DE1588072A1 - Spannungsregler fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Generatoren,insbesondere Fahrzeuglichtmaschinen - Google Patents

Description

• Spannungsregler für mit stark wechselnden Drehzahlen

  antruibbare Generatoren, insbesondere Fahrzeuglichtmaschinen

  Dic# :#.rt:niur@@r bezieht sich auf' einen Spannungsregler für mit stark wechselnden

  1)r#ehz:thlt#n ant.reibbare Generatoren, insbesondere Fahrzeuglichtmaschinen, der einen

  zur Nehen-chluß-Feldwicklung des Generators mit seiner Fmitter-Kollektor-Strecke .

  in Reihe liegenden Leistungstransistor und einen auf diesen einwirkenden Steuer-

  trannistor enthält, dessen Basis über eine als Spannunßssollwertgeber dienende

  7f#nerdio(it# mit Gier Ausgangsspannung des Generators oder mit einer zu dieser pro-

  j,()rtiomalt#ri :a)Finnung verbunden und dessen Fmitter-Basis-Strecke durch einen Wider-

  fit.rind @it@ert@r'iekt, ist. .

  litt tit@krtrrr.tf.ri Heplern dic>aer Art, arbeitet der heistungstranalstor nach dem Ein-Aur,-

  Pr#tnzip quitt hleibt so lange stromleitend, bis die zu regelnde Spannung ihren 9o11-.

  wert errpit#ht, tmnn wird die auf diesen Sollwert entsprechende Zenerdiode stark

  f;t r#cxnlei tt#rul, bringt dien Steuertransistor ebenfalls in stark stromleitenden Zustand

  und sperrt, (iadurch den I.eistunpatranaistor. Um die spannungsabhgngige thuahaltung

  des Leistungstransistors jeweils in möglichst kurzer Zeit durchführen und dabei die

  thermische Belastung des Leistungstransistors gering halten zu können, wird häufig

  zwischen der mit der Feldwicklung des Generators verbundenen Kollektorelektrode des

  Leistungstransistors und der Basiselektrode des Steuertransistors bzw. der von der

  Basis des Steuertransistors abgekehrten Elektrode der Zenerdiode ein Rückkopplungs-

  stromkreis vorgesehen. Hei den bekannten Anordnungen sind die zum-Regler gehörenden

  einzelnen Hauelemente in der durch die Schaltung vorgeschriebenen Weise durch Lei-

  tungszüge untereinander verbunden, welche sich auf einer aus Isolierstoff bestehen-

  den und mit diesen Leitungszügen bedruckten Grundplatte befinden. Obwohl bereits

  durch diese Anordnung eine wesentliche Einsparung an Raumbedarf gegenüber jenen

  Spannungsreglern erzielt wurde, welche mit elektromagnetischen Relais arbeiten,

  möchte man den Raumbedarf für einen Spannungsregler der eingangs beschriebenen Art

  weiterhin noch so stark verringern, daß der Spannungsregler ummittelbar in den

  Generator eingebaut werden kann. Hieraus verspricht man sich eine wesentliche Er-

  leichterung; im Einbau und in der späteren Wartung, weil dann, beispielsweise bei

  Verwendung als Fahrzeuglichtmaschine, der Generator lediglich über eine einzige

  Leitung mit der zum Starten den Fahrzeugs erforderlichen Batterie verbunden zu

  werden braucht, während die übrigen, seither im Motorraum des Fahrzeugs vorge-

  sehenen Verbindungsleitungen entfallen können.

  Ein Spannungsregler mit besonders kleinem Raumbedarf und guter Wärmeabführung ergibt

  sich, wenn pe:mä@ der Erfindung der Steuertransistor, die Zenerdiode und der zur

  Emitter-Basis-Streeke des Steuertransistors parallel liegