CS251097B2

CS251097B2 - Semiconductor device

Info

Publication number: CS251097B2
Application number: CS853203A
Authority: CS
Inventors: Guido P T C Remmerie; Den Bossche L J L Van; De Pol D F J Van
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1984-05-02
Filing date: 1985-05-04
Publication date: 1987-06-11
Also published as: ES8608231A1; TR23237A; ES542830A0; PL253195A1

Abstract

In a P type well is embedded a highly doped N region allowing current flow between the N region being at least partially surrounded by a zone of highly doped P material allowing current flow between the well and the zone. Pref. a number of regions are arranged along an undulated string surrounded by the zone. Pref. the device includes a thyristor comprising two transistors with the base-emitter of the NPN transistor being shunted by a turn-off device. Pref. also the collector of the PNP transistor is constituted by the well, the emitter of the NPN transistor is constituted by the region and the zone constitutes an input to the turn-off device.

Description

(54) Polovodičové zařízení(54) Semiconductor device

Řešení se týká polovodičového zařízení, obsahujícího· nejméně jednu oblast vysoce dotovaného materiálu prvního typu vodivosti, uloženého v jámě materiálu druhého typu vodivosti, aby byl možný průchod proudu mezí uvedenou jámou a oblastí.The invention relates to a semiconductor device comprising at least one region of highly doped material of the first conductivity type embedded in a pit of the material of the second conductivity type in order to allow the current to pass between said pit and the region.

Podle řešení je v uvedené jámě daná oblast alespoň částečně obklopena pásmem vysoce dotovaného· materiálu druhého typu vodivosti, aby proud mohl procházet mezi jámou a uvedeným pásmem.According to the solution, in said pit the area is at least partially surrounded by a zone of highly doped material of the second conductivity type so that the current can pass between the pit and said zone.

Vynález se týká polovodičového¹ zařízení obsahujícího nejméně jednu oblast vysoce dotovaného' materiálu prvního typu vodivosti, uloženého v jámě materiálu druhého typu vodivosti, aby byl možný průchod proudu mezi uvedenou jámou a oblastí.The invention relates to a semiconductor device ¹ comprising at least one highly doped region 'material of the first conductivity type, deposited in the pit material of the second conductivity type to allow current flow between said pit and areas.

Takové polovodičové zařízení je již známo z článku „Planární tyristory s izolovaným hradlem: Struktura I a základní činnost“ od J. D. Plummet aj., uveřejněného v IEEE Transactions on Elektronic Devices, sv. ED-27, číslo 2, únor 1980, str. 380 — 287 a zejména obr. 11.Such a semiconductor device is already known from the article "Planar Isolated Thyristors: Structure I and Basic Operation" by J. D. Plummet et al., Published in IEEE Transactions on Elektronic Devices, Vol. ED-27, No. 2, February 1980, pp. 380-287, and in particular Fig. 11.

Toto známé zařízení obsahuje tyristor zahrnující tranzistor PNP a tranzistor NPN, které jsou propojeny mezi dvěma svorkami tvořícími emitory těchto tranzistorů, přičemž přechod báze — emitor tranzistoru NPN je přemostěn odpínacím tranzistorem PMOS a tak zvaným zaškrceným. spouštěcím odporem. Kolektor tranzistoru PNP, báze tranzistoru NPN a emitor tranzistoru PMOS jsou tvořeny shora uv-edenou jámou, která obsahuje materiál typu P a emitor tranzistoru NPN je tvořen shora uvedenou oblastí, která obsahuje vysoce dotovaný materiál typu N, tj. materiál N+.The known device comprises a thyristor comprising a PNP transistor and an NPN transistor, which are connected between two terminals forming the emitters of these transistors, the base-emitter transition of the NPN transistor being bridged by a PMOS trip transistor and so-called stranded. trigger resistance. The PNP collector, the base of the NPN transistor, and the emitter of the PMOS transistor are formed by the aforementioned pit containing the P-type material and the emitter of the NPN transistor is formed by the above-mentioned region containing the highly doped N-type material.

Když se u tohoto¹ známého zařízení po uvedení tranzistoru PMOS do vodivého stavu k odpojení tyristoru odebírá proud z jámy typu P pod oblastí materiálu N+ pod kanálem a kolektorem tranzistoru PMOS, tj’, ze sloučení kolektoru tranzistoru PNP, báze tranzistoru NPN a emitoru tranzistoru PMOS ke kanálu a kolektoru tohoto· tranzistoru. Proud, který může být přerušen tímto tranzistorem pMos je snížen, jelikož jáma typu P má poměrně vysoký odpor zapojený do série s emitorem tranzistoru PMOS.In this ¹ known device, after putting the PMOS transistor into a conductive state to disconnect the thyristor, current is drawn from the P-type pit below the N + material area below the PMOS channel and collector, ie from the PNP collector, NPN base and PMOS emitter to the channel and collector of this transistor. The current that can be interrupted by this pMos transistor is reduced since the P-type pit has a relatively high resistance connected in series with the emitter of the PMOS transistor.

Účelem vynálezu je vytvořit polovodičové zařízení shora uvedeného typu tak, aby nemělo takovou nevýhodu, tj. aby umožnilo odvádět nebo vypínat vyšší proud.The purpose of the invention is to provide a semiconductor device of the above type so as not to have such a disadvantage, i.e. to allow higher current to be dissipated or switched off.

Podle vynálezu se tohoto účelu dosáhne v důsledku skutečnosti, že v uvedené jámě je daná oblast alespoň částečně obklopena pásmem vysoce dotovaného materiálu druhého typu vodivosti, aby proud mohl procházet mezi jámou a uvedeným pásmem.According to the invention, this purpose is achieved due to the fact that in said pit the area is at least partially surrounded by a zone of highly doped material of the second conductivity type so that the current can pass between the pit and said zone.

Dalším rysem polovodičového zařízení podle vynálezu je, že jáma obsahuje materiál typu P, oblast obsahuje materiál N+ a pásmo obsahuje materiál P+.Another feature of the semiconductor device of the invention is that the pit comprises a P-type material, the area comprises a N + material, and the zone comprises a P + material.

Dalším znakem zařízení podle vynálezu je, že zahrnuje tyristor obsahující tranzistor PNP a tranzistor NPN, které jsou propojeny mezi dvěma svorkami tvořícími příslušné emitory těchto tranzistorů, přičemž přechod báze — emitor tranzistoru NPN j’e přemostěn vypínacím zařízením, a že báze tranzistoru NPN je stejně jako kolektor tranzistoru PNP tvořena uvedenou j‘ámou, přičemž emitor tranzistoru NPN je tvořen uvedenou oblastí a dané pásmo tvoří vstupní elektrodu vypínacího zařízení.Another feature of the device according to the invention is that it comprises a thyristor comprising a PNP transistor and a NPN transistor which are connected between two terminals constituting the respective emitters of these transistors, wherein the base-emitter transition of the NPN transistor is bridged by the tripping device. as a collector of the PNP transistor formed by said pit, wherein the emitter of the NPN transistor is formed by said region and the band forms the input electrode of the tripping device.

V důsledku toho, že vstupní elektroda vypínacího zařízení je tvořena pásmem materiálu P+, který alespoň částečně obklopuje oblast materiálu N+, pak po· spuštění vypínacího zařízení se odebírá proud od jámy typu P pod uvedenou oblastí N+ k jámě typu P+ přilehlé k oblasti N+. V důsledku nižšího odporu jámy P+ je vypínací zařízení schopné přerušovat větší proud.Since the input electrode of the tripping device is formed by a band of material P + that at least partially surrounds the area of the N + material, after the tripping device is started, current is drawn from the P-type pit below said N + area to the P + pit adjacent N. Due to the lower resistance of the P + pit, the tripping device is capable of interrupting a larger current.

