DE1514002C3 - Gehäuse zum Einbau einer Kapazitätsdiode in einen Topfkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer speziellen Art von Halbleiterbauelementen, die unter der Bezeichnung Kapazitätsdiode, Varaktor oder Varicap bekannt sind. Es handelt sich dabei um Dioden, die in Sperrichtung betrieben werden und die so konstruiert sind, daß ihre Sperrschichtkapazität in möglichst weiten Grenzen bei Änderung der angelegten Sperrspannung schwankt. Derartige Kapazitätsdioden werden unter anderem auch als Abstimmelemente an Stelle von mechanisch veränderbaren Kondensatoren in Schwingkreisen verwendet.

In der Höchstfrequenztechnik, z. B. in UHF-Fernsehtunern, werden als Schwingkreise vorwiegend Topfkreise verwendet. Bisher verwendete man in UHF-Tunern wegen des benötigten verhältnismäßig hohen Kapazitätshubes normale Drehkondensatoren als Abstimmelemente. Mit der Weiterentwicklung der Kapazitätsdioden ist man seit einiger Zeit auch in der Lage, bei diesen einen genügend großen Kapazitätshub durch Spannungsänderungen zu erzeugen und Bauelemente mit einem genügend kleinen Verlustwiderstand herzustellen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Halbleiterdiode im Hinblick auf ihren Einbau in ein Gehäuse so aufzubauen, daß sie den besonderen Anforderungen als Abstimmkapazität in einem Topfkreis genügt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Gehäuse für Halbleiteranordnungen, deren Außenseiten mit Metall beschichtet sind, sind bereits bekannt. In den meisten Fällen dient die Metallbeschichtung jedoch mechanischen Zwecken und zum Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit. Sie wird z. B. häufig in Verbindung mit Kunststoffgehäusen angewendet. In einer anderen bekannten Anordnung dient die metallisierte Oberfläche gleichzeitig als Überbrückungswiderstand. Es ist auch bereits be-

ao kannt, ein Gehäuse als Kapazität gegen Masse auszubilden.

Durch die besondere Ausbildung des Gehäuses nach der Erfindung wird erreicht, daß die Kapazitätsdiode wechselstrommäßig mit Masse bzw. einem

as Chassispotential verbunden ist und somit in einem Topfkreis als Abstimmelement dienen kann, während die für die erforderliche Kapazitätsveränderung benötigte Gleichspannung unabhängig vom Gehäusepotential der Diode zugeführt wird.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Kapazitätsdiode in einem Gehäuse;

Fig. 2 zeigt einen Topfkreis, in dem eine Diode als Abstimmelement eingesetzt ist.

In beiden Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die in F i g. 1 dargestellte Diode 1 kann z. B. eine nach dem Legierungsverfahren oder nach der Planartechnik hergestellte Siliziumdiode sein, die für einen besonders großen Hub der Sperrkapazität ausgelegt ist. Sie ist mit zwei koaxialen Anschlußleitern 6 und 7 kontaktiert. Das Gehäuse besteht aus einer Gehäusekappe 4, durch die der eine Anschlußleiter 6 hindurchgeführt ist. Die Gehäusekappe kann entweder aus Isoliermaterial oder aus Metall bestehen. Wenn die Gehäusekappe aus Metall besteht, muß der Anschlußleiter 6 isoliert hindurchgeführt werden. Der andere Anschlußleiter7 führt durch den Gehäuseteil 2, der aus einem Material möglichst hoher Dielektrizitätskonstante besteht. Es können dazu z. B. im Handel erhältliche Keramikmaterialien oder Kunststoffe verwendet werden. Der obere Teil dieses Gehäuseteils 2 ist zu einem Absatz 3 verbreitert, auf dem die Gehäusekappe 4 aufliegt und mit dem diese fest verbunden ist. Die Diode 1 kann entweder ebenfalls auf diesem Absatz befestigt sein, z. B. durch den Gegendruck eines mit dem Anschlußleiter 6 verbundenen fedcrnden Druckkontaktes, oder, wie in F i g. 1 dargestellt, durch die beiden Anschlußleiter im Gehäuse gehalten werden.

Der unmittelbar den Anschlußleiter 7 umgebende Teil 2 des Gehäuses ist an seiner Außenseite mit einem metallischen Belag 5 versehen. Die Flächenausdehnung des Belages 5 und die dielektrischen Eigenschaften des Gehäuscmaterials an dieser Stelle werden so ausgewählt, daß die zwischen dem An-

Schlußleiter 7 und dem Belag 5 entstehende Gehäusekapazität um einen mehrfachen Betrag größer ist als ' die Sperrkapazität der Diode. Diese Gehäusekapazität liegt bei gebräuchlichen Ausführungen bei etwa 500 pF und ist damit etwa 10 bis lOOmal größer als die Sperrschichtkapazität der Diode. Durch diesen Aufbau entfällt eine sonst unvermeidbare Serieninduktivität, die die obere Grenzfrequenz für die Anwendung der Diode herabsetzt. Die Kapazität zwischen den Polen der Diode soll möglichst klein ge- ίο halten werden.

