DE1282793B - Transistoranordnung mit Gehaeuse - Google Patents
Transistoranordnung mit GehaeuseInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MVWt PATENTAMT
Int. α.:
HOIl
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1282 793
Aktenzeichen: P 12 82 793.9-33 (S 85392)
Anmeldetag: 27. Mai 1963
Auslegetag: 14. November 1968
Es ist eine Transistoranordnung mit Gehäuse bekannt, bei der der — insbesondere mit seiner
Kollektorzone — an der Stirnseite einer zylindrischen, insbesondere stempelartig geformten Elektrodenzuführung
befestigte Transistor mit mindestens zwei weiteren gegeneinander isolierten Elektrodenzuführungen
derart versehen ist, daß die konzentrischen Elektrodenzuführungen mit je einer Elektrode
des Transistors leitend verbunden sind und die konzentrischen Elektrodenzuführungen und das Gehäuse
rotationssymmetrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführung angeordnet sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer solchen Anordnung noch weitere Verbesserungen, insbesondere
bezüglich des Hochfrequenzverhaltens, mit möglichst geringem Aufwand zu erzielen, der eine
noch bessere Entkopplung zwischen Transistoreingang und Transistorausgang ermöglicht.
Dies gelingt bei einer Anordnung gemäß der Erfindung dadurch, daß zwei im wesentlichen zueinander
konzentrisch und koaxial angeordnete, aus isolierendem Material bestehende Ringe unterschiedlicher
Größe derart im Unterteil des Gehäuses vorgesehen sind, daß die durch die Öffnung des kleinsten
und inneren Ringes geführte zylindrische Elektrodenzuführung und die zwischen den beiden
isolierenden Ringen hindurchgeführte ringförmige Elektrode bzw. Elektrodenzuführung hermetisch miteinander
verbunden sind und daß eine der ringförmigen Zuleitungen als Schirmung gegen die
andere zylindrische Zuführung ausgebildet ist, indem die ringförmige Elektrodenzuführung im allgemeinen
näher an das Transistorsystem als die andere — abzuschirmende — ringförmige Elektrodenzuführung
hingeführt ist.
Der Begriff »ringartig« besagt, daß die Verwendung nicht nur eines runden, insbesondere kreisrunden
Ringes, sondern auch die Verwendung dreieckiger, viereckiger und anderer »Ringformen« zulässig
ist. Ferner darf die Peripherie des Ringumfanges auch eine von der Peripherie der Ringöffnung
verschiedene Gestalt besitzen. Schließlich ist es zulässig, wenn die Gestalt der Ringfläche längs
der die »ringartige« Berührung zwischen der ringartigen Elektrode bzw. Elektrodenzuleitung und dem
Gehäuse stattfindet, eine von der Gestalt der Ringelektrode bzw. Elektrodenzuführung verschiedene
Gestalt besitzt.
Die bevorzugte Ausführungsform, die vor allem auch der angestrebten, möglichst raumsparenden
Bauart entgegenkommt, besteht jedoch darin, daß sowohl das Gehäuse als auch der stempel- oder
Transistoranordnung mit Gehäuse
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Hans Hargasser,
Dipl.-Ing. Cornelius Noss, 8000 München
plattenförmige Träger des Halbleitersystems und schließlich die ringartigen Elektroden bzw. Elektrodenzuführungen
zueinander koaxial bzw. konaxial angeordnet sind und dabei im wesentlichen rotationssymmetrisch
bezüglich der gemeinsamen Achse, zu der gleichzeitig das Halbleitersystem zentriert ist,
ausgebildet sind.
Eine entsprechend der Lehre der Erfindung durchgeführte Montage eines Mesatransistors ist vorzugsweise
derart ausgestaltet, daß der stempel- oder plattenförmige Träger des Halbleitersystems den
Kollektor kontaktiert, während die beiden ringförmigen Gebilde als Elektrodenzuleitungen mit dem
Emitter bzw. mit der Basis des Mesatransistors leitend verbunden sind. Die leitende Verbindung
kann entweder unter unmittelbarer Berührung zwischen Halbleiterelektrode und ringförmiger Elektrodenzuleitung
oder unter Verwendung eines leitenden Zwischengliedes, z. B. einer mit je einer der
Elektroden des Halbleitersystems in Kontakt gebrachten Spitze, vorgenommen sein. Bevorzugt wird
hierbei wegen der Kleinheit des Transistors ein dünner, z. B. aus Gold oder Goldlegierung bestehender
Draht, der sowohl mit der ringartigen Elektrodenzuführung als auch mit der Elektrode
an der Halbleiteroberfläche (vorzugsweise durch Thermokompression) fest verbunden ist. Ein derart
kontaktierter Mesatransistor ist bei der in den Figuren dargestellten Montageart entsprechend der
Lehre der Erfindung verwendet.
