CS231493B1

CS231493B1 - Light-controlled electric circuit breaker

Info

Publication number: CS231493B1
Application number: CS833414A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Cimpl; Frantisek Kosek
Original assignee: Zdenek Cimpl; Frantisek Kosek
Priority date: 1983-05-16
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1984-11-19
Also published as: CS341483A1

Abstract

Vynález se týká přerušovače elektrického obvodu, citlivého na světlo, který obsahuje vrstvu Ag a chalkogenidovou vrstvu o složení AsjSjjSey, kde 2,6 é x + yrf8. Činnost přerušovače je řízena vřazením pomocné elektrody, mezi níž a vrstvu Ag se vkládá pomocné napětí.The invention relates to a light-sensitive electrical circuit breaker comprising an Ag layer and a chalcogenide layer of composition AsjSjjSey, where 2.6 é x + yrf8. The operation of the breaker is controlled by the inclusion of an auxiliary electrode, between which and the Ag layer an auxiliary voltage is inserted.

Description

(54) Přerušovač elektrického obvodu ovládaný světlem(54) Light-operated circuit breaker

Vynález se týká přerušovače elektrického obvodu, citlivého na světlo, který obsahuje vrstvu Ag a chalkogenidovou vrstvu o složení AsjSjjSey, kde 2,6 é x + yrf8. Činnost přerušovače je řízena vřazením pomocné elektrody, mezi níž a vrstvu Ag se vkládá pomocné napětí.The present invention relates to a light-sensitive circuit breaker comprising an Ag layer and a chalcogenide layer having the composition AsjSjSey, where 2.6 x + yrf8. The operation of the breaker is controlled by inserting an auxiliary electrode between which an auxiliary voltage is applied between the Ag layer and the Ag layer.

Obr. 1Giant. 1

Vynález se týká fotocitllvého prvku, schopného přerušit elektrický obvod, případně vyvolat další operaci v závislosti na obvodu, do kterého je tento fotoelektrický prvek vložen.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a photoconductive element capable of interrupting an electrical circuit or of causing further operation depending on the circuit into which the photoelectric element is inserted.

Dosud není znám fotocitlivý prvek, který by zvýšil v závislosti na době osvětlení elektrický odpor o mnoho řádů tak, že by byl schopen přerušit elektrický obvod.There is not yet known a photosensitive element that would increase the electrical resistance by many orders of magnitude depending on the illumination time so that it would be able to interrupt the electrical circuit.

Uvedený nedostatek řeší přerušovač elektrického obvodu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje vrstvu Ag a chalkogenidovou vrstvu o složení As₂S_xSey, kde 2,6 4 _x + y Λ 8₍ přičemž vrstva Ag vlivem osvětlení difunduje do chalkogenidové vrstvy a tím přerušuje elektrický obvod.This drawback is solved by the circuit breaker according to the invention, which consists of an Ag layer and a chalcogenide layer of the composition As ₂ S _x Sey, where 2.6 4 _x + y Λ 8 ₍ the Ag layer diffuses into the chalcogenide layer under illumination thereby interrupting the electrical circuit.

Přerušovač elektrického obvodu může obsahovat pomocnou elektrodu, mezi níž a vrstvu Ag je vkládáno pomocné napětí, kterým je činnost přerušovače řízena.The circuit breaker may include an auxiliary electrode between which an auxiliary voltage is applied between and the Ag layer to control the operation of the circuit breaker.

Vlastní provedení přerušovače elektrického obvodu spočívá v tom, že na pevnou průhlednou či neprůhlednou podložku je vakuově napařena či jinou vhodnou technologií nanesena tenká chalkogenidové vrstva o složení As₂S_x nebo As₂Se_x nebo As₂S_xSe_y, kde 2,6^ x + y^Ě 8 a na ni je vakuově napařena, naprášena či jinou vhodnou technologií nanesena vrstva Ag. Při osvětlení dochází k difúzi stříbra do chalkogenidové vrstvy'· a tím i k přerušení obvodu, do kterého je přerušovač elektrického obvodu zařazen.The actual design of the circuit breaker consists in that a thin transparent chalcogenide layer having the composition As ₂ S _x or As ₂ S _x or As ₂ S _x Se _{y is} applied to a solid transparent or opaque substrate by vacuum vaporization or other suitable technology, where 2.6 x + y ^ ^E 8, and it is vacuum vapor deposited, sputtered, or other convenient technique a layer of Ag. Under illumination, the silver diffuses into the chalcogenide layer, thereby breaking the circuit to which the circuit breaker is incorporated.

