Rectificador de metal - Metal rectifier
Un rectificador de metal es un tipo temprano de rectificador de semiconductor en el que el semiconductor es óxido de cobre o selenio . Fueron utilizados en aplicaciones de potencia para convertir la corriente alterna a corriente continua en dispositivos tales como radios y cargadores de baterías . Westinghouse Electric fue uno de los principales fabricantes de estos rectificadores desde finales de la década de 1920, con el nombre comercial Westector (ahora utilizado como nombre comercial para un dispositivo de disparo por sobrecorriente por Westinghouse Nuclear).
En algunos países, el término "rectificador de metal" se aplica a todos estos dispositivos; en otros, el término "rectificador de metal" normalmente se refiere a tipos de óxido de cobre, y " rectificador de selenio " a tipos de hierro y selenio.
Descripción
Los rectificadores de metal consisten en discos en forma de arandela de diferentes metales, ya sea de cobre (con una capa de óxido para proporcionar la rectificación) o de acero o aluminio , chapados con selenio . Los discos a menudo están separados por manguitos espaciadores para proporcionar enfriamiento.
Modo de operación
El principio de funcionamiento de un rectificador metálico está relacionado con los rectificadores semiconductores modernos ( diodos Schottky y diodos p – n ), pero algo más complejo. Tanto el selenio como el óxido de cobre son semiconductores, en la práctica dopados por impurezas durante la fabricación. Cuando se depositan sobre metales, se esperaría que el resultado sea una unión simple metal-semiconductor y que la rectificación sea el resultado de una barrera de Schottky . Sin embargo, este no es siempre el caso: el científico S. Poganski descubrió en la década de 1940 que los mejores rectificadores de selenio eran, de hecho , uniones semiconductor-semiconductor entre el selenio y una fina capa de seleniuro de cadmio , generada a partir del revestimiento metálico de cadmio y estaño durante el procesamiento. . En cualquier caso, el resultado es que hay una región de agotamiento en el semiconductor, con un campo eléctrico incorporado, y esto proporciona la acción rectificadora.
Rendimiento
En comparación con los dispositivos posteriores de silicio o germanio, los rectificadores de óxido de cobre tendían a tener poca eficiencia y la clasificación de voltaje inverso rara vez era superior a unos pocos voltios. Se necesitaría usar varios discos rectificadores en serie para proporcionar una cifra adecuada de voltaje de ruptura inversa: un puente rectificador para un cargador de batería de 12 V a menudo usaría 12 rectificadores de metal. Los rectificadores de selenio eran generalmente más eficientes que los tipos de óxido de metal y podían manejar voltajes más altos. Sin embargo, se requirió mucha más habilidad para su construcción.
Aplicaciones
Receptores de radio
Los rectificadores de metal también se utilizaron como diodos detectores de envolvente (demodulador de AM) en receptores de radio. El WX6 Westector fue un ejemplo típico. Tenía aproximadamente el tamaño y la forma de una batería AAA , con postes roscados en cada extremo a los que se realizaban las conexiones.
Los rectificadores de selenio alguna vez se utilizaron ampliamente como rectificadores de alta tensión en aparatos de radio y televisión sin transformador, antes de que estuvieran disponibles los diodos de silicio más baratos. Aunque eran razonablemente eficientes en esta aplicación (al menos en comparación con los rectificadores de tubo de vacío), su resistencia interna tendía a aumentar a medida que envejecían. Además de reducir el alto voltaje disponible , esto tiende a hacer que se calienten más, produciendo un olor desagradable a medida que el selenio comienza a evaporarse.
Televisores y fotocopiadoras
Los rectificadores de selenio especialmente diseñados alguna vez fueron ampliamente utilizados como rectificadores EHT en televisores y fotocopiadoras. Se aplicó una capa de selenio a una hoja de lámina de hierro suave, y se perforaron miles de pequeños discos (típicamente de 2 mm de diámetro) y se ensamblaron como "pilas" dentro de tubos de cerámica. De esta manera se podrían fabricar rectificadores capaces de suministrar decenas de miles de voltios. Su resistencia interna era extremadamente alta, pero la mayoría de las aplicaciones de EHT solo requerían unos pocos cientos de microamperios como máximo, por lo que normalmente esto no era un problema. Con el desarrollo de rectificadores de silicio de alto voltaje económicos, esta tecnología ha caído en desuso.
Electrólisis
Los rectificadores de metal han sido reemplazados por diodos de silicio en la mayoría de los dispositivos, sin embargo, hay ciertas aplicaciones en las que el reemplazo de rectificadores de metal por unidades de silicio ha demostrado ser poco práctico. Estos se encuentran principalmente en galvanoplastia , fundición de aluminio y aplicaciones industriales similares de alta corriente y bajo voltaje, donde la caída de voltaje directo más baja de los rectificadores de metal es más importante que su voltaje de ruptura inverso .
Muchas unidades de transformador-rectificador (" Rectiformer ") diseñadas específicamente para este propósito se diseñaron específicamente en torno a las características de los rectificadores de metal, y sustituir los rectificadores de silicio requeriría reemplazar el conjunto completo. Como es el caso de muchos otros procesos industriales, a menudo es considerablemente más barato y más conveniente pagarle a alguien para que fabrique rectificadores de metal "heredados" de reemplazo que para reemplazar el rectificador. Por lo tanto, los rectificadores de metal todavía se fabrican en pequeñas cantidades en la actualidad.
Referencias
enlaces externos
- Rectificador utilizado como demodulador AM
- Cougar Electronics: ejemplo de fabricante de rectificadores de selenio "heredado"
- El rectificador de óxido de cobre Este documento analiza la historia del rectificador de óxido de cobre y, en particular, el uso del cobre chileno en su fabricación; También se analiza la catástrofe del talio que sobrevino a la fabricación de rectificadores de selenio.