Jiným znakem zařízení podle vynálezu je, že uvedené pásmo úplně obklopuje shora uvedenou oblast.Another feature of the device according to the invention is that said zone completely surrounds the aforementioned region.

Ještě dalším rysem polovodičového zařízení podle vynálezu je, že obsahuje větší ' počet oblastí, z nichž každá je úplně obklopena uvedeným pásmem.Yet another feature of the semiconductor device of the invention is that it comprises a plurality of regions, each of which is completely surrounded by said zone.

V těchto' případech se vytvoří ještě nižší odporová dráha pro proud opouštějící jámu P—, pročež je zařízení schopné přerušovat ještě větší proudy.In these cases, an even lower resistive path is created for the current leaving the pit P, whereby the device is capable of interrupting even larger currents.

Další výhodou polovodičového zařízení podle vynálezu je, že nevyžaduje použití shora uvedeného přídavného zaškrceného spouštěcího· odporu.A further advantage of the semiconductor device according to the invention is that it does not require the use of the above-mentioned additional throttled starting resistor.

Vynález bude popsán na příkladu provedení znázorněném na připojených výkresech.The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

Obr. 1 znázorňuje ekvivalentní elektrický obvod polovodičového zařízení podle vynálezu.Giant. 1 shows an equivalent electrical circuit of a semiconductor device according to the invention.

Obr. 2 je pohled v průřezu na jedno provedení takového zařízení.Giant. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of such a device.

Obr. 3 a 4 po jejich sestavení s obr. 4 nahoře znázorňuje půdorys dalšího provedení zařízení podle vynálezu.Giant. 3 and 4, when assembled with FIG. 4 above, shows a plan view of another embodiment of the device according to the invention.

Obr. 5 znázorňuje část obr. 3 ve zvětšeném měřítku.Giant. 5 shows a part of FIG. 3 on an enlarged scale.

Obr. 6, 7 a 8 jsou průřezy podle čar VI— VI, VII—VII a VIII—VIII na obr. 4, avšak rozměry jsou zkreslené.Giant. 6, 7 and 8 are cross-sections according to lines VI-VI, VII-VII and VIII-VIII in Figure 4, but the dimensions are distorted.

Obr. 9 znázorňuje možné diagramy činnosti zařízení podle obr. 1.Giant. 9 shows possible operation diagrams of the apparatus of FIG. 1.

Elektrický obvod znázorněný na · obr. 1 obsahuje dva elektronické polovodičové spínače nebo hradla SW1 a SW2, které jsou navzájem identické, avšak jsou zapojeny antiparalelně mezi svorkami SI a S2. Tyto spínače mají společnou hradlovou svorku G a jsou již popsány v belgickém pat. spisu číslo 897 772.The electrical circuit shown in FIG. 1 comprises two electronic semiconductor switches or gates SW1 and SW2, which are identical to each other but are connected in parallel to the terminals S1 and S2. These switches have a common gate terminal G and are already described in Belgian Pat. No. 897,772.

Spínač SW1 obsahuje tranzistor typu PNP o značce TI, dále NPN tranzistor T2, parazitní PNP tranzistor T3, DMOS tranzistor DM a PMOS tranzistor PM. Tranzistory TI, T2 dohromady tvoří tyristor, který může být spouštěn do· jeto vodivého stavu tranzistorem DM a může být vypínán tranzistorem PM, jak bude vysvětleno níže.The SW1 switch contains a PNP transistor of the T1 mark, an NPN transistor T2, a parasitic PNP transistor T3, a DMOS transistor DM and a PMOS transistor PM. Together, transistors T1, T2 form a thyristor, which can be triggered into the conductive state by transistor DM and can be switched off by transistor PM, as explained below.

Podobně obsahuje spínač SW2 tranzistory T‘l, T‘2, T‘3, DM‘ a PM‘.Similarly, switch SW2 includes transistors T‘l, T‘2, T‘3, DM ‘and PM‘.

Jak je uvedeno ve shora uvedeném· belgickém pat. spisu, spustí se spínač SW1, když svorka S1 je na vyšším napětí než svorka S2 a když se připojí vhodné pozitivní napětí ke společné hradlové elektrodě G spínačů SW1, SW2. Totéž platí pro spínač SW2, když svorka S2 je na vyšším napětí než svorka Sl.As disclosed in the aforementioned Belgian Pat. SW1 is triggered when terminal S1 is at a higher voltage than terminal S2 and when a suitable positive voltage is applied to the common gate electrode G of switches SW1, SW2. The same applies to switch SW2 when terminal S2 is at a higher voltage than terminal S1.

Je-li například svorka S1 na dostatečně vysokém napětí vůči svorce S2 a hradlová elektroda G je uvedena v činnost, pak oba tranzistory DM‘, DM, které jsou zapojeny v sérii mezi svorkami Sl, S2 (kde tranzistor DM‘ přemosťuje tranzistor Tlj se stanou vodivými.For example, if terminal S1 is at a sufficiently high voltage to terminal S2 and the gate electrode G is actuated, then both transistors DM ', DM that are connected in series between terminals S1, S2 (where transistor DM' bridges transistor Tlj become conductive.

Tranzistor TI se stane vodivým, když poklesne napětí na tranzistoru DM‘ dosáhne 0,7 voltu. Jakmile se tranzistor TI stane vodivým, je sledován tranzistorem T2 a oba tranzistory pak udržují jeden činnost druhého. Pro vypnutí spínače musí se připojit vhodné negativní napětí k tranzistoru PM, jelikož, když se tento tranzistor stane vodivým, odebírá proud z báze tranzistoru T2 a pak uvede tento tranzistor do nevodivého stavu, což je sledováno tranzistorem T2.Transistor TI becomes conductive when the voltage across transistor DM ‘reaches 0.7 volts. Once transistor T1 becomes conductive, it is monitored by transistor T2 and both transistors maintain one activity of another. To turn off the switch, a suitable negative voltage must be applied to the transistor PM, since when this transistor becomes conductive, it draws current from the base of transistor T2 and then puts the transistor into a non-conductive state, as monitored by transistor T2.

Polovodičové spínací zařízení může být integrováno a průřez jednoho provedení takového integrovaného spínacího zařízení je znázorněn na obr. 2. Obsahuje vanu 1, která je provedena z izolační vrstvy kysličníku křemičitého uložené v polysilikonové vrstvě 2 a obklopující substrát 3, který sestává z velmi nepatrně dotovaného materiálu typu N, který je označen N--. Ve vaně 1 a v horním povrchu jejího substrátu 3 jsou provedeny spínací členy SPI, SP2. Tyto spínací členy tvoří navzájem zrcadlový obraz vůči středu vany 1. Avšak neodpovídají shora uvedeným spínačům SW1, SW2, jelikož každý z nich obsahuje části každého z těchto spínačů, jak bude uvedeno níže.The semiconductor switchgear can be integrated and a cross-section of one embodiment of such an integrated switchgear is shown in Fig. 2. It comprises a tub 1 which is made of a silicon dioxide insulating layer embedded in a polysilicon layer 2 and surrounding a substrate 3 which consists of a very slightly doped material type N, which is designated N--. In the bath 1 and in the upper surface of its substrate 3, switching members SP1, SP2 are provided. These switching members form a mirror image of each other relative to the center of the bath 1. However, they do not correspond to the above-mentioned switches SW1, SW2, since each of them comprises portions of each of these switches, as discussed below.