F i g. 1 stellt dabei einen Längsschnitt durch die vollständige Anordnung,
F i g. 2 eine Aufsicht nach Entfernung der Deckkappe
des Gehäuses dar. Die Bezugszeichen stimmen in beiden Figuren überein.
809 637/1104-
Der Mesatransistor 2 ist mit seiner Kollektorzone sperrfrei auf dem" als Kollektorelektrode bzw.
Kollektoranschluß dienenden stempeiförmigen Träger festgelötet oder festlegiert. Die Kollektorelektrode 1
weist im oberen Teil einen Kragen 1 α auf, auf welchem ein aus isolierendem Material bestehender,
mit dem oberhalb des Kragens 1 α befindlichen Teil der Kollektorelektrode 1 verschmolzener oder anderweitig
hermetisch verbundener Ring 3 angebracht ist,
dünnen 'Golddrahtes 7' kontaktieren zu können, ohne daß es zu einer Berührung mit der Kollektorzone des
Transistors kommen kann. Im übrigen sind die Ausführungen bezüglich der Kontaktierung der Emitter-5
elektrode auf die Kontaktierung der Basiselektrode übertragbar.
Der Basisring erstreckt sich, wie die Figuren erkennen lassen, radial weit nach außen, teils um den
elektrischen Anschluß der Basis beim Einbau in ein
der etwa in der Höhe der Unterseite des Mesa- ίο Gerät zu erleichtern, teils um eine entsprechende
transistors abgeschnitten ist. Kühlung des Systems während des Betriebes zu er-
Außerhalb dieses Ringes 3 ist ein ähnlicher aus halten.
isolierendem Material bestehender Ring 4 ange- Bei der Bemessung der Einzelteile des Gehäuses
bracht. Zwischen den beiden Ringen 3 und 4 ist der und der Anschlüsse empfiehlt es sich, darauf zu
ringförmige Basiselektrodenanschluß 5 ringartig hin- 15 achten, daß die Anschlußstellen für Emitter, Kollekdurchgeführt.
Ein weiterer als Emitteranschluß tor und Basis möglichst in einer Ebene liegen, was
dienender Metallring 6 ist ringartig zwischen dem stark zur Verminderung der Wirkung der Kopplungsisolierenden Ring 4 und der Deckkappe 9 des Ge- kapazitäten beiträgt. Bei der in den Figuren darhäuses
hindurehgeführt. gestellten Anordnung ist dies mit guter Annäherung
Um den gewünschten hermetischen Abschluß des ao verwirklicht.
Gehäuses zu erzielen, verwendet man für die Isolier- Eine weitere Verminderung der Kopplungsringe 3 und 4 zweckmäßig (dunkles) Glas oder kapazitäten kann in Weiterbildung der Erfindung
Keramik als Werkstoff, so daß die Ringe vakuum- durch Verwendung von Abschirmblechen erfolgen,
dicht mit den angrenzenden Metallteilen, nämlich Für den am häufigsten vorkommenden Fall der Verden
ringartigen Elektrodenanschlüssen 5 und 6 so- 25 wendung des Transistors in Basisschaltung liegt die
wie der Kollektorelektrode 1, verschmolzen werden Basis des Transistors an Masse. In diesem Falle wird
können. Um die nötige Festigkeit der Verbindung das Abschirmblech zweckmäßig mit dem Basiszu
gewährleisten, empfiehlt es sich, darauf zu achten, elektrodenanschlußring 5 verbunden, wie dies auch
daß das Material der Isolierteile 3 und 4 einen mög- in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Liegt hingegen
liehst dem der (aus demselben Material bestehenden) 30 der Transistor mit seiner Emitterelektrode an Masse
Metallteile 1, 5 und 6 angeglichenen thermischen ^ (Emitterschaltung), so wird das Abschirmblech zweck-Ausdehnungskoeffizienten
besitzt. Da die Deck- mäßig mit dem Emitteranschlußring verbunden. In
kappe 9 nur mit dem Metall des Emitterelektroden- diesem Falle kann genau die gleiche Konstruktion,
anschlußringes 6 in Verbindung gebracht ist, was wie sie in der Figur dargestellt ist, Verwendung
insbesondere durch Verlöten geschieht, ist eine der- 35 finden. Zum Unterschied zu dem in den Figuren darartige
Forderung für die Deckkappe 9 nicht not- gestellten Fall wird dann die Emitterelektrode mit
