Un rectificador metálico es un tipo temprano de rectificador semiconductor en el que el semiconductor es óxido de cobre , germanio o selenio . Se utilizaban 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 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 están formados por discos con forma de arandela de distintos 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 de semiconductores modernos ( diodos Schottky y diodos p–n ), pero es 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 fuera una simple unión metal-semiconductor y que la rectificación fuera el resultado de una barrera 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 recubrimiento metálico de cadmio-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 unos pocos voltios. Se necesitaba utilizar varios discos rectificadores en serie para proporcionar una cifra adecuada de tensión de ruptura inversa: un rectificador de puente para un cargador de batería de 12 V solía utilizar 12 rectificadores de metal. Los rectificadores de selenio eran generalmente más eficientes que los de óxido de metal y podían manejar voltajes más altos. Sin embargo, se requería considerablemente más habilidad para su construcción.
Los rectificadores metálicos también se utilizaban como diodos detectores de envolvente (demoduladores de AM) en los receptores de radio. El WX6 Westector era un ejemplo típico. Tenía aproximadamente el tamaño y la forma de una pila AAA , con postes roscados en cada extremo a los que se realizaban las conexiones.
Los rectificadores de selenio se usaban mucho como rectificadores de alta tensión en aparatos de radio y televisión sin transformador, antes de que aparecieran los diodos de silicio, más económicos. Aunque eran razonablemente eficientes en esta aplicación (al menos en comparación con los rectificadores de tubo de vacío), su resistencia interna tendía a aumentar con el tiempo. Además de reducir el alto voltaje disponible , esto tiende a hacer que funcionen a mayor temperatura, lo que produce un olor desagradable a medida que el selenio comienza a evaporarse.
En el pasado, los rectificadores de selenio especialmente diseñados se utilizaban ampliamente como rectificadores EHT en televisores y fotocopiadoras. Se aplicaba una capa de selenio a una lámina de hierro dulce y se perforaban miles de discos diminutos (normalmente de 2 mm de diámetro) que se ensamblaban como "pilas" dentro de tubos cerámicos. De esta manera, se podían 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 esto normalmente no era un problema. Con el desarrollo de rectificadores de silicio de alto voltaje económicos, esta tecnología ha caído en desuso.
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 con unidades de silicio ha demostrado ser poco práctico. Estas se encuentran principalmente en la galvanoplastia , la fundición de aluminio y aplicaciones industriales similares de bajo voltaje y alta corriente, donde la caída de voltaje directo más baja de los rectificadores de metal es más importante que su voltaje de ruptura inverso .
