DE1107295C2 - Halbleiteranordnung - Google Patents
HalbleiteranordnungInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
PATENTSCHRIFT 1107295
JNTERNAT.KL. H 01 I
ANMELDETAG: 2. NOVEMBER 1960
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. MAI 1961
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. MAI 1961
AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT: 4. JANUAR 1962
STIMMT ÜBEREIN
MIT AUSLEGESCHRIFT
MIT AUSLEGESCHRIFT
1107 295 (T 19216Kd/21a4)
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, insbesondere Leistungstransistor für hohe Frequenzen.
Leistungstransistoren unterscheiden sich von den übrigen Anordnungen im wesentlichen durch größere
Abmessungen. Dies bedeutet beispielsweise bei Hochfrequenztransistoren der Mesa-Bauart, daß die maximal
abgebbare Leistung nahezu beliebig durch Verlängerung der streifenförmig ausgebildeten Elektroden
vergrößert werden kann. Leistungsabgabe und Leitwerte des Transistors sind dabei proportional
der Streifenlänge.
Während sich bei kleinen Streifenlängen die Ausgangs- und Rückwirkungskapazitäten relativ leicht
durch äußere Induktivitäten wegstimmen lassen, ist jedoch eine Neutralisation bzw. ausgangsseitige Anpassung
bei großen Streifenlängen und hohen Frequenzen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Neutralisierungs- bzw.
Anpassungselemente getrennt vom Eingangs- oder Ausgangskreis angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es in vielen Fällen vorteilhaft ist, wenn die Neutralisierungs-
bzw. Anpassungselemente nicht wie bisher üblich am Ende der im allgemeinen der Leistungszufuhr
bzw. -abgabe dienenden Elektrodenzuleitungen angebracht sind. Gemäß der Erfindung sollen
vielmehr die Elektrodenzuleitungen für Eingangsund Ausgangskreis nicht für die Neutralisierungs-
bzw. Anpassungselemente verwendet werden, sondern die Neutralisierungs- bzw. Anpassungselemente sollen
entweder eigene Zuleitungen erhalten oder unmittelbar an den Halbleiterelektroden angebracht
werden.
Der- Erfindung liegt einmal die Erkenntnis zugrunde,
daß die den Abstimmelementen und den Eingangs- und Ausgangskreisen gemeinsamen Zuleitungsinduktivitäten
vor allem bei hohen Frequenzen die Rückwirkung sehr stark erhöhen und in vielen
Fällen unerwünschte Schwingungen des Transistors verursachen. Des weiteren hat sich herausgestellt,
daß bei sehr hohen Frequenzen die zur Neutralisation bzw. Anpassung erforderlichen Induktivitäten
so kleine Werte annehmen, daß eine Neutralisation bzw. Anpassung nur möglich ist, wenn die
Neutralisierungs- bzw. Anpassungselemente unmittelbar mit den Halbleiterelektroden verbunden sind.
Die Neutralisierungs- bzw. Anpassungselemente sind so auszubilden, daß ein gleichstrommäßiger
Kurzschluß vermieden wird. Es empfiehlt sich, solche Elemente zu verwenden, deren Induktivität variabel
Halbleiteranordnung
Patentiert für:
Telefunken Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau
Dr. Ernst Fröschle, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
ist. Als Neutralisierungs- bzw. Anpassungselement eignet sich beispielsweise ein Metallbügel, der unmittelbar
mit den in Frage kommenden Elektroden verbunden wird, wenn keine eigenen Zuleitungen vorgesehen
sind. Der Metallbügel läßt sich leicht so herstellen, daß durch Verformung des Bügels.die verschiedensten
Induktivitäten erhältlich sind.
Zur Vermeidung eines gleichstrommäßigen Kurzschlusses bei Verwendung eines Metallbügels muß
zumindest zwischen dem einen Ende des Metallbügels und einer Halbleiterelektrode eine Isolierschicht
vorgesehen sein. Diese isolierende Schicht wird vorzugsweise so dünn bemessen, daß die Kapazität
zwischen dem Neutralisations- bzw. Anpassungselement und der von diesem durch die Isolierschicht
getrennten Elektrode größer ist als die wegzustimmende innere Kapazität.
Eine Variation der Induktivitätswerte läßt sich, wie bereits ausgeführt, leicht erzielen, wenn der verwendete
Metallbügel mechanisch verformbar ausgebildet ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen mit
Schlitzen versehenen Metallbügel bzw. eine Metallscheibe zu verwenden, auf der eine ebenfalls mit
Schlitzen versehene Deckplatte drehbar derart angeordnet ist, daß durch Drehen der Deckplatte eine
Änderung der Induktivität erzielt wird.