wendig. dem Elektrodenanschlußring 5 und die Basiselektrode
Der Emitterelektrodenanschlußring 6 ist im wesent- mit dem Elektrodenanschlußring 6 verbunden,
liehen eben und umgibt das System des Mesa- Bei der Anordnung des Schirmbleches 8, das mit
transistors 2 (ebenso wie der Basiselektroden- 40 dem Anschlußring 5 durch Punktschweißung veranschlußring
5) koaxial. Mindestens die Oberseite bunden sein kann, empfiehlt es sich, darauf zu
des Elektrodenanschlußringes 6 für die Emitter- achten, die Abschirmung möglichst dicht über der
elektrode 2 α sollte etwas höher als die Ebene der Oberseite des. Mesatransistors anzubringen und so
Oberseite des Mesatransistors 2 (Oberfläche des zu wählen, daß das Abschirmblech das Transistor-Mesaberges
des Transistors) liegen, wenn die 45 system vollständig überdeckt. Auf diese Weise wird
Emitterelektrode 2 α, wie bei den in den Figuren dar- eine elektrische Wirkung auf Grund der Kapazität
gestellten Beispielen, durch einen dünnen Draht 7, T1 zwischen Gehäuse (insbesondere Gehäusekappe 9)
insbesondere aus Gold oder Goldlegierung, ver- und dem Transistor 2 weitgehend vermieden, da das
bunden ist. Abschirmblech die kapazitive Kopplung zwischen
Der Emitterelektrodenanschlußring 6, dessen Ge- 50 den sich großflächig gegenüberstehenden Anschlüssen
stalt insbesondere aus Fig. 2 klar erkennbar ist, verhindert. Um die Zuleitungsinduktivität zu reduzieren,
wird der Emitterelektrodenanschluß mit relativ großem Leitungsquerschnitt (als Ring) möglichst
nahe an das Transistorsystem herangeführt, 55 was durch die Zunge 6 a begünstigt wird. Die Zunge
verkürzt nämlich die Lunge des Zuführungsdrahtes 7 und damit dessen Induktivität. Falls erwünscht, kann
an der anderen ringförmigen Elektrodenzuführung (die dem Transistor wesentlich näher kommt) ebendient
vor allem dazu, um die mechanische Stabilität 60 falls eine Zunge vorgesehen sein,
der Gesamtanordnung zu erhöhen. Zum anderen Die Deckkappe, die zweckmäßig aus Metall be-
aber wirkt sisTTm Sinne~~der lihgestrebten Ver- steht, dient im Falle der iii denΓ Figuren" dargestellten"
besserungen der elektrischen Eigenschaften der Anordnung als äußerer Emitteranschluß, über den
Montage. Dabei ist auch hier vorgesehen, daß die die zum Betrieb der Anordnung notwendige Emitter-Oberseite
des inneren Teils des Basiselektroden- 65 spannung zugeführt wird. Der oberste Teil dieses
anschlußringes5 mindestens die Höhe der Oberseite Anschlusses kann, wie in der Fig. 1 angedeutet, ein
des Mesatransistors 2 hat, um die Basiselektrode 2 b Schraubgewinde aufweisen. Sie läßt genügend Raum,
mit dem Basiselektrodenanschlußring 5 mittels eines um über dem Abschirmblech noch der Stabilisierung
weist einen zungenartigen Fortsatz 6 α nach innen
auf, an dem der Golddraht 7, der die Emitterelektrode 2 α mit dem Emitterelektrodenanschlußring
6 verbindet, befestigt ist.
Im Gegensatz zum Emitterelektrodenanschlußring 6 ist der Basiselektrodenanschlußring 5 nicht
eben, sondern besitzt, wie die Fig. 1 klar erkennen läßt, eine ausgeprägte Profilierung. Diese Profilierung
des Transistors dienende Stoffe aufnehmen zu können.
F i g. 2 stellt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie F i g. 1 (nach Entfernung der Deckkappe
9 und des Schirmbleches 8) von oben gesehen dar. Der Mesatransistor ist jedoch im Falle der
Fig. 2 mit zwei Basiselektroden 2b und einer Emitterelektrode 2 α ausgerüstet. Die beiden Basisanschlußdrähte
7 gehen von den Basiselektroden 2 b zum Basiselektrodenanschluß 5, während die Emitterelektrode
2 α mit der Zunge 6 a des Emitteranschlußringes über den Draht T verbunden ist.