Spínací člen SPI se zhotoví, jak níže stručně uvedeno, přičemž všechny jeho části jsou tvořeny podélnými díly.The switching member SP1 is made as briefly mentioned below, all of which are formed by longitudinal parts.

Nejdříve se budicí desky 4, 5 a hradlová deska 6, provedené vesměs z polysilikonového materiálu, vytvoří na vrstvě 7 kysličníku křemičitého, umístěné na horním povrchu vany 1. Jámy 8 a 9 obsahující nepatrně dotovaný materiál typu P, označený P—, jsou například vytvořeny implantací iontů, za kterou následuje vyvolání jejich vniknutí. Oblasti 10, 11, 12 se provedou analogickým způsobem. Oblasti 10, 11 jsou tvořeny vysoce dotovaným materiálem typu P, označeným P+, a oblast 12 je tvořena vysoce dotovaným materiálem typu N, označeným N+. Oblast 10 je vytvořena v jámě 8 a obě oblasti 11, 12 jsou vytvořeny v jámě 9. Hliníkové vodicí proužky 13, 14 se provedou tak, že proužek 13 je v kontaktu s budicí deskou 4 a oblastí 10 podíl ploch 15, popřípadě 16, a že vodivý proužek 14 je v kontaktu s budicí deskou 5 a oblastí 12 podél jejich ploch 17, popřípadě 18. Je třeba poznamenat, že vrstva 7 kysličníku křemičitého je také zavedena mezi součásti 4, 5, 6, 12, 14 a také je pokrývá. Konečně se proužky 13, 14 elektricky spojí se svorkou S2 a hradlová deska 6 se elektricky spojí s hradlovou svorkou G.First, the excitation plates 4, 5 and the gate plate 6, made mostly of polysilicon material, are formed on a layer 7 of silica placed on the upper surface of the bath 1. Pits 8 and 9 containing a slightly doped P-type material, for example implantation of ions followed by induction of ions. The regions 10, 11, 12 are performed in an analogous manner. The regions 10, 11 consist of a highly doped P-type material, designated P +, and the region 12 consists of a highly doped N-type material, designated N +. The region 10 is formed in the pit 8 and the two regions 11, 12 are formed in the pit 9. The aluminum guide strips 13, 14 are made such that the strip 13 is in contact with the excitation plate 4 and the region 10 with a proportion of surfaces 15 and 16 respectively; It should be noted that the silica layer 7 is also introduced between the parts 4, 5, 6, 12, 14 and also covers them. Finally, the strips 13, 14 are electrically connected to the terminal S2 and the gate plate 6 is electrically connected to the gate terminal G.

Spínací člen SP2 je podobný spínacímu členu SPI a zahrnuje části 19 až 21 a 22 ažThe switching member SP2 is similar to the switching member SP1 and comprises portions 19 to 21 and 22 to 22

32, které odpovídají součástem 4 až 6, popřípadě 8 až 18 spínacího členu SPI. Vrstvy 7 je rovněž použito ve spínacím členu SP2.32, which correspond to the components 4 to 6 and 8 to 18 of the SPI switch member. The layers 7 are also used in the switching member SP2.

Shora uvedené tranzistory TI, T2, DM, PM spínacího členu SPI a tranzistory T‘l, T‘2 spínacího členu SP2 jsou schematicky znázorněny na obr. 2. Tranzistory DM‘ a PM‘ nejsou znázorněny, jelikož jsou identické se shora uvedenými, a tranzistory T3 a T‘3 nejsou znázorněny, jelikož pro vynález nemají význam. Elektrody tranzistorů TI, T2, DM, pM a T‘l, T‘2 jsou následující:The above-mentioned transistors T1, T2, DM, PM of the switching member SP1 and the transistors T'1, T'2 of the switching member SP2 are schematically shown in Fig. 2. The transistors DM 'and PM' are not shown as they are identical to the above; transistors T3 and T'3 are not shown since they are not of interest to the invention. The electrodes of transistors T1, T2, DM, pM and T‘1, T‘2 are as follows:

— báze emitor a kolektor tranzistoru TI jsou tvořeny materiálem N sbbstrát u 2, popřípadě materiálu P— a P+ jámy 22 a oblasti 24, popřípadě materiálem P— jámyThe base of the emitter and the collector of transistor T1 are formed by the material N and the substrate at 2, respectively the material P- and P + of the pit 22 and the area 24, or the material of the P-pit

9, — báze, emitor a kolektor tranzistoru T2 jsou tvořeny materiálem P— jámy 9, popřípadě materiálem N-h ' oblasti 12, popřípadě materiálem N subsráátu 2, — hradlo, emitor a kolektor tranzistoru DM, který je vytvořen na horním povrchu vany 1, jsou tvořeny hradlem G nebo- hradlem 6, ' popřípadě materiálem N+ oblasti 12, popřípadě materiálem N subrárut u 2. Kanál je tvořen materiálem P—- jámy 9, — hradlo, emitor a kolektor tranzistoru PM, který je také vytvořen na horním povrchu vany 1, jsou tvořeny hradlem G, popřípadě materiálem P— a P+ jámy 3 a oblastí 11, popřípadě materiálem P+ oblasti9, - the base, emitter and collector of transistor T2 are formed by the material of the pit 9, or the material Nh 'of the region 12, or the material N of the sub-substrate 2; formed by gate G or gate 6, or material N + of region 12, or material N of subcarriers at 2. The channel is made of material P-well 9, gate, emitter and collector of transistor PM, which is also formed on the upper surface of the bath 1 are formed by the gate G, the material P— and P + of the pit 3 and the area 11, or the material P + of the area

10. Kanál je tvořen materiálem N--, — báze, emitor a kolektor tranzistoru T‘l jsou tvořeny materiálem N uusí^l^N^tu 2, popřípadě materiálem P+ oblasti 10, popřípadě materiálem P— jámy 23, — báze, emitor a kolektor tranzistoru T2‘ jsou tvořeny materiálem P— jámy 23, materiálem N+ oblasti 26, popřípadě materiálem N subsrrátu 2.10. The channel consists of the material N - base, emitter and the collector of the transistor T'1 are composed of the material N uus ^ 1 ^ N ^ tu 2, or the material P + of region 10, or the material P - pit 23, - base, emitter and the collector of transistor T2 ' is formed by the material of the well 23, the material of the N + region 26, or the material N of the substrate 2.

U tohoto známého provedení, když se například tranzistor PM stane vodivým, odebírá se proud z báze tranzistoru T2 a z kolektoru tranzistoru TI ke svorce S2 přes emitor, kanál a kolektor tranzistoru PM. Zejména prochází proud z materiálu P— jámy 9 k materiálu P+ oblasti 10, a jak vyplývá z obr. 2, zjistí se největší odpor v tomto materiálu P—, když tento proud vychází z dolní části pásma 12 typu N+. Ve skutečnosti takový proud prochází z dolní části tohoto pásma 12 typu N+ k P+ oblasti 10, na jedné straně, přes P— materiál 9 a kanál tranzistoru PM umístěný pod hradlem 6 a na druhé straně přes P+ oblast 11 na povrch vany 1 a neznázorněnou P+ oblast v blízkosti kanálu tranzistoru PM a tímto kanálem. V důsledku přítomnosti P+ materiálu 9 se značně sníží odpor emitoru PMOS tranzistoru PM, takže účinek tohoto tranzistoru se značně zdůrazní, tj. tento tranzistor může vypínat větší proud. Nevýhodou tohoto provedení spínacího zařízení podle obr.In this known embodiment, for example, when the transistor PM becomes conductive, current is drawn from the base of transistor T2 and from the collector of transistor T1 to terminal S2 through the emitter, channel and collector of transistor PM. In particular, the current from the material of the pit 9 passes to the material of the P + region 10, and, as shown in FIG. 2, the greatest resistance in this material P- is found when this current flows from the lower part of the N + type band 12. In fact, such current passes from the bottom of this N + band 12 to the P + area 10, on the one hand, through the P-material 9 and the PM transistor channel located below the gate 6 and on the other through the P + area 11 to the surface of the bath 1 and P + not shown the area near the PM transistor channel and this channel. Due to the presence of the P + material 9, the PMOS emitter resistance of the transistor PM is greatly reduced, so that the effect of this transistor is greatly enhanced, i.e. the transistor can trip a larger current. A disadvantage of this embodiment of the switching device according to FIG.

