Un rectificador de metal es uno de los primeros tipos de rectificador semiconductor en el que el semiconductor es óxido de cobre , germanio o selenio . Se utilizaron en aplicaciones de energía para convertir corriente alterna en corriente continua en dispositivos como radios y cargadores de baterías . Westinghouse Electric fue un importante fabricante de estos rectificadores desde finales de la década de 1920, bajo el nombre comercial Westector (ahora utilizado como nombre comercial para un dispositivo de disparo por sobrecorriente por parte de 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 los tipos de óxido de cobre y " rectificador de selenio " a los tipos de selenio-hierro.
Los rectificadores metálicos constan de discos en forma de arandelas de diferentes metales, ya sea cobre (con una capa de óxido para proporcionar la rectificación) o acero o aluminio , recubiertos con selenio . Los discos suelen estar separados por manguitos espaciadores para proporcionar refrigeración.
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 con impurezas durante la fabricación. Cuando se depositan sobre metales, se esperaría que el resultado fuera una unión simple metal-semiconductor y que la rectificación fuera el resultado de una barrera Schottky . Sin embargo, esto no siempre es así: el científico S. Poganski descubrió en la década de 1940 que los mejores rectificadores de selenio eran en realidad uniones semiconductor-semiconductores entre el selenio y una fina capa de seleniuro de cadmio , generada a partir del recubrimiento metálico de cadmio y estaño durante el procesamiento. . [1] [2] 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.
En comparación con los dispositivos posteriores de silicio o germanio, los rectificadores de óxido de cobre tendían a tener una eficiencia deficiente y la tensión nominal inversa rara vez superaba los unos pocos voltios. Sería necesario utilizar varios discos rectificadores en serie para proporcionar una cifra adecuada de tensión de ruptura inversa: un puente rectificador para un cargador de batería de 12 V a menudo utilizaría 12 rectificadores metálicos. Los rectificadores de selenio eran generalmente más eficientes que los de óxido metálico y podían manejar voltajes más altos. Sin embargo, para su construcción se requirió mucha más habilidad.
Los rectificadores de metal también se utilizaron como diodos detectores de envolvente (demodulador 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 hacían las conexiones.
Los rectificadores de selenio alguna vez se usaron ampliamente como rectificadores de alta tensión en aparatos de radio y televisión sin transformador, antes de que estuvieran disponibles 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 calentarlos más, produciendo un olor desagradable a medida que el selenio comienza a evaporarse.
Los rectificadores de selenio especialmente diseñados alguna vez se utilizaron ampliamente como rectificadores EHT en televisores y fotocopiadoras. Se aplicó una capa de selenio a una lámina de lámina de hierro dulce, y a partir de ella se perforaron miles de discos diminutos (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 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 y económicos, esta tecnología ha caído en desuso.
Los rectificadores metálicos 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 metálicos con unidades de silicio no ha resultado práctico. Estos se encuentran principalmente en galvanoplastia , fundición de aluminio y aplicaciones industriales similares de alta corriente y bajo voltaje, donde la menor caída de voltaje directo de los rectificadores metálicos es más importante que su voltaje de ruptura inverso .