Um auf die Größenordnung solcher Vorrichtungen hinzuweisen, wird bemerkt/ daß gewöhnlich der
zylinderförmige Kollektoranschluß 1 einen Durchmesser von etwa 1 mm und eine Länge von etwa
0,8 bis 1 cm hat. Das an der Stirnseite des Kollektoranschlusses befestigte Halbleitersystem besitzt eine
Fläche von 0,5 mm und eine Stärke von 0,1 bis 0,2 mm. Die radiale Ausdehnung des Basisringes ist
etwa 1 cm, der Radius und die Höhe der Gehäusekappe 9 etwa 0,5 bis 0,6 cm. Die Anschlüsse für
Emitter, Kollektor und Basis sind weniger als 0,5 mm von einer mittleren Ebene entfernt.
Die Fig. 2 weist im Vergleich zur Fig. 1 noch
eine weitere Besonderheit auf, da die Emitterelektrode 2 α mittels zweier Drähte 7 mit der Zunge
6 a des Emitterelektrodenanschlusses verbunden ist, wobei beide Drähte 7 etwas auseinanderlaufen.
Durch eine solche Maßnahme kann eine weitere Verringerung der Gesamtinduktivität der Montage erreicht
werden, insbesondere dann, wenn die Zunge 6 α möglichst in die Nähe der Emitterelektrode reicht
und die Drähte 7 entsprechend kurz gehalten werden können. Eine solche Maßnahme ist auch bei
anderen Elektroden, insbesondere auch in Fällen, bei denen mehrere Emitter- und Basiselektroden
vorhanden sind, vorteilhaft.
Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist stets dann vorteilhaft, wenn es sich um die Montage eines
Mesa- oder Planartransistors für kurze Frequenzen handelt.
Claims (7)
1. Transistoranordnung, insbesondere Mesa- oder Planartransistoranordnung mit Gehäuse, bei
der der — insbesondere mit seiner Kollektorzone — an der Stirnseite einer zylindrischen,
insbesondere stempelartig geformten Elektrodenzuführung befestigte Transistor mit mindestens
zwei weiteren, gegeneinander isolierten Elektrodenzuführungen derart versehen ist, daß die
konzentrischen Elektrodenzuführungen mit je einer Elektrode des Transistors leitend verbunden
sind und die konzentrischen Elektrodenzuführungen und das Gehäuse rotationssymmetrisch
zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei im wesentlichen zueinander konzentrisch und koaxial angeordnete, aus isolierendem
Material bestehende Ringe (3, 4) unterschiedlicher Größe derart im Unterteil des Gehäuses
vorgesehen sind, daß die durch die Öffnung des kleinsten und inneren Ringes (3) geführte
zylindrische Elektrodenzuführung (1) und die zwischen den beiden isolierenden Ringen
(3, 4) hindurchgeführte ringförmige Elektrode bzw. Elektrodenzuführung (5) hermetisch miteinander
verbunden sind und daß eine (5) der ringförmigen Zuleitungen (5, 6) als Schirmung
gegen die andere zylindrische Zuführung (6) ausgebildet ist, indem die ringförmige Elektrodenzuführung
(5) im allgemeinen näher an das Transistorsystem als die andere — abzuschirmende —
ringförmigeElektrodenzuf ührung (6) hingeführt ist.
2. Transistoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie für den Betrieb
in Emitterschaltung derart ausgebildet ist, daß die Emitterelektrodenzuführung (6) als Schirm
zwischen Basis und Kollektor verwendet ist.
3. Transistoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie für den Betrieb in
Basisschaltung derart ausgebildet ist, daß die Basiselektrodenzuführung (5) als Schirm zwischen
Emitter und Kollektor verwendet ist.
4. Transistoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
als Schirm dienende Zuführung an Masse gelegt und mit einem Abschirmblech (8) versehen ist,
welches in den Raum zwischen Transistor (2) und Gehäusedeckel (9) hineinragt.
5. Transistoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Deckel des Gehäuses (9) mindestens teilweise aus Metall besteht und die weitere Kontaktierung
mindestens einer der ringförmigen Elektrodenzuführungen (6, 5) vermittelt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden
Ringe und die an sie angrenzenden Metallteile etwa den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
besitzen.
7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlußstelle für Emitter, Kollektor und Basis etwa in einer Ebene liegen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1068 816;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 837 646;
britische Patentschriften Nr. 919 571, 922 617, 622, 881 579, 859 025, 831295, 824 255,
804011, 715 268;
804011, 715 268;
schweizerische Patentschrift Nr. 337 949;
französische Patentschrift Nr. 1304 251;
USA.-Patentschriften Nr. 2 999 964, 2 878 399,
880 383, 3 001110, 3 196 203;
880 383, 3 001110, 3 196 203;
RCA-Receiving Tube Manual, 1956, S. 7/8.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 637/1104 11.68 © Bundesdruckerei Berlin
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