je okolnost, že má podlouhlý povrch, který není tak vhodný pro vytvoření optimálního povrchového naplnění, když se kombinuje s větším počtem takových spínacích obvodů a s řídicími obvody v podstatě čtvercovými, přičemž je třeba mít na zřeteli, že spínací obvody musí být spojeny se svorkovými čipy umístěnými podél délky čipu.is the fact that it has an elongated surface that is not as suitable for creating an optimal surface fill when combined with a plurality of such switching circuits and substantially square control circuits, bearing in mind that the switching circuits must be connected to the terminal chips placed along the length of the chip.

Z toho důvodu bylo konstruováno výhodné druhé provedení, které zabírá povrch v podstatě čtvercový a má ještě menší emitorový odpor tranzistoru PM, takže dovoluje vypínat větší proudy. Má také jiné další významné rysy. Toto druhé provedení bude nyní popsáno v souvislostí s obr. 3 až 8.For this reason, a preferred second embodiment has been constructed which occupies a substantially square surface and has an even lower emitter resistance of the transistor PM, thus allowing larger currents to be switched off. It also has other important features. This second embodiment will now be described in connection with Figures 3 to 8.

Obr. 3 a 4, při postavení obr. 4 nahoře, znázorňuje dva identické spínací členy SPI, SP2, které jsou uspořádány tak, že do sebe navzájem pronikají a pokrývají plochu v podstatě čtvercovou. Spínací člen SPI je spojen s přívodní svorkou S2 relativně širokým hliníkovým vodicím proužkem 33 (obr. 4], a spínací člen SP2 je podobně spojen s přívodní svorkou S1 relativně širokým hliníkovým vodivým proužkem 34 (obr. 3). Tyto spínací členy SPI, SP2 jsou také spojeny k hradlové svorce G nebo 6 pomocí hliníkových vodivých proužků · 35 (obr. 4), popřípadě 36 (obr. 3).Giant. Figures 3 and 4, in the position of Figure 4 above, show two identical switching members SP1, SP2, which are arranged to penetrate one another and cover a substantially square area. The switching member SP1 is connected to the supply terminal S2 by a relatively wide aluminum guide strip 33 (Fig. 4), and the switching member SP2 is similarly connected to the supply terminal S1 by a relatively wide aluminum guide strip 34 (Fig. 3). they are also connected to the gate terminal G or 6 by means of aluminum conductive strips 35 (Fig. 4) or 36 (Fig. 3).

Jelikož oba spínací členy SPI, SP2 jsou identické, bude níže podrobně uvažován · pouze spínací člen SPI.Since the two switching members SP1, SP2 are identical, only the switching member SP1 will be considered in detail below.

Při pohledu na obr. 3 až 5 je patrno, že vodivé proužky jsou znázorněny šrafovanými částmi, že obr. 6 je průřez podél čáry VI—VI středem oblasti D náležející k navzájem sousedícím· oblastem A až L tvořící část levého dolního úseku spínacího· členu SPI, znázorněného na obr. 5, že obr. 7 je průřez oblastí D podél čáry VII—VII rovnoběžné s čárou VI—VI, a že obr. 8 je průřez podél čáry VIII—VIII středem oblasti A. Tato oblast je identická s oblastí B a každá z těchto dvou oblastí obsahuje tři za sebou jdoucí pásma, jejichž průřezy jsou stejné jako průřezy podle obr. 7, popřípadě podle obr. 8 a opět podle obr. 7. Podobně každá z oblastí C až L, které jsou také identické, obsahuje tři za sebou následující pásma, jejichž průřezy jsou stejné jako průřezy podle obr. 7, popřípadě podle obr. 6, popřípadě opět podle obr. 7.3 to 5, the conductive strips are shown by the hatched parts, FIG. 6 is a cross-section along line VI-VI in the center of region D belonging to adjacent regions A to L forming part of the lower left portion of the switching member SPI, shown in Fig. 5, that Fig. 7 is a cross-section of area D along line VII-VII parallel to line VI-VI, and that Fig. 8 is a cross-section along line VIII-VIII in the center of area A. This area is identical to B and each of these two regions comprises three consecutive bands whose cross-sections are the same as those of FIG. 7, or FIG. 8, and again of FIG. 7. Similarly, each of the regions C to L, which are also identical, it comprises three consecutive bands whose cross-sections are the same as those of FIG. 7, or FIG. 6, or again FIG. 7.

Spínací člen SPI se zhotoví postupem podobným postupu shora stručně popsanému v souvislosti s obr. 2. Jak bude zřejmé později, je horní strana jámy 1 tvořena Pp materiálem 10, 11 a Np materiálem 12, 46, s výjimkou oblasti pod hradlem 6 a také oblasti v blízkosti okrajů spínacího členu SPI, kde Pp materiál je oddělen od Nmateriálu P— materiálem, který má větší poloměr křivosti za účelem zabránění průrazu.The switching member SP1 is made in a manner similar to the one briefly described above with reference to FIG. 2. As will be seen later, the upper side of the pit 1 is formed by Pp material 10, 11 and Np material 12, 46, except for the region below gate 6 and also near the edges of the switching member SP1, where the Pp material is separated from the N-material by the P-material having a larger radius of curvature to prevent breakdown.

Jak je znázorněno na obr. 3 a 4, pokrývá spínací člen SPI oblast vymezenou stranou tvaru S, která má zakřivené konce, z nichž jeden je spojen dalším zakřiveným úsekem s jednou z obou přímočarých stran, které jsou umístěny v pravém úhlu. Druhá přímočará strana je oddělena od horního zakřiveného konce strany tvaru S mezerou umožňující průchod shora uvedeného· vodivého proužku 35.As shown in Figs. 3 and 4, the SP1 switching member covers an area defined by an S-shaped side having curved ends, one of which is connected by another curved section to one of the two rectilinear sides, which are located at right angles. The second rectilinear side is separated from the upper curved end of the S-shaped side by a gap allowing passage of the above-mentioned conductive strip 35.

Hradlo 6 je tvořeno hadovitě utvářeným vláknem majícím dolní úsek 38, který probíhá podél dolní strany spínacího členu Spi, a úsek 39, který pokrývá střední plochu spínacího členu SPI a obsahuje několik vlnitých prstů. Na jeho horní pravé části má hradlo 6 svorku 40, ke které je připojen vodivý proužek 35 v místě 41. Jak bude vysvětleno níže, je hadovitě utvářené hradlo umístěno nad hadovitě utvářeným kanálem materiálu N oddělujímho oblastP+ materiálu 10 od oblasti Pp materiálu 11. Oblast Pp materiálu umístěná v blízkosti horní křivky spínacího· členu SPI, je poměrně velká, jelikož v· tomto místě opisuje hradlo 6 velkou křivku rovnoběžnou s jeho horní křivkou.The gate 6 is formed by a serpentine fiber having a lower section 38 that extends along the underside of the switching member Sp1 and a section 39 that covers the middle surface of the switching member SP1 and comprises a plurality of wavy fingers. At its upper right portion, the gate 6 has a clamp 40 to which the conductive strip 35 is attached at location 41. As will be explained below, the serpentine gate is positioned above the serpentine channel of material N separating the area P + of material 10 from the area Pp of material 11. The material of the material located near the upper curve of the SP1 is relatively large, since at this point the gate 6 describes a large curve parallel to its upper curve.