Man kann jedoch auch auf die Isolierschicht verzichten und einen gleichstrommäßigen Kurzschluß
dadurch verhindern, daß der Metallbügel kapazitiv an die eine Halbleiterelektrode mit Hilfe eines
pn-Überganges angekoppelt ist.
109 763/66
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In Fig. 1 ist der mesaförmig
ausgebildete Halbleiterkörper kollektorseitig auf eine Grundplatte 1 aufgebracht. Der Halbleiterkörper besteht
aus der Kollektorzone 2, der Basiszone 3 und einer dazwischenliegenden Intrinsiczone 4. In den
Halbleiterkörper sind die Emitterelektrode 5 und die Basiselektrode 6 einlegiert. Zur Neutralisation der
Basis-Kollektor-Kapazität ist auf die Basiselektrode 6 eine bandförmige Zuleitung 7 aufgelötet, deren
anderes Ende 8 nicht unmittelbar auf die Grundplatte 1 aufgebracht ist, sondern von dieser durch
eine Isolierschicht 8 zur Vermeidung eines gleichstrommäßigen Kurzschlusses getrennt ist.
Die bandförmige Zuleitung 9 hat die Aufgabe, zumindest den größten Teil der Emitter-Kollektor-Kapazität
wegzustimmen, und dient als Neutralisationselement. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist die
Zuleitung 9 ganz analog der Zuleitung 7 mit der Emitterelektrode 5 einerseits und der Kollektorelektrode
1 andererseits unter Verwendung einer Isolierschicht 10 verbunden. Die Induktivität der bandförmigen
Zuleitungen 7 und 9 kann leicht durch einfaches Verbiegen den jeweiligen Erfordernissen angepaßt
werden. Die Elektrodenzuleitungen 11 und 12 für die Emitter- und Basiselektrode sind im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 auf die bandförmigen Zuleitungen 8 und 9 aufgelötet.
Die Anordnung der Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der
Halbleiterkörper der Fig. 2 eine größere Fläche aufweist als der Halbleiterkörper der Fig, 1. Die größere
Flächenausdehnung ist dadurch bedingt, daß im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 1 das eine Ende
der Metallstreifen 7 und 9 nicht mit der Grundplatte 1 unter Verwendung trennender Isolierschichten
8 und 10 verbunden sein soll, sondern die Kopplung mit der Kollektorelektrode jeweils durch einen
im Halbleiterkörper vorhandenen pn-übergang kapazitiv erfolgen soll. Der eigentliche Halbleiterkörper,
in dem die Transistorwirkung erzielt wird, ist von den die Ankopplung bewirkenden pn-Übergängen 13
und 14 durch Ätzvertiefungen 15 und 16 getrennt. Die Kontaktierung der pn-Übergänge erfolgt durch
die streifenförmigen Zuleitungen 7 und 9, die unter Verwendung der Lote 17 und 18 auf den Kontaktflächen
angelötet sind. Isolierschichten sind bei Ankopplung durch pn-Übergänge nicht erforderlich.·
Claims (9)
1. Halbleiteranordnung, insbesondere Leistungstransistor für hohe Frequenzen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Neutralisierungs- bzw. Anpassungselemente getrennt von den Elektrodenzuleitungen
angebracht sind.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisierungs-
bzw. Anpassungselemente unmittelbar an den Halbleiterelektroden angebracht sind.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Neutralisierungs-
bzw. Anpassungselemente eigene Zuleitungen vorgesehen sind.
4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisierungs-
bzw. Anpassungselemente derart ausgebildet sind, daß ein gleichstrommäßiger Kurzschluß vermieden wird.
5. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Neutralisations- bzw. Anpassungselemente derart ausgebildet sind, daß ihre Induktivität variabel ist.
6. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Neutralisierungs- bzw. Anpassungselemente aus einem Metallbügel bestehen, der zwischen zwei
entsprechenden Elektroden angeordnet ist, und daß zwischen mindestens einem Ende des Metallbügels
und der einen Elektrode eine Isolierschicht angebracht ist.
•7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht
derart dünn ausgebildet ist, daß die Kapazität zwischen dem Neutralisations- bzw. Anpassungselement und der von diesem durch die Isolierschicht
getrennten Elektrode größer ist als die wegzustimmende innere Kapazität.
8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbügel
mechanisch verformbar ausgebildet ist.
9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbügel
mit Schlitzen versehen ist und daß eine ebenfalls mit Schlitzen versehene Deckplatte drehbar
auf dem Metallbügel derart angeordnet ist, daß durch Drehen der Deckplatte eine Änderung
der Induktivität erzielt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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