Pierwsze wykorzystania półprzewodników – prostownik Grondahla

Prąd przemienny dostarczany do naszych domów to nic innego jak ruch elektronów raz w jedną raz w drugą stronę. Jednak niektóre urządzenia do poprawnego funkcjonowania potrzebują takie prądu elektrycznego, w którym elektrony poruszają się tylko w jednym kierunku.

Do zamiany prądu przemiennego na prąd stały wykorzystuje się urządzenia nazywane prostownikami. Jednak na początku rozwoju inżynierii elektrycznej skonstruowanie urządzenia dobrze spełniającego taką funkcję, nie było proste. Kluczowe zastosowanie miały tu lampy elektronowe, które przepuszczały strumień elektronów tylko w jednym kierunku, od katody do anody.

W 1926 roku na rynku pojawiło się urządzenie, które zapoczątkowało rewolucje w dziedzinie techniki zajmującej się prostowaniem prądu elektrycznego. Czymś sensacyjnym w wykonaniu tego urządzenia było to, że nie zawierał ani jednej lampy elektronowej, a mimo to prostował zmienny prąd elektryczny. Był to prostownik zaprojektowany przez Larsa Olaia Grondahla.

Prostownik ten zbudowany był z płytki miedzianej o grubości około jednego milimetra, którą poddawano utlenianiu. W wyniku tego procesu na blaszce wytwarzała się warstwa półprzewodnikowego tlenku Cu2O (tlenek miedzi I) oraz tlenku CuO, który był izolatorem. W wyniku kolejnych procesów chemicznych usuwano warstwę tlenku CuO i do takiego elementu dołączano elektrodę o składzie chemicznym zapewniającym dobry kontakt z Cu2O.

Zasada działania takiego urządzenia opiera się na zjawisku zachodzącym na złączu miedzi oraz tlenku Cu2O. W tym miejscu elektrony były przepuszczane w jednym kierunku, natomiast w drugim już nie.

Powszechnie zainteresowano się tym wynalazkiem, ze względu na wykorzystanie nietypowych materiałów, a mianowicie tlenku miedzi (I). W elektrotechnice powszechnie wykorzystywano materiały o oporze właściwym mniejszym od 10^-4 Ω•cm (przewodniki) i materiały o oporze właściwym większym od 10^10 Ω•cm (dielektryki). Natomiast tlenek miedzi (I) należał do grupy materiałów leżących pomiędzy przewodnikami i dielektrykami, którymi nikt wcześniej w technice się na poważnie nie zajmował.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *