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

162130 5 6 dául egy, a találmány szerinti eszköznek szobahőmérsékleten kb. 300 000 ohmos záró ellenállása van, a folyékony nitrogén hőmérsékletén pedig lényegében 500 000 ohmos záró ellenállással rendelkezik. Ily módon a záró ellenállási értékek és az alkalmazott feszültség küszöbértékek az eszközök hőmérsékletének érésére használhatók fel (minél nagyobb az eszközök hőmérséklete, annál kisebbek a küszöbértékek), és ezek az értékek előre meghatározhatók, ill. megválaszthatok az eszközök hőmérsékletének szabályozásával. Minthogy az eszközök külső hő hatására is átkapcsolhatok, különösen előnyös az eszköznek mérőátalakítóként való alkalmazása. Mindazonáltal a szokásos áramkapcsoló alkalmazásokban a környezetben található szokásos hőmérsékleti változások alapjában véve semmi hatással sincsenek a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszközök — amelyek különösen előnyösen alkalmazhatók ilyen szokásos hőmérsékleti körülmények között — fentebb leírt működésére. Mivel a nagy energiájú, váltakozó áramú terhelőáramkörök „kapcsolása" nagy jelentőséggel bír, és egyrétegű szilárd halmazállapotú félvezető észközökkel — szemben a többrétegű, p—n átmenetekkel rendelkező diódákkal — mindeddig nem sikérült megoldani, a további vizsgálódás főleg az ilyen váltakozó áramú működésre irányul, noha magától értetődik, hogy a megfelelő eszközök általában alkalmazhatók nagy energiájú egyenárammal terhelt áramkörökhöz és kis energiájú váltakozó árammal és egyenárammal terhelt áramkörökhöz is. Az eddig ismert szilárd halmazállapotú félvezető anyagú áramkapcsoló eszközök általában egyenáramú villamos áramkörök kapcsolására, ill. váltakozóáram egyenirányítására szolgáló típusok voltak. Ezek az eszközök alapvetőé^ egyenáramú villamos áramköri és egyenirányító alkatrészek. A félvezető technika erőfeszítései mindeddig túlnyomórészt és alapvetően arra irányultak, hogy alapjában véve tiszta félvezető anyagokat (néhány esetben bemért kismennyiségű szennyezőkkel) hozzanak létre ilyen egyenáramú villamos áramköri és egyenirányító alkatrészek számára. Nagy erőfeszítéseket tettek abban az irányban is, hogy a minimumra csökkentsék, ill. kiküszöböljék a félvezető anyagok strukturális változásait, továbbá a rekombinációs centrumokat, ill. hibahelyeket, különös tekintettel a félvezető eszközök felületein, ill. belső felületein jelentkező ilyen tökéletlenségekre vagy rekombinációs centrumokra, ill. hibahelyekre, minthogy ezek eddig káros hatást gyakoroltak ezekre a félvezető eszközökre. Mindazonáltal e találmánnyal kapcsolatban kitűnt, hogy azok a szilárd halmazállapotú félvezető eszközök, amelyek működés közben szerkezetileg megváltozhatnak, amelvek nagvmértékben szennyezették és amelyekben — különö sen nagy ellenállású, ill. záró állapotukban — teljes terjedelmükben, felületeiken, ill. belső felületeiken a töltéshordozók mozgását akadályozó nagyszámú hibahely vagy rekombinációs centrum, ill. csapda van (amelyeket a következőkben összefoglalóan áramhordozókat fékező szórócentrumoknak nevezünk), a fentebb leírt 5 villamos jellemzőkkel rendelkeznek, és képesek nagy energiájú terhelt villamos áramkörök — beleértve a váltakozóáramú terhelt áramköröket is — kapcsolódására a terhelt és terheletlen állapot között a fentebb leírt módokon. Ügy vél-10 jük, hogy a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető anyagoknak ezek a szerkezeti változásai és szennyeződései, ill. hibahelyei vagy rekombinációs centrumai vagy tökéletlenségei; valamint áramhordozói az előbb említett villa-15 mos terekkel befolyásolhatók abból a célból, hogy a fentebb leírt villamos jellemzők és működési módok — amelyeket az eddig ismert, egyenáramú villamos áramköri és egyenirányító alkatrészekhez használt szilárd halmazállapotú 20 félvezető eszközökkel nem sikerült elérni — létrejöjjenek. Ahol kristályos félvezető anyagokat használunk fel a memória nélküli eszközben, tekintettel kell lennünk a tisztaságra, hogy nagy ellenállást érhessünk el a záró állapotban. Eb-25 ben az esetben, éppúgy mint az amorf anyagokat felhasználó eszközök esetében, meg kell akadályoznunk potenciálfal és p—n átmenetek képződését. Ezek a felismerések és megfontolások ugyancsak fontos területét és tárgyát képezik a 30 találmánynak. Azáltal, hogy megfelelő szilárd halmazállapotú félvezető anyagokat használunk fel, beállíthatók az áramkapcsoló eszköz kívánt villamos jellem-35 zői: az eszköz áramzáró és áramvezető képessége, az elektromos tér azon küszöbértéke, amelynél az eszköz alapjában véve pillanatszerűen változik záró állapotából vezető állapotába, valamint a villamos tér azon értéke, amelynél a 40 mechanizmus típusú eszköz alapjában véve pillanatszerűen változik vezető állapotából záró állapotába. Például a szilárd halmazállapotú félvezető anyag lehet bármely fém, félfém, intermetalli-45 kus vegyület, vagy félvezető telluridja, szelenidje, szulfidja, vagy oxidja, továbbá ezek szilárd oldatai vagy keverékei. Különösen jó eredmény érhető el tellur, vagy szelén felhasználásával. Ezek a szilárd halmazállapotú félvezető anyagok 50 megfelelően vannak kiválasztva és megfelelően kezelhetők az áramhordozókat fékező szóró centrumok kialakítása céljából; néhány sajátos példát részletezünk a későbbiekben. A találmány szerinti áramkapcsoló eszközök szilárd halmaz-55 állapotú félvezető anyagai megfelelően vannak kiválasztva és megfelelően kezelhetők az áramhordozókat fékező szóró centrumok kialakítása céljából; néhány sajátos példát részletezünk a későbbiekben. A találmány szerinti áramkap-60 csoló eszközök szilárd halmazállapotú félvezető anyagai nem egyenirányító jellegűek, lehetnek p-, ül. n-típusúak. A szilárd halmazállapotú félvezető anyagok ú<jv választhatók meg, hogy olyan intramoleku-65 láris sáv-struktúrát érjünk el, amelyben — nem-3