Obměna tohoto provedení spočívá v tom, že na pevnou podložku je nejprve nanesena vrstva Ag a na ni chalkogenidové vrstva o složení ^As2^Sx ^{nebo As}2^Sy ^{nebo As}2^Sx^Sey' ^{kde 2,6 A x +} y4 8.A variation of this embodiment is that the solid substrate is first coated with an Ag layer and a chalcogenide layer of ^As 2 ^S x ^{or As} 2 ^S x ^{or As} 2 ^S x ^Se y ' ^{where 2.6 A x +} y 48.

Další obměna spočívá v tom, že na pevné podložce je nanesena pomocná elektroda z materiálu, který do chalkogenidové vrstvy nedifunduje, ná ni vrstva chalkogenidové a konečně vrstva Ag. Rychlost difuzního procesu a tím i doba potřebná k vypnutí obvodu může být řízena pomocným stejnosměrným napětím, vloženým mezi pomocnou elektrodu a vrstvu Ag.A further variation is that on a solid support, an auxiliary electrode is applied from a material that does not diffuse into the chalcogenide layer, then a chalcogenide layer and finally an Ag layer. The speed of the diffusion process, and hence the time required to turn off the circuit, can be controlled by an auxiliary DC voltage interposed between the auxiliary electrode and the Ag layer.

Konstrukce přerušovače elektrického obvodu podle vynálezu a jeho činnost bude vysvětlena na následujících příkladech.The construction of the circuit breaker according to the invention and its operation will be explained in the following examples.

Příkla, d 1Example 1, d 1

Na skleněnou podložku £ je vakuově napařena chalkogenidové vrstva As₂S₂ θ 2_ o tlouštce 1,2 ,um. Na tuto chalkogenidovou vrstvu je napařena vrstva Ag 3 o tlouštce 20 nm /obr. 1/. Pomocí kontaktů 4 je vrstva zapojena do obvodu, který obsahuje zdroj elektromotorického napětí £. Na vrstvu Ag 3, která je polopropustná, dopadá záření. Po době určené intenzitou dopadajícího záření dochází k přerušení elektrického obvodu tím, že vrstva Ag £ pod účinkem záření prodifundujé do chalkogenidové vrstvy 2 a vodivé spojení mezi elektrodami 4 je tak přerušeno.A chalcogenide layer As ₂ S ₂ θ 2 with a thickness of 1.2 µm is vacuum-deposited onto the glass substrate. An Ag 3 layer of 20 nm thickness is vaporized onto this chalcogenide layer. 1 /. By means of the contacts 4, the layer is connected to a circuit comprising an electromotive voltage source 6. The semipermeable Ag 3 layer is exposed to radiation. After a period of time determined by the intensity of the incident radiation, the electrical circuit is broken by expanding the Ag layer under radiation into the chalcogenide layer 2 and breaking the conductive connection between the electrodes 4.

Příklad 2Example 2

Na skleněnou podložku 1 je napařena vrstva Ag 3 o tlouštce 50 nm, na tuto vrstvu je napařena chalkogenidová vrstva o složení As₂S₃ 6 /obr. 2/. Pomocí kontaktů £ je vrstva Ag £ zapojena do obvodu, který má být po určité době osvětlení přerušen.A 50 nm Ag 3 layer is vaporized onto the glass substrate 1, a chalcogenide layer having the composition As ₂ S ₃ 6 is vaporized onto this layer. 2 /. By means of the contacts 8, the layer Ag 6 is connected to a circuit that is to be interrupted after a certain period of illumination.