Vodivý proužek 63 je spojen s horním povrchem hradla 6 za účelem zkratování jeho levé a pravé části (obr. 8). Tyto části byly dotovány materiálem P, popřípadě materiálem N při postupu výroby . spínače a hradlo 6 by tak tvořilo diodu, kdyby nebylo dalších opatření.The conductive strip 63 is connected to the top surface of the gate 6 to short-circuit its left and right portions (FIG. 8). These parts were doped with material P or material N in the production process. the switches and gate 6 would thus form a diode if there were no further measures.

P— oblast 8 a Pp oblast 10 obě probíhají podél přímočarých stran spínacího· členu SPI. Jejich průřezy jsou rovné průřezům znázorněným na obr. 6 až 8, z čehož výplývá, že na· vnějším okraji obou těchto stran je Pp materiál oblasti 10 oddělen od materiálu substrátu typu N o^omoc í P— materiálu jamky 8. Na vnitřním okraji těchto přímočarých stran probíhá Pp materiál oblasti 10 částečně pod hradlem G a za P'— materiálem. Zejména na dolní přímočaré straně spínacího členu SPI vyčnívá Pp materiál 10 mezi hadovitý úsek 38 hradla 6 a částečně pod něj, zatímco na pravé přímočaré straně spínacího členu 1 vyčnívá Pp materiál 10 mezi prsty zvlněného úseku 39 tohoto· hradla.The P region 8 and the P region 10 both extend along the rectilinear sides of the SP1 switching member. Their diameters are equal to the cross-sections shown in FIGS. 6-8, which implies that · the outer edge of both parties is PP material area 10 is separated from the substrate material of N-type ^dip s P- material of well 8. At the inner edge of these rectilinear In this case, the Pp material of the region 10 extends partially below the gate G and downstream of the P 'material. In particular, on the lower rectilinear side of the switching member SP1, the Pp material 10 protrudes between and partially below the serpentine section 38 of the gate 6, while on the right rectilinear side of the switching member 1 the Pp material 10 projects between the fingers of the undulating section 39 of the gate.

Jak je také znázorněno na obr. 3 až 8, jsou vodivý proužek 13, který je spojen s vodivým proužkem 33 vedoucím k přívodní svorce S2, a budicí deska 4 uspořádány podél přímočarých stran spínacího členu SPI a tento proužek 13 . je spojen s budicí deskou 4 na místech 15 a je ve styku s Pp materiálem oblasti 10 v místech 16. Přímočará pravá část vodivého· proužku 13 má kromě toho větší počet proužkovitých prstů, například 42, 43, které · jsou ve styku se spodním Pp materiálem 10 na velkém počtu míst, jako jsou místa označená značkami 44, 45 na obr. 3, 4. Prvky 42, 44 jsou také znázorněny na obr. 5¹.As also shown in Figures 3 to 8, the conductive strip 13, which is connected to the conductive strip 33 leading to the feed terminal S2, and the drive plate 4 are arranged along the rectilinear sides of the switching member SP1 and this strip 13. The rectilinear right portion of the conductive strip 13 furthermore has a plurality of banded fingers, for example 42, 43, which are in contact with the lower Pp. material 10 at a plurality of locations, such as those designated by the marks 44, 45 in Figs. 3, 4. The elements 42, 44 are also shown in Fig. ⁵¹ .

P— jamka 9 má tvar S a tvoří stranu tvaru S spínacího členu SPI. Obsahuje Pp oblast 11, větší počet čtvercových Np oblastíThe P-well 9 is S-shaped and forms the S-shaped side of the SP1 switching member. It comprises a Pp region 11, a plurality of square Np regions

46, které jsou také uspořádány podél vlák251097 na tvaru S, a dvě obdélníkové N+ oblasti 12, umístěné poblíž shora uvedené křivky 37 na levém konci spínacího členu SPI. Tyto jamky a oblasti 9, 11, 12, 46 jsou znázorněny na levé straně shora uvedených obr. 6 až 8, z nichž vyplývá, že v oblasti A — L spínacího členu SPI jsou N4- oblasti 46 úplně obklopeny P+ materiálem oblasti 11, a že obdélníkové N-i- oblasti 1+ jsou obklopeny Pf- materiálem oblasti 11 na třech stranách a P— materiálem jamky 9 na straně přilehlé к hradlu 6. Na vnějším okrají této strany tvaru S spínacího členu SPI je P4materiál oblasti 11 oddělen od materiálu substrátu typu N--P— materiálem jamky 9. Na vnitřním okraji této strany tvaru S spínacího členu SPI probíhá P-H materiál oblasti 11 částečně pod hradlem G a za materiál (obr. 6, 7} nebo N-H materiál oblasti 12 a přiléhající P— materiál jamky 9 obojí vyčnívají pod hradlo (obr. 8).46, which are also arranged along the S-shaped fiber 251097, and two rectangular N + regions 12 located near the aforementioned curve 37 at the left end of the switching member SP1. These wells and areas 9, 11, 12, 46 are shown on the left-hand side of Figures 6 to 8 above, indicating that in area A-L of the SP1 switching member, N4 areas 46 are completely surrounded by the P + material of area 11, and that the rectangular N1 regions 1+ are surrounded by the Pf material of the region 11 on three sides and the P material of the well 9 on the side adjacent to the gate 6. At the outer edge of this S-shaped side of the SPI switching member On the inner edge of this S-shaped side of the SPI switch member, the PH material of the region 11 partially under the gate G and behind the material (FIGS. 6, 7) or NH material of the region 12 and the adjacent P material of the well 9 both. protrude below the gate (Fig. 8).

V důsledku skutečnosti, že P-н materiál oblastí 10, 11 pod hradlem 6 (obr. 7) má malou hloubku, může být umístění jejich vnějších okrajů přesně určeno, a totéž platí pro okraje hradla 6 nad těmito okraji. Kromě toho P-н materiál oblasti 11 mezi N4materiálem a P— materiálem jamky 9 na straně budicí desky 5 (obr. 8) působí jako zarážecí difúze, která zabraňuje prosakování mezi tímto N+ materiálem a N—· materiálem.Due to the fact that the P1 material of the regions 10, 11 below the gate 6 (FIG. 7) has a shallow depth, the location of their outer edges can be precisely determined, and the same applies to the edges of the gate 6 above these edges. In addition, the P1 material of the region 11 between the N4 material and the P1 material of the well 9 on the side of the excitation plate 5 (FIG. 8) acts as a stop diffusion that prevents leakage between the N + material and the N + material.

