सेलेनियम सुधारक(रेक्टीफायर)

सेलेनियम रेक्टिफायर एक प्रकार का धातु सुधारक है, जिसका आविष्कार 1933 में हुआ था। 1960 के दशक के अंत में सिलिकॉन डायोड रेक्टीफायर द्वारा उनका स्थान लेने तक उनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उच्च-वर्तमान बैटरी-चार्जर अनुप्रयोगों के लिए बिजली आपूर्ति में किया जाता था। कुछ ऑटोमोबाइल में अल्टरनेटर (ऑटोमोटिव) का आगमन कॉम्पैक्ट, कम लागत, उच्च-वर्तमान सिलिकॉन रेक्टीफायर्स का परिणाम था। सिलिकॉन उपकरणों से पहले आने वाली सेलेनियम इकाइयों के विपरीत, ये इकाइयाँ अल्टरनेटर केस के अंदर होने के लिए काफी छोटी थीं।

1874 और 1883 के बीच ब्रौन, शूस्टर और सीमेंस द्वारा अन्य अर्धचालकों के बीच सेलेनियम के सुधारात्मक गुण देखे गए। 1876 ​​में एडम्स और डे द्वारा सेलेनियम के फोटोइलेक्ट्रिक और सुधारात्मक गुणों को भी देखा गया था और 1886 के आसपास सी. ई. फिट्स, लेकिन 1930 के दशक तक व्यावहारिक दिष्टकारी उपकरणों का नियमित रूप से निर्माण नहीं किया गया था। पहले के मेटल रेक्टिफायर | कॉपर-ऑक्साइड रेक्टिफायर की तुलना में, सेलेनियम सेल उच्च वोल्टेज का सामना कर सकता है, लेकिन प्रति यूनिट क्षेत्र में कम वर्तमान क्षमता पर।

निर्माण
सेलेनियम रेक्टीफायर्स अल्युमीनियम या इस्पात  चढ़ाना के ढेर से बने होते हैं, जिन पर लगभग 1 माइक्रोमीटर विस्मुट या निकल की परत चढ़ी होती है। हलोजन से डोप की गई सेलेनियम (50 से 60 माइक्रोन) की एक बहुत मोटी परत पतली धातु की परत के ऊपर जमा हो जाती है। फिर सेलेनियम को एनीलिंग (धातुकर्म) द्वारा पॉलीक्रिस्टलाइन ग्रे (हेक्सागोनल) रूप में परिवर्तित किया जाता है। टिन-कैडमियम मिश्र धातु के साथ सेलेनियम की प्रतिक्रिया से कैडमियम सेलेनाइड बनता है और सीडीएसई-एसई  heterojunction  सक्रिय सुधारक जंक्शन है। प्रत्येक प्लेट  पीक उलटा वोल्टेज  में लगभग 20 वोल्ट का सामना करने में सक्षम है। धातु वर्ग, या डिस्क, सेलेनियम डिस्क के लिए बढ़ते स्थान प्रदान करने के अलावा गर्मी सिंक के रूप में भी काम करते हैं। उच्च वोल्टेज का सामना करने के लिए प्लेटों को अनिश्चित काल तक ढेर किया जा सकता है। हजारों लघु सेलेनियम डिस्क के ढेर का उपयोग  टीवी सेट  और फोटोकॉपी मशीनों में उच्च-वोल्टेज रेक्टीफायर के रूप में किया गया है।

प्रयोग करें
सेलेनियम रेक्टीफायर विशेष सुरक्षात्मक उपायों की आवश्यकता के बिना दोहराए जाने वाले महत्वपूर्ण अधिभार का सामना करने में सक्षम हैं। यह आमतौर पर 200,000 ए के तहत इलेक्ट्रोप्लेटिंग रेक्टीफायर और 30 से 100 केवी के बीच चलने वाले इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर में उपयोग किया जाता है रिसीवर (रेडियो) और टेलीविजन रिसीवर ने उन्हें लगभग 1947 से 1975 तक प्लेट वोल्टेज के कुछ सौ वोल्ट प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया। वैक्यूम-ट्यूब रेक्टिफायर में 85% सेलेनियम रेक्टीफायर की तुलना में केवल 60% की क्षमता थी, आंशिक रूप से क्योंकि वैक्यूम-ट्यूब रेक्टीफायर को हीटिंग की आवश्यकता होती है। उच्च-वैक्यूम रेक्टीफायर्स के विपरीत, सेलेनियम रेक्टीफायर्स के पास कोई वार्म-अप समय नहीं है। सेलेनियम रेक्टीफायर्स भी वैक्यूम ट्यूबों की तुलना में सस्ता और निर्दिष्ट करने और स्थापित करने में आसान थे। हालांकि, बाद में उन्हें उच्च दक्षता (उच्च वोल्टेज पर 100% के करीब) के साथ सिलिकॉन डायोड द्वारा बदल दिया गया। सेलेनियम रेक्टिफायर्स में करंट लिमिटर्स के रूप में कार्य करने की क्षमता थी, जो शॉर्ट सर्किट के दौरान रेक्टिफायर की अस्थायी रूप से रक्षा कर सकता है और बैटरी चार्ज करने के लिए स्थिर करंट प्रदान कर सकता है।