Das Gehäuse der Diode nach F i g. 1 ist so ausgebildet, daß es mit seinem unteren Teil 2 bequem in eine öffnung in einem Chassis oder sonstigen Bauteil eingesetzt und mit diesem elektrisch verbunden werden kann. Zu diesem Zweck kann der metallische Belag 5 mit einem Gewinde versehen werden, das in ein entsprechendes Gewinde in einer Bohrung hineinpaßt oder nach dem Durchstecken mittels einer Mutter befestigt wird. Man kann auch den Belag aus lötbarem Material herstellen und mit dem Teil, in den die Diode eingesetzt ist, verlöten. Zu diesem ,' Zweck kann der Belag z.B. aus Silber bestehen, das mit anderen Metallen verlötet werden kann.

In F i g. 2 ist eine Kapazitätsdiode mit einem Gehäuse nach der Erfindung dargestellt. Die Diode ist als Abstimmkapazität in einen Topfkreis 8 eingesetzt. Zu diesem Zweck ist die eine Stirnwand 10 des Topfkreises mit einer Bohrung versehen, in die der im Durchmesser kleinere Teil 2 des Diodengehäuses entweder eingeschraubt oder eingesteckt werden kann. Die Diode wird so von innen in den Topfkreis eingesetzt, daß der mit dem Belag versehene Teil 2 und der Anschlußleiter 7 durch die Bohrung nach außen ragen. Falls der Metallbelag 5 nicht mit einem Gewinde versehen ist, kann er von außen mit der Stirnfläche 10 des Topfkreises verlötet werden. Das Diodengehäuse liegt mit seinem verbreiterten Absatz 3 innen auf dem Bohrungsrand in der Stirnseite 10 auf. Der Anschlußleiter 6 der Kapazitätsdiode wird so lang ausgebildet, daß er bis zur entgegengesetzten Stirnseite 9 des Topfkreises reicht und dort durch Löten mit der Stirnfläche verbunden werden kann. Der Anschlußleiter 6 dient somit gleichzeitig als Innenleiter des Topfkreises 8. Praktisch wird zu diesem Zweck der Anschlußleiter 6 zunächst etwas länger gelassen und die Stirnseite 9 mit einer Bohrung versehen, durch die der Anschlußleiter hindurchgesteckt und verlötet wird. So kann die Diode in den Topfkreis eingesetzt werden, ohne daß man dabei ihre Anschlußleiter stark verbiegen muß.

Es liegt damit ein einheitliches elektrisches Bauelement vor, das aus einem Topfkreis mit einer Kapazitätsdiode als Abstimmelement besteht. Die für die Abstimmung benötigte Spannung kann der Kapazitätsdiode über den Topfkreis und den Anschlußleiter? zugeführt werden, während wechselstrommäßig die Diode über der Kapazität zwischen dem Belag 5 und dem Anschlußleiter 7 im Schwingkreis selbst liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gehäuse zum Einbau einer Kapazitätsdiode in einen Topfkreis, das über zwei mit der Diode verbundene, durch das Gehäuse führende Anschlußleiter eine vom Gehäusepotential unabhängige Gleichstromversorgung der Diode bei wechselstrommäßiger Verbindung einer Anschlußseite der Diode mit dem Gehäuse- bzw. Chassispotential ermöglicht, und das teilweise aus einem an der Oberfläche mit Metall überzogenen Isoliermaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar den einen Anschlußleiter (7) der Diode (1) umgebende Gehäuseteil (2) aus Isoliermaterial hoher Dielektrizitätskonstante besteht, das an seiner äußeren Oberfläche mit einem leitenden Belag (5) versehen ist und das an seinem oberen, der Diode (1) zugewendeten Ende zu einem Absatz (3) verbreitert ist, auf dem die Gehäusekappe (4), durch die der andere Anschlußleiter (6) hrndurchgeführt ist, aufliegt, und daß die Gehäusekapazität zwischen dem von Isoliermaterial (2) umgebenen Anschlußleiter (7) und dem leitenden Außenbelag

(5) um ein Mehrfaches größer ist als die Sperrkapazität der Diode (1).

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Belag (5) aus einem lötbaren Metall besteht.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Belag (5) mit einem Gewinde versehen ist.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit dem aus Isoliermaterial bestehenden Teil (2) in eine Bohrung einer Stirnfläche (10) des Topfkreises (8) derart eingeschraubt oder eingesetzt und verlötet ist, daß sich die Kappe (4) mit dem einen Anschlußleiter (6) im Inneren des Topfkreises (8) befindet und durch Verlöten mit dem entgegengesetzten Ende (9) des Topfkreises (8) der Anschlußleiter

(6) als Innenleiter des Topfkreises dient und der andere Anschlußleiter (7) aus dem Topfkreis nach außen führt.