Jak je také znázorněno 11a obr. 3 až 8 jsou vodivý proužek 14 tvaru S a budicí deska 5 uspořádány podél strany tvaru S spínacího členu SPI a tento proužek je spojen s vodivým proužkem 13 ve shora uvedeném zakřivení 37. Proužek 14 jak je také spojen s budicí deskou 5 v místech 17 a s N+ materiálem oblastí 12, 46 v místech 18. Proužek 14 je dále spojen širokým můstkovým dílem 47 s rozšířenou hlavou 4fe proužkovitého prstu 49, přičemž tato rozšířená hlava 48 je sama ve styku se shora uvedenou velkou oblastí spodního Ph materiálu 10 ve velkém počtu míst, například 50. Konečně je vodivý proužek 14 také spojen s proužkovitým prstem 51, který je také ve styku s tímto P4materiálem 10 ve větším počtu míst, označených 52.As also shown in Figures 11a of Figures 3 to 8, the S-shaped conductive strip 14 and the drive plate 5 are arranged along the S-shaped side of the SP1 switching member and this strip is connected to the conductive strip 13 in the aforementioned curvature 37. the strip 14 is further connected by a wide bridge member 47 to the extended head 4f of the banded finger 49, the extended head 48 itself in contact with the above-mentioned large region of the lower Ph Finally, the conductive strip 14 is also connected to the banded finger 51, which is also in contact with the P4 material 10 at a plurality of locations designated 52.

Je třeba poznamenat, že každé z míst, například 44 (obr. 4) a 52 je na proužkovitém prstu, například 42, 51, který je ve styku se spodním P+ materiálem, přičemž hradlo 6 je odtohoto spojení ve větší vzdálenosti, postačující pro zabránění průrazu.It should be noted that each of the points, for example 44 (Fig. 4) and 52, is on a banded finger, for example 42, 51, which is in contact with the lower P + material, the gate 6 being at a greater distance therefrom sufficient to prevent breakdown.

Další vodivý proužek 53/54 tvaru S probíhá rovnoběžně s vodivým proužkem 14 tvaru S a obsahuje dva úseky 53, 54, které jsou přerušeny shora uvedeným můstkovým dílem 47. Proužek 53/54 je ve styku s P-ь materiálem oblasti 11 ve velkém počtu míst, označených značkami 55, (obr. 3 až 8). Zejména je úsek 53 proužku 53/54 spojen s větším počtem proužkovitých prstů, například 56, 57, které jsou ve styku se spodním P-h materiálem 11 na jedné straně hradla ve větším poctu míst, jako 58, 59. Osek 54 je podobně spojen s proužkovitým prstem 60, který je sám ve styku se spodním P-H materiálem 11 ve velkém počtu míst, například 61o Aby tento prst 60 byl na stejném potenciálu jako prsty spojené s úsekem 53, propojuje vodivý můstkový díl 62 prsty 60, 59.Another S-shaped conductive strip 53/54 extends parallel to the S-shaped conductive strip 14 and comprises two sections 53, 54 which are interrupted by the abovementioned bridge member 47. The strip 53/54 is in contact with the P--material of the region 11 in a large number (Figures 3 to 8). In particular, the strip section 53/54 is connected to a plurality of banded fingers, for example 56, 57, which are in contact with the lower Ph material 11 on one side of the gate at a plurality of locations, such as 58, 59. a finger 60, which is itself in contact with the lower PH material 11 at a plurality of locations, for example 61o. To be at the same potential as the fingers associated with the section 53, the conductive bridge member 62 interconnects the fingers 60, 59.

Průřezy zbývající části tvaru S spínacího členu SPI jsou podobné průřezům znázorněným v levé části obr. ϋ a 7, až na to, že v různých z těchto průřezů není ve styku ani P-H materiál ani N+ materiál.The cross-sections of the remaining S-shape of the SPI are similar to those shown on the left of Figures části and 7, except that neither the P-H material nor the N + material are in contact with the different sections.

Ze shora uvedeného a ze srovnání obr. 2 a 6 až 8 vyplývá, že DMOS tranzistor DM, zvlášť znázorněný na obr. 8, je vytvořen v každé z oblastí А, В spínacího členu SPI, přičemž oba tyto tranzistory jsou zapojeny paralelně. Byl také proveden větší počet tranzistorů TI (emitor, kolektor), T2, PM, T‘l (báze, emitor], přičemž homologické tranzistory jsou zapojeny paralelně. Tranzistor TI, T2, DM, T‘l a PM jsou znázorněny na obr. 8, popřípadě na obr. 7. Zejména je kolektor tranzistoru TI a báze tranzistoru T2 tvořeny P— materiálem jamky 9, kdežto emitor tranzistoru PM je tvořen P-н materiálem oblasti 11. Tak tomu také bylo na obr. 2.From the above and comparing Figs. 2 and 6-8, the DMOS transistor DM, particularly shown in Fig. 8, is formed in each of the regions A, V of the SP1, both of which are connected in parallel. A plurality of transistors T1 (emitter, collector), T2, PM, T'1 (base, emitter) have also been made, with homologous transistors connected in parallel, and transistors T1, T2, DM, T'la PM are shown in Figure 8. In particular, the collector of transistor T1 and the base of transistor T2 are formed by the P-material of the well 9, while the emitter of the transistor PM is formed by the P-material of the region 11. This was also the case in Figure 2.

Když například se tranzistor PM stane vodivým, odebírá se proud z báze tranzistoru T2 a kolektoru tranzistoru TI ke svorce S2 přes emitor, kanál a kolektor tranzistoru PM. Tento proud prochází od P - materiálu jamky 9 к P-+- materiálu oblasti 10 a největší odpor zjištěný v tomto P— materiálu je tenkrát, když tento proud vychází zpod čtverečku 46 N4- materiálu. Takový proud prochází ze spodku tohoto N4- pásma 46 к P-H oblasti 10 přes P4- materiál 11 na všech stranách čtverečku 46 a N--kanálu spínacího členu PM. V důsledku přítomnosti P4- materiálu na všech stranách N4- materiálu je odpor emitoru PMOS tranzistoru PM značně nižší než odpor u provedení podle obr. 2, takže účinek tohoto tranzistoru se dále zesílí. To znamená, že tranzistor PM může odpínat větší proudy.For example, when the transistor PM becomes conductive, current is drawn from the base of transistor T2 and the collector of transistor T1 to terminal S2 through the emitter, channel and collector of transistor PM. This current passes from the P-material of the well 9 to the P-+-material of the region 10 and the greatest resistance found in this P-material is at that time as this current flows from underneath the square 46 of N4-material. Such current passes from the bottom of this N4 band 46 to the P-H region 10 through the P4 material 11 on all sides of the square 46 and the N-channel of the switching member PM. Due to the presence of P4 material on all sides of the N4 material, the PMOS emitter resistance of the PM transistor is significantly lower than that of the embodiment of FIG. 2, so that the effect of the transistor is further enhanced. This means that the transistor PM can switch off larger currents.

Je třeba poznamenat, že provedení podle obr. 2 by mohlo být pozměněno takovým způsobem, že i tam je N4- materiál oblastí 12, 26 úplně obklopen P4- materiálem.It should be noted that the embodiment of FIG. 2 could be altered in such a way that even there the N4 material is completely surrounded by the P4 material.

Ze shora uvedených obr. 6 až 8 vyplývá, že P4- materiál 10 tvoří emitor tranzistoru T‘l, jehož kolektor je tvořen, jak je znázorněno na obr. 2, P— materiálem 23, který takě tvoří bázi tranzistoru T'2, jehož emitor je tvořen N4- materiálem 26. Proto může procházet proud od emitoru tranzistoru T‘l к emitoru tranzistoru T‘2, to znamená od P-H materiálu 10 к N4- materiálu 26. Jelikož povrch zakřiveného vlákna N4- materiálu oblasti 26 v horní části spínacího členu SP2 je poměrně velký, může tam protékat velký proud, takže bylo nutné umístit před tímto zakřiveným vláknem velkou oblast P-H materiálu 10, která je ve styku se stejně velkým povrchem 50.6 to 8, the P4 material 10 forms the emitter of the transistor T'1, the collector of which is formed, as shown in FIG. 2, by the P-material 23 which also forms the base of the transistor T'2 whose the emitter is made of N4 material 26. Therefore, current can pass from the emitter of transistor T'1 to the emitter of transistor T'2, that is, from the PH of the material 10 to N4-material 26. Since the surface of the curved fiber of SP2 is relatively large, a large current can flow there, so it was necessary to place a large area of PH of material 10 in contact with the same surface 50 in front of this curved fiber.