गुण
एक सेलेनियम रेक्टीफायर कॉपर-ऑक्साइड रेक्टीफायर के समान आकार का होता है, लेकिन सिलिकॉन या जर्मेनियम डायोड से काफी बड़ा होता है। सेलेनियम रेक्टिफायर्स की रेटिंग और कूलिंग के आधार पर 60,000 से 100,000 घंटे की लंबी लेकिन अनिश्चितकालीन सेवा जीवन नहीं है। रेक्टिफायर लंबे स्टोरेज के बाद रेक्टिफायर विशेषता के कुछ अनफॉर्मिंग दिखा सकता है। प्रत्येक सेल 25 वोल्ट के आसपास एक रिवर्स वोल्टेज का सामना कर सकता है और 1 वोल्ट के आसपास एक आगे वोल्टेज ड्रॉप होता है, जो कम वोल्टेज पर दक्षता को सीमित करता है। सेलेनियम रेक्टीफायर्स की ऑपरेटिंग तापमान सीमा 130 डिग्री सेल्सियस है और उच्च आवृत्ति सर्किट के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

प्रतिस्थापन
सेलेनियम रेक्टिफायर्स की उम्र वांछित से कम थी। भयावह विफलता के दौरान उन्होंने महत्वपूर्ण मात्रा में खराब और अत्यधिक जहरीले हाइड्रोजन सेलेनाइड का उत्पादन किया  कि मरम्मत तकनीशियन को बताएं कि समस्या क्या थी। अब तक सबसे आम विफलता मोड आगे प्रतिरोध में एक प्रगतिशील वृद्धि, आगे  वोल्टेज घटाव  में वृद्धि और सुधारक की दक्षता को कम करना था। 1960 के दशक के दौरान वे  सिलिकॉन सही करनेवाला  द्वारा विस्थापित होने लगे, जिसने कम आगे वोल्टेज ड्रॉप, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता का प्रदर्शन किया।

सेलेनियम डायोड कंप्यूटर लॉजिक
1961 में आईबीएम ने कम गति वाले कंप्यूटर लॉजिक परिवार का विकास शुरू किया जिसमें सिलिकॉन के समान विशेषताओं वाले सेलेनियम डायोड का उपयोग किया गया था, लेकिन लागत एक प्रतिशत से भी कम थी। कंप्यूटर टर्मिनल विकास विभाग कम लागत की मांग कर रहे थे और उन्हें गति की आवश्यकता नहीं थी। सेलेनियम डायोड की शीट से 1/8-इंच डिस्क को पंच करना संभव था। जीई ने दावा किया कि वे विश्वसनीय सेलेनियम डायोड बना सकते हैं। डीडीटीएल सर्किट के लिए एक डिजाइन प्राप्त किया गया था जिसमें डायोड तर्क  के दो स्तरों के साथ एक मिश्र धातु-जंक्शन_ट्रांसिस्टर और कोई श्रृंखला इनपुट अवरोधक या स्पीड-अप कैपेसिटर नहीं था। परिवार को SMAL कहा जाता था या छोटा, सेलेनियम मैट्रिक्स मिश्र धातु तर्क के लिए। मिश्र धातु ट्रांजिस्टर सेलेनियम डायोड डायोड#रिवर्स-रिकवरी प्रभाव के लिए बहुत तेज साबित हुआ। इस समस्या को हल करने के लिए, इसे धीमा करने के लिए बेस-एमिटर के चारों ओर एक सेलेनियम डायोड जोड़ा गया था। दो-स्तरीय तर्क प्रोग्रामेबल लॉजिक ऐरे (PLA) के समान था जो कई वर्षों बाद बाजार में आएगा। लगभग कोई भी स्थैतिक तर्क कार्य जो एक आउटपुट देता है, एक ट्रांजिस्टर और मुट्ठी भर सस्ते डायोड के साथ प्राप्त किया जा सकता है। कई वर्षों बाद सेलेनियम डायोड विश्वसनीय नहीं पाए गए और उन्हें सिलिकॉन डायोड से बदल दिया गया। लॉजिक परिवार को  आईबीएम मानक मॉड्यूलर प्रणाली  पर पैक किया गया था।

अग्रिम पठन

 * F.T. Selenium Rectifier Handbook; 2nd Ed; Federal Telephone and Radio; 80 pages; 1953. (archive)
 * S.T. Selenium Rectifier Handbook; 1st Ed; Sarkes Tarzian; 80 pages; 1950. (archive)