143089. lajstromszámú szabadalom • Feszültségátalakító eszköz
ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 143.089. SZÁM 21. a'. 18-20. OSZTÁLY — Ee—373. ALAPSZÁM Feszültségátalakífá esskös Egyesült Izzólámpa és Villamossági rí., Budapest. Megjelent: 1956. június ho 1-en ___________________ A hejek-ntő által megnevezett feltaláló: V A bejelentés napja: Feszültségátalakító, iU. feszültségerősítő berendezések létesítésénél ismeretes az a megoldás, hogy az elektromos-mechanikus mennyiségek egymásbaalakításának. i33. egymás által való befolyásolásának lehetőségét használják fel. Ismeretes pl. olyan készülék, amelynél a felerősítendő elektromos feszültség egy szénmikrofon membránját mozgatja és ezzel a mikrofon áramkörében nagyobb feszültségváltozást létesít. Az ilyen berendezések, alapvető hibája volt azonban a magas zajnívó. aminek főoka az. hogy a részecskék nem állandóan érintkeznek egymással, és a kontaktus megszakadása, vagy új kontaktus létrehozása állandóan ismétlődő villamos kisülésekkel jár. Ehhez járul mint további hiba az. hogy a két átalakítóberendezés mindegyike bonyolult mechanikai szerkezet, amely saját rezonanciákkal bír és ezzel az átvitelt, különösen pedig a magasfrekvenciák átvitelét torzítja. Jelen találmányunk tárgya olyan feszültségátalakító. ill. feszültségerősítő eszköz, amely a fenti hátrányoktól nagy részben mentes, amennyiben elektromos-mechanikus átalakító gyanánt piezoelektromos kristályt, vagy hasonló tulajdonsággal bíró kerámiai testet alkalmaz, amelyben tehát villamos feszültség hatására mechanikai erő keletkezik és ez egy elektromos áramköri ellenállás értékét befolyásolja, és azzal van jellemezve, hogy’ mechanikai-elektromos vezérlésre pedig egyenin»nyító félvezetőt használ fel, amelynek fémosúecsal való érintkezése a piezokristályra helyezett elektromos feszültség hatására keletkezett nyomásváltozss következtében valamelyik irányú ellenállását változtatja. Mint ismeretes, a piezoelektromos jelenség lényégé az, hogy a piezoelektromos elemben elektromos feszültség hatására ezzel arányos mechanikai erő keletkezik, amely azonban nemcsak a piezoelektromos elemre, hanem minden ezzel mechanikusan párhuzamos kapcsolásban levő elemre is hal. Ha gondoskodunk arról, hogy ez az erő közvetlenül, vagy mechanikai átvi felezéssel hasson egy félvezető-egyenirányítónak kristály és fémtü közötti kontaktusára, ezzel biztosítottuk, hogy az áram. különösen pedig a záróirányban folyó áram. alkó Jván Péter mérnök, budapesti iako». 1953. jani::; 13. értékében olyan ingadozások lépjenek fel, amelyek kellő méretezés esetében arányosak a hatóerővel és így7 a feszültséggel is. A kellő méretezés lényege az, hogy a tünyomás az egyenirányítóknál megszokott nyomásnál lényegesen kisebb, a nyomás változó komponense pedig — ami a kristály rezgéséből származik — az állandó tűnyomásnál lényegesen kisebb legyen. A találmány egyik peldaképpeni kiviteli alakját az 1. ábra mutatja be. Itt (1) a hasábalakú piezoelektromos elem. amelynek (6, 7) oldalai fémmel vannak bevonva. Ha ezen oldalak közé feszültséget helyezünk, a kristály deformálódik, megváltozik az oldallapokkal párhuzamos mérete. Mivel a kristály egyik oldala a (2) befogás által mereven rögzítve van. a hosszat megváltoztatni kívánó erő elsősorban a kristály másik oldalán található (31 iemcsúcsnak a (4! félvezetőre gyakorolt és a (2) befogás, valamint az (5) alap közötti (8) merevités foly'tán egyébként meghatározott nyomását változtatja. Ennek folytán változik az egyenirányító kristályon átfolyó áram nagysága is. A hatás egyébként akkor is bekövetkezik, ha a (2> befogás nem tökéletesen merev. Ebben az esetben a befogás rugalmassága természetesen csökkenti a (3) és C2D között kifejtett erőt. A példaképpen-! ábránk a találmánynak csupán elvi megvilágítására szolgál. Találmányunk azonban számos kiviteli alakra kiterjed. így pl. lehet a félvezető kristály csak két érintkezővel ellátott, de olyan félvezető kristályt is alkalmazhatunk, amely legalább három érintkezővel bír, (ú. n. tranzisz tor). Ebben az esetben a piezoelektromos kristály célszerűen a félvezető kristálynak pl. csak egy érintkezését befolyásolja éspedig oly módon, hogy az érintkezés helye ill. pl. két érintkező egymástól való távolsága a piezokristályban fellépő mechanikai erő nagyságától függően változik, és ezzel együtt a félvezetővel létesíthető áramkörök közül legalább egyben az áram értéke változik. Két érintkező távolsága pl. úgy változhat, hogy az egyik tűalakú érintkezőt a piezo-elemben keletkező erő emelőszerű áttételen keresztül elmozdítja.