Příklad 3Example 3

Difuzní proces, kterým je narušováno vodivé spojení mezi elektrodami 4_ může být zpomalován nebo zrychlován pomocí napětí vkládaného mezi vrstvu Ag 3 a pomocnou elektrodu £. Uspořádání přerušovače je patrné z obr. 4. Na skleněnou podložku £ je nanesena pomocná elektroda 7 z AI. Na ni chalkogenidové vrstva o složení As₂S₂ gSe_{Q 2} 8 o tlouštce 1,5 <um a konečně vrstva Ag 3 o tlouštce 15 nm. Mezi jednu z elektrod 4_ a pomocnou elektrodu £ je vloženo napětí pomocného zdroje £. Je-li potenciál pomocné elektrody £ záporný vůči vrstvě Ag £, do3 chází k výraznému zrychlení difuzního procesu a tím i ke zkrácení doby potřebné k přerušení obvodu při dané intenzitě osvětlení. Naopak, při záporném potenciálu vrstvy Ag 2 vůči pomocné elektrodě 7 dochází ke zpomalení difuzního procesu a tím i k prodloužení doby nutné k roz rušení vrstvy Ag 2·The diffusion process by which the conductive connection between the electrodes 4 is disrupted can be slowed or accelerated by the voltage applied between the Ag 3 layer and the auxiliary electrode 6. The arrangement of the interrupter is shown in FIG. 4. An auxiliary electrode 7 of A1 is applied to the glass substrate 4. A chalcogenide layer having the composition As ₂ S ₂ gSe _{Q 2} 8 with a thickness of 1.5 µm and finally an Ag 3 layer with a thickness of 15 nm. Between one of the electrodes 4 and the auxiliary electrode 6 is applied the voltage of the auxiliary power source 6. If the potential of the auxiliary electrode 6 is negative with respect to the Ag layer, there is a significant acceleration of the diffusion process and thus a shortening of the time required to interrupt the circuit at a given illumination intensity. On the contrary, with the negative potential of the Ag 2 layer relative to the auxiliary electrode 7, the diffusion process is slowed down and thus the time required to break down the Ag 2 layer is prolonged.

Pomocnou elektrodu je též možno zhotovit průhlednou, např. z SnO.. a osvětlení provádět tak, že světlo prochází skleněnou podložkou, pomocnou elektrodou, chalkogenidovou vrstvou a dopadá na vrstvu Ag.The auxiliary electrode can also be made transparent, e.g., from SnO, and the illumination can be effected by passing light through the glass substrate, the auxiliary electrode, the chalcogenide layer and impinging on the Ag layer.

S výhodou lze užít též konstrukce, při níž pomocná elektroda Ί_ nahrazuje skleněnou podložku 2· Může být pak tvořena AI deskou, yrstva Ag 2/ přes kterou jev .tomto případě přerušovač elektrického obvodu osvětlován, je polopropustná.Advantageously, it is also possible to use a structure in which the auxiliary electrode pod replaces the glass substrate 2. It may then consist of an Al plate, a layer of Ag 2, through which the circuit breaker is illuminated in this case, and is semipermeable.

Přerušovač elektrického obvodu podle vynálezu představuje elektronický prvek, který může být využit v řadě aplikací. Kromě jiného umožňuje přerušení elektrického obvodu při dosažení určité dávky světelné energie, spolehlivě funguje v širokém oboru vlnových délek.The circuit breaker according to the invention is an electronic element that can be used in a variety of applications. Among other things, it enables the interruption of the electrical circuit when a certain amount of light energy is reached, and reliably operates in a wide wavelength range.

Je výrobně nenáročný, lze ho.připravovat v miniaturním provedení, kdy plocha aktivní oblasti —4 2 může být menší než 10 mm i v provedení velkoplošném, kdy vrstvou Ag mohou protékat proudy řádově ampéru. V miniaturním provedení lze při vhodném zapojení užít uvedeného prvku i jako paměťového členu.It is easy to manufacture and can be prepared in a miniature version, where the area of the active area - 42 2 can be smaller than 10 mm even in a large-area design, where currents of the order of amperes can flow through the Ag layer. In a miniature embodiment, the element can also be used as a memory member when properly connected.

V závislosti na Intenzitě osvětlení lze při dané tloušťce jednotlivých vrstev měnit dobu přerušení obvodu ve velmi širokých mezích /obr. 4a, b/.Depending on the intensity of the illumination, the break time of the circuit can be varied within very wide limits at a given thickness of the individual layers / fig. 4a, b /.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A light-operated electric circuit breaker, characterized in that it comprises an Ag (3) layer and a chalcogenide layer (2) of the composition Α823 _χ δβ ^, where 2,6 x + y ^ S.

2. The electric circuit breaker according to claim 1, characterized in that it comprises an auxiliary electrode (7) between which an auxiliary voltage is applied between the Ag layer (3).