Stejná úvaha také zřejmé platí pro tranzistory TI, T2 a z toho důvodu má spínací člen SP2 kontaktní povrch, odpovídající kontaktnímu povrchu 50 spínacího členu SPI.The same reasoning also applies to transistors T1, T2 and for this reason the switching member SP2 has a contact surface corresponding to the contact surface 50 of the switching member SP1.

Shora bylo uvedeno, že čím je emitorový odpor PMOS tranzistoru nižší, tím větší je proud, který může být tímto tranzistorem přerušován. Bylo zjištěno, že nazveme-li „RE“ kombinaci odporu kolektoru tranzistoru TI, báze tranzistoru T2 a dráhy od emitoru ke kolektoru tranzistoru PM, potom maximální přerušovatelný proud je dán vztahem _{1 =} 0,5 (Д-1) ^RE kdeIt has been mentioned above that the lower the emitter resistance of the PMOS transistor, the greater the current which can be interrupted by the transistor. It was found that if we call “RE” the combination of the collector resistance of transistor T1, the base of transistor T2 and the path from the emitter to the collector of transistor PM, then the maximum interruptible current is given by _{1 =} 0.5 (Д-1) ^RE

1/31 a /32 jsou zesilovací činitelé proudu při hodnotě I tranzistoru TI, popřípadě T2. Naneseime-li RE ve funkci I, ukáže se, že se vzrůstajícími hodnotami I nejdříve RE poměrně rychle klesá a potom klesá pomaleji·1/31 and / 32 are current amplifiers at the I value of transistor T1 and T2 respectively. If we apply RE in function I, it turns out that with increasing values of I first RE decreases relatively quickly and then decreases more slowly.

Jak bylo shora popsáno, je hlavním rysem spínače podle vynálezu skutečnost, že emitor tranzistoru T2 je tvořen větším počtem čtverečků 46 N+ materiálu, úplně obklopených P+ materiálem. Struktura každého ze spínacích členů SPI, SP2 je založena na tomto rysu a na následující úvaze:As described above, the main feature of the switch according to the invention is that the emitter of transistor T2 is formed by a plurality of squares of 46 N + material, completely surrounded by P + material. The structure of each of the switching members SP1, SP2 is based on this feature and the following considerations:

— jelikož emitor tranzistoru T2 tvořícího část spínacího členu SPI je tvořen velkým počtem malých čtverečků 46 z materiálu typu N+ a tento emitor má mít dostatečný povrch pro dané rozměry spínače, je třeba uspořádat tyto čtverečky 46 podél vlnitého vlákna, které má poměrně velkou délku oproti těmto rozměrům, — stejná úvaha platí pro spínací člen SP2, jelikož oba uvedené členy mají být identické, — z důvodu souvisejících s průrazem nemá být poloměr těchto zvlnění uvedených vláken příliš malý, — aby spínací členy SPI, SP2 kryly v podstatě obdélníkový nebo čtvercový povrch v podstatě bez volného prostoru mezi nimi, mají tato zvlněná vlákna do sebe navzájem pronikat, — každý ze spínacích členů má mít hradlo s dostatečně velkou maximální šířkou vůči rozměrům spínacího Členu, — pro zabránění průrazu napětí má ve spínacích členech SPI, SP2 být P+ materiál připojený na svorku Sl (S2) na jedné straně hradla v dostatečné vzdálenosti od N+ materiálu spojeného se svorkou S2 (Sl) na druhé straně tohoto hradla a tato vzdálenost má být s výhodou konstantní. Totéž platí pro všechny jamky, oblasti a pásma náležející к odlišným spínacím členům.- since the emitter of transistor T2 forming part of the switching member SP1 is made up of a large number of small squares 46 of N + type and this emitter is to have a sufficient surface for given switch dimensions, these squares 46 should be arranged along a corrugated fiber of relatively long length the same considerations apply to the switching member SP2, since the two members are to be identical, - because of the penetration-related reasons, the radius of the undulations of said fibers should not be too small, - the switching members SP1, SP2 cover a substantially rectangular or square surface. substantially free of space between them, the undulating fibers should penetrate into each other, - each of the switching members should have a gate with a sufficiently large maximum width relative to the dimensions of the switching member, - in order to prevent voltage leakage, S2 (S2) on one side of the gate at a sufficient distance from the N + of the material connected to the terminal S2 (S1) on the other side of the gate and this distance should preferably be constant. The same applies to all wells, areas and zones belonging to different switching members.

Z těchto všech důvodů je spínací konstrukce podle vynálezu opatřena dvěma identickými spínacími členy SPI, SP2, kde čtverečky N+ materiálu jsou uspořádány podél vláken tvaru S, která jsou navzájem rovnoběžná a do sebe navzájem pronikají takovým způsobem, že kryjí v podstatě čtvercový povrch a poskytují dostatek místa pro úpravu poměrně dlouhých hadicovitých hradel. Také vlákna N+ materiálu spínacích členů SPI (SP2) jsou ve vzdálenosti v podstatě konstantní od P+ materiálu spínacích členů SP2 (SPI).For all these reasons, the switching structure according to the invention is provided with two identical switching members SP1, SP2, wherein the squares of N + material are arranged along S-shaped fibers that are parallel to each other and penetrate each other in such a way that they cover a substantially square surface places for treatment of relatively long tubular gates. Also, the fibers N + of the switching member material SP1 (SP2) are at a distance substantially constant from the P + of the switching member material SP2 (SP1).

je také třeba poznamenat, že budicí desky 4, 5 snižují nebezpečí průrazu napětí, jelikož zmenšují maximální elektrické pole na okrajích spínače.it should also be noted that the excitation plates 4, 5 reduce the risk of voltage leakage as they reduce the maximum electric field at the edges of the switch.

Kromě toho je třeba к volbě tranzistorů DM, DM* poznamenat následující:In addition, the following should be noted to select DM, DM *:

Jak bylo již shora uvedeno, jsou tranzistory DM, DM* identické a dráha emitor — kolektor tranzistoru DM* přemosťuje dráhu kolektor — emitor PNP tranzistoru TI a je zapojena v sérii s dráhou kolektor — emitor tranzistoru DM. V důsledku toho musí napětí na dráze kolektor — emitor tranzistoru DM* dosáhnout hodnoty 0,7 voltu dříve, než PNP tranzistor TI může pracovat. To znamená, že když tranzistor DM* a tím také tranzistor DM je poměrně příliš velký, a z toho důvodu má poměrně malou impedanci, musí jím protékat relativně vysoký proud pro dosažení tohoto poklesu napětí 0,7 voltu. V tomto případě pracuje spínač v podstatě tak, jak je znázorněno na obr. 9 I/V-charakteristikou 2. Z této charakteristiky vyplývá, že spuštění tyristoru je zrychleno, avšak také, že při nižších úrovních proudu pracuje spínač v podstatě, jako DMOS tranzistor a nikoli jako tyristor. Když naopak je tranzistor DM* (a tím také DM) poměrně příliš malý, a proto poskytuje poměrně vysokou impedanci, musí jím procházet poměrně malý proud, aby se dosáhlo shora uvedeného úbytku napětí 0,7 voltu. V tomto případě pracuje spínač v podstatě tak, jak je znázorněno na obr. 9 I/V-charakterístikouAs mentioned above, the DM, DM * transistors are identical and the emitter-collector path of DM * bridges the collector-emitter path of PNP of transistor T1 and is connected in series with the collector-emitter path of DM. As a result, the voltage across the collector-emitter path of the DM * transistor must reach 0.7 volts before the PNP transistor T1 can operate. That is, when the DM * and hence the DM is too large, and therefore has a relatively low impedance, a relatively high current must flow through it to achieve this voltage drop of 0.7 volts. In this case, the switch operates essentially as shown in Fig. 9 by the I / V characteristic 2. This characteristic implies that the thyristor start is accelerated, but also that at lower current levels the switch operates essentially as a DMOS transistor and not as a thyristor. Conversely, when the DM * (and thus DM) transistor is relatively too small to provide a relatively high impedance, a relatively small current must pass through it to achieve the above 0.7 volt voltage drop. In this case, the switch operates essentially as shown in FIG. 9 with the I / V characteristic

