162129. lajstromszámú szabadalom • Memóriával rendelkező szimmetrikusan vezetőképes áramkapcsoló félvezető eszköz

5 162129 6 kozó árammal, amelyet a terhelőellenállás által meghatározott felső küszöbérték feletti váltakozó feszültség szolgáltat, amely váltakozó feszültséget a záró állapot bekövetkezése után lecsökkentünk. Ha az alkalmazott váltakozó feszültség a felső küszöbérték felett van, a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz módosult vezető állapotba kerül, amelyben az áramvezetés az alkalmazott váltakozó feszültség nulla pontjainak közelében pillanatszerűen megszakad, és amikor az alkalmazott váltakozó feszültséget az alsó küszöbérték alá csökkentjük, a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz azonnal záró állapotába kerül, és ebben az állapotában még akkor is megmarad, ha a váltakozó feszültséget megszüntetjük. A memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszközt innét tartósan vezető állapotába helyezhetjük legalább küszöbértéknyi egyenfeszültség alkalmazásával. A memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz azáltal is tartósan vezető állapotába helyezhető, hogy ha olyan áramkörbe kapcsoljuk, amelynek nagy soros terhelőellenállása van, és egy alsó küszöbérték feletti váltakozó feszültséget alkalmazunk. Ha az alkalmazott váltakozó feszültséget csökkentjük, vagy megszüntetjük, az eszköz vezető állapotában fog maradni. Záró állapotába helyezhető a terhelőellenállás által meghatározott felső küszöbérték feletti váltakozó feszültségből eredő váltakozó áram alkalmazásával, majd pedig a váltakozó feszültségnek az alsó küszöbérték alá történő csökkentésével. A memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz vezető állapota, amennyiben azt a felső küszöbérték feletti váltakozó feszültség alkalmazása idézte elő, módosult vezető állapot, amelyben az áramvezetés az alkalmazott váltakozó feszültség nulla pontjainak közelében megszakad, és mindezeknek a pillanatnyi megszakításoknak az időtartama az alkalmazott váltakozó feszültség értékének függvénye lehet. Ha az alkalmazott váltakozó feszültséget az alsó küszöbértékig csökkentjük, a módosult áramvezetés megszakad, és az eszköz záró állapotában marad. Amikor a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz a váltakozó feszültség felső és az alsó küszöbértékei között vezet, akkor az átlagosan áthaladó áramot az alkalmazott váltakozó feszültségnek az említett küszöbérték közötti modulálásával változtathatjuk. Úgyszintén, amint az alkalmazott váltakozó feszültség frekvenciáját csökkentjük, a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz igyekszik megmaradni vezető állapotában, és az alkalmazott váltakozó feszültség alsó küszöbértéke, amelynél a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz vezető állapotából záró állapotába változik, ennek megfelelően csökkentett lesz. így a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető anyagú, memóriával rendelkező áramkapcsoló eszközök alapjában véve pillanatszerűén változtathatók záró állapotból vezető állapotba, illetve vezető állapotból záró állapotba, ha megfelelő villamos tér hat rájuk. Amint azt az előzőekben kifejtettük, az összes találmány szerinti eszköznek záró állapotából vezető állapotába való változását létre lehet hozni legalább küszöbértéknyi villamos feszültséggel. A kapcsoló eszköznek vezető állapotából záró állapotába, alapjában véve pillanatszerű változását létrehozó villamos feszültség lehet kis egyen- vagy váltakozó feszültség, amelyet kis ellenálláson keresztül alkalmazunk, hogy nagy áramerősséget szolgáltasson. Az árammegszakító eszköznek vezető állapotából záró állapotába való, lényegében pillanatszerű változását létrehozó villamos jel az áramerősség olyan növekedése lehet, amelyet a terhelőellenállásnak a kritikus érték alá történő csökkenése okoz. A memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköznek vezető állapotából záró állapotába történő alapjában véve pillanatszerű változását az egyik esetben áramlökés vagy váltakozó áram, más esetben pedig az alkalmazott váltakozó feszültségnek az alsó küszöbérték alá történő csökkentése hozza létre. Feltehető, hogy a záró és a vezető állapotok közötti reverzibilis változásokat az eszközökben a belső termondinamikai viszonyok változása hozza létre (pl. hőmérséklet, villamos tér, kémiai összetétel és/vagy fázis). A találmány szerinti memóriával rendelkező eszközök félvezető anyagait, amelyek kis ellenállású vagy vezető állapotukban maradnak anélkül, hogy fenntartó áramra lenne szükségük, mint pl. a kapcsoló árammegszakító eszközök, valamint a memóriával rendelkező mechanizmus típusú eszköz, a továbbiakban mint memória-típusú félvezető anyagokat említjük. Az említett villamos jellemzők és áramkapcsoló funkciók számos különböző félvezető anyaggal elérhetők. A félvezető anyagok néhány példáját a továbbiakban tárgyaljuk. A találmány szerinti áramkapcsoló eszközök további tulajdonsága, hogy az alkalmazott feszültségnek a küszöbérték fölé történő emelése a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszköz vezető ellenállásának csökkentése irányában hat; és hogy az alkalmazott egyenvagy váltakozó feszültség, ill. áram növelése a kapcsolóeszközben és az áramerősség növelése az áramniegszakító eszközben az ilyen eszközök vezető helyzetéből záró helyzetébe való változáshoz szükséges érték fölé, tovább növeli az említett eszközök záró ellenállását. Ily módon az eszközök vezető és záró ellenállásértékei bizonyos határokon belül szabályozhatók és előre meghatározhatók. 55 A találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető anyagú áramkapcsoló eszközök rendelkeznek hőmérsékletellenállás együtthatóval; az; eszközök hőmérsékletének csökkenésével megnövekedik a záró ellenállás értéke, és az eszkö-60 zök záró állapotából vezető állapotába való kapcsolásához használt feszültség küszöbértéke. Például egy, a találmány szerinti eszköznek szobahőmérsékleten kb. 300 000 ohmos záró ellenállása van, a folyékony nitrogén hőmérsékletén 65 pedig lényegében 500 000 000 ohmos záró ellen-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3