного превосходят их в радиационной стойкости, и обладают уникальной особенностью самовосстановления: при пробое, в месте пробоя слой селена выгорает и при этом не образуется короткого замыкания.

• Максимальная допустимая плотность тока в прямом направлении не превышает для селеновых выпрямителей 100—200 мА/см². Для выпрямления больших токов применяется простое параллельное соединение пластин, допустимо параллельное подключение без токоуравнивающих резисторов.
• 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. В отличие от кремниевых и германиевых диодов, применение выравнивающих напряжение резисторов не нужно.
• 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.

Для выпрямления более высокого напряжения селеновые выпрямители собирают в столбы. Например, выпрямитель 15ГЕ1440У-С состоит из 1440 селеновых пластин в одном корпусе и может работать при напряжении до 40 кВ.

Площадь пластин, выпускаемых промышленностью выпрямителей составляет 0,1—400 см². Параллельное соединение пластин позволяет получить выпрямленный ток до 500 А (например, выпрямитель 140ГЖ24ЯУ).

 

Селеновый выпрямительный мост

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

Электрические 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.

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.

ЛитератураПравить

• 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.