1. Z této charakteristiky vyplývá, že přepnutí od modu DMOS na MOD tyristoru je velmi náhlé.1. This characteristic implies that switching from DMOS to MOD thyristor is very sudden.

Bylo nyní zjištěno, že pro zajištění hladkého přechodu od modu DMOS к tyristoru (charakteristika 3), musí být napětí na spínači co nejbližší к napětí V_BE přechodu báze — emitor u tranzistoru TI nebo T*l, přičemž napětí V je dáno vztahem:It has now been found that to ensure a smooth transition from the DMOS mode to the thyristor (characteristic 3), the voltage at the switch must be as close as possible to the V _BE base-emitter voltage at transistor T1 or T * l.

VBE v = (R_b + Rd) (-=— + i_b) + VBE, Kd kde i_b je minimální proud báze, potřebný ke spuštění tyristoru,Vbe = _(Rb + Rd) (- = - + i _b) + VBE Kd where I _B is the minimum base current needed to turn the thyristor,

R_b je kombinovaný celkový odpor N-materiálu v bázi tranzistoru TI nebo T‘l a kolektoru tranzistoru T2 nebo T*2,R _b is the combined total resistance of the N-material at the base of transistor T1 or T'la of the collector of transistor T2 or T * 2,

R_d je kanálový odpor tranzistoru DM neboR _d is the channel resistance of DM or

DM*.DM *.

251ř>»7251r> »7

Z tohoto vztahu vyplývá, že V je minimální, kdyžIt follows from this relationship that V is minimal when

V_BE. Rb avšak určení velikosti tranzistorů DM, DM‘V _BE . Rb but size determination of DM, DM '

Claims

РЙ E ОЕТ

A semiconductor device comprising at least one region of a highly doped material of the first conductivity type in a pit of a material of the second conductivity type to allow current to pass between said pit and the area, characterized in that in the pit (9) the region (12) is at least partially surrounded by a zone (11) a highly doped second conductivity type (P) material to allow current to pass between the pit and the zone.

2. Semiconductor device according to claim 1, characterized in that the zone (11) completely surrounds the region (12).

A semiconductor device according to claim 2, characterized in that it comprises a plurality of regions (12), each of which is completely surrounded by a zone (11).

4. The semiconductor device of claim 3, wherein the plurality of region (12) is disposed along a corrugated fiber surrounded by the zone (11).

A semiconductor device according to claim 1, characterized in that the pit (9) comprises a conductivity type material P-, the area (12) comprises a conductivity type material N4- and the zone (11) comprises a conductivity type material P4-.

6. The semiconductor device of claim 5, comprising a thyristor consisting of a PNP transistor (T1) and an NPN transistor (T2) which are connected between two terminals (S1, S2) forming each emitter of one of said transistors, base transition - the NPN transistor (T2) emitter is bypassed by the tripping device (PM) and the PNP transistor (T1) collector and the NPN transistor base (T2) are formed by a pit (9), the NPN transistor emitter (T2) is formed by said region (12) and the band (11) forms the input electrode of the tripping device.

7. The semiconductor device of claim 6, wherein the tripping device is a PMOS transistor (PM).

8. The semiconductor device of claim 7, wherein the PMOS transistor (PM) has an emitter formed by a material band (11), a collector comprising a second material band (10) and between these bands (10, 11) has a tubular channel formed of a low doped conductivity material of type N (N--), wherein the tubular gate (6) is located above the channel and the edges of said bands.

9. Semiconductor device according to claim 8, characterized in that the material bands (10, 11) have a lower depth than the depth of the pit (9).

of this formula is not always easy due to the difficulty in determining the value of i _b .

In a preferred embodiment, the surface occupied by each of the DMOS transistors is equal to 0.35 mm ² .

However, the invention is not limited to the apparatus described and illustrated.

ynAlezu

10. The semiconductor device of claim 9, wherein a portion of the first material zone (11) extends along the S-shaped surface while the portion of the second material zone (10) extends along two perpendicular surfaces connects the ends of the S-shaped surface.

11. The semiconductor device of claim 10, wherein the further portions of the first zone (11) and the second zone (10) of the P-μ material define a tubular crystal extending in a surface enclosed by said perpendicular sides and an S-shaped side.

A semiconductor device according to claim 11, characterized in that it comprises a first S-shaped conductive strip (53/54) provided with a plurality of first striped fingers (56, 57), the first strip and the first fingers being in contact with the shape surface S, optionally with a second portion of the first zone.

13. Semiconductor device according to claim 11, characterized in that it comprises a second conductive strip (13, 14) provided with a plurality of second striped fingers (42, 43), the second strip and the second fingers being in contact with said perpendicular surfaces or with the second part of the second band.

14. The semiconductor device of claim 13, wherein the second conductive strip (13, 14) is also in contact with the material region (12) and forms one terminal (S2) of said terminals (S1, S2).

15. The semiconductor device of claim 13, wherein one finger (49, 43) of said second banded fingers is interrupted and has a first extended head portion (48) facing an S-shaped surface curve and coupled to the second conductive strip. (13).

The semiconductor device of claim 15, wherein the head (48) is connected to the second conductive strip (13, 14) via a first conductive member (47) interrupting the first conductive strip (53, 54) to form two portions (53). 54), wherein one second banded finger is connected at least by means of a second conductive member (62) to one portion (54) of a portion of the interrupted first conductive band.

17. The semiconductor device of claim 7, wherein:

I ₌ > ^{5 (} i-i) wherein where

I is the maximum current that can be interrupted by the PMOS transistor, and / 32 are the current amplifiers of the PNP and NPN transistors at the current in question,

Re is the combined resistance of the collector of the PNP transistor, the base of the NPN transistor, and the base-collector path of the PMOS transistor.

The semiconductor device of claim 8, further comprising a DMOS transistor (DM) having an emitter formed by one region (12) from a plurality of N + material regions (12), a P channel material channel and a low doped conductivity type collector. N.

19. The semiconductor device of claim 18, wherein:

Rd is the channel resistance of the DMOS transistor,

Vb _E is the base-emitter transition voltage of the PNP,

Rb is the combined base and collector resistance of PNP or NPN transistors.

20. A semiconductor device comprising two semiconductor devices according to any one of items 6 to 19, said devices being connected antiparallelly through said terminals (S1, S2) and provided with a corresponding terminal of said terminals.

21. The semiconductor arrangement of items 10 and 20, wherein said S-shaped surfaces of the P + conductive material of each of said devices penetrate one another.