162130. lajstromszámú szabadalom • Memória nélküli szimmetrikusan vezetőképes áramkapcsoló félvezető eszköz

3 162130 4 re benne pl. legalább egy küszöbérték feletti villamos feszültség alkalmazásával, akkor alapjában véve pillanatszerűen megy át záró állapotából vezető állapotába. Az alkalmazott feszültség lehet váltakozó vagy egyenfeszültség, bármilyen polaritása. Bizonyos esetekben a szilárd halmazállapotú félvezető test vezető állapo^ tában marad még akkor is, ha az alkalmazott feszültséget a küszöbérték alá csökkentjük. Az „alkalmazott feszültség" kifejezésen jelen esetben azt a feszültséget értjük, amelyet a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszközt tartalmazó terhelőáramkörre kapcsolunk rá. A találmány szerinti szimmetrikus áramkapcsoló eszköznek vezető állapotában való megmaradásához fenntartó áramra van szüksége, és akkor változik záró állapotába, ha az áram a minimális fenntartó áramérték alá csökken. Az áramkapcsoló eszköz tehát vezető állapotára nézve nem rendelkezik memóriával. A találmány szerinti memória nélküli szimmetrikus áramkapcsoló eszközt a továbbiakban mechanizmus típusú eszköznek nevezzük. A memória nélküli mechanizmus típusú eszköz rendszerint záró állapotában van, és mindig záró állapotába törekszik, de alapjában véve pillanatszerűen változik záró állapotából vezető állapotába azáltal, hogy legalább felső küszöbértéknyi váltakozó vagy egyenfeszültséget alkalmazunk. A mechanizmus típusú eszköz csak akkor marad meg vezető állapotában, ha az alkalmazott feszültséget csak egy minimális fenntartó áramértéket biztosító feszültségértékig csökkentjük. Amikor az áramot ez alá a minimális fenntartó érték alá csökkentjük, akkor alapjában véve pillanatszerűen változik vezető állapotából záró állapotába. A memória nélküli 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, ahol az áram pillanatértéke a minimális fenntartó áramérték alá csökken, 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 állapotába kerül. Amikor a mechanizmus típusú eszköz a váltakozó feszültség felső és alsó küszöbértékei között vezet, akkor az átlagosan áthaladó áramot az alkalmazott váltakozó feszültségnek az említett küszöbértékek közötti modulálásával változtathatjuk. Úgyszintén, amint az alkalmazott váltakozó feszültség frekvenciáját csökkentjük, a mechanizmus típusú eszköz igyekszik megmaradni vezető állapotában, és az alkalmazott váltakozó feszültség alsó küszöbértéke, amelvné! a mechanizmus típusú eszköz vezető állapotából záró állapotába változik, ennek megfelelően csökkentett lesz. Akkor azonban, ha az alkalmazott váltakozó feszültség, amelyet a memóriával nem rendelkező vezető állapotú mechanizmus típusú eszközhöz használunk, a felső és az alsó küszöbérték között van, és egyenáramú előfeszültséget 5 is alkalmazunk, a vezető állapotában levő eszköz ellenállás értéke az előfeszültség értékének megfelelően növekszik. Ha a egyenáramú előfeszültséget megszüntetjük, az eszköz vezető állapotában „visszaemlékszik" erre az ellenállás ér-10 tékre és megtartja azt. Ügy találtuk, továbbá, hogy az alkalmazott váltakozó feszültség miatt módosult vezető állapotában levő mechanizmus típusú eszköz mindaddig vezeti a váltakozó áramot a pillanatnyi váltakozó áram nulla pontjá-15 nak közelében fellépő megszakításokkal, amíg az alkalmazott váltakozó feszültséget az alsó küszöbérték alá nem csökkentjük. Így a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető anyagú, memória nélküli áram-20 kapcsoló eszköz alapjában véve pillanatszerűen változtatható záró állapotból vezető állapotba, illetve vezető állapotból záró állapotba, ha megfelelő villamos tér hat rá. Amint azt az előzőekben kifejtettük, a találmány szerinti eszköznek 25 záró állapotából vezető állapotába való változását létre lehet hozni legalább küszöbértéknyi alkalmazott villamos feszültséggel, vezető állapotából záró állapotába történő alapjában véve pillanatszerű változását pedig az alkalmazott válta-30 kőző feszültségnek olyan értékre való lecsökkentésével, amely nem elegendő a minimális fenntartó áram létrehozásához. Feltehető, hogy a záró és a vezető állapotok közötti reverzibilis változásokat az eszközben a belső termodinami-35 kai viszonyok változása hozza létre (pl. hőmérséklet, villamos tér, kémiai összetétel és/vagy fázis). A találmány szerinti mechanizmus típusú esz-40 közöknek félvezető anyagait, amelyeknek fenntartó áriamra van szükségük ahhoz, hogy megmaradjanak kis ellenállású, vagy vezető állapotukban, a továbbiakban mint mechanizmus-típusú félvezető anyagokat említjük. Az említett 45 villamos jellemzők és kapcsoló funkciók számos különböző félvezető anyaggal elérhetők, és a memória nélküli eszközök esetében kevéssé függenek a félvezető anyagok állapotától, mivel a kapcsoló funkciók kristályos, amorf, sőt még fo-50 lyékony halmazállapotú félvezető anyagokban is létrejöhetnek. A félvezető anyagok néhány példáját a továbbiakban, tárgyaljuk. A találmány szerinti áramkapcsoló eszköz további tulajdonsága, hogy az alkalmazott feszült-55 ségnek a küszöbérték fölé történő emelése a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszköz vezető ellenállásának csökkentése irányában hat. A találmány szerinti szilárd halmazállapotú 60 félvezető anyagú áramkapcsoló eszközök rendelkeznek hőmérsékletellenállás együtthatóval; az eszközök hőmérsékletének csökkenésével megnövekedik a záró ellenállás értéke, és az eszközök záró állapotából vezető állapotába való kap-65 csolásához használt feszültség küszöbértéke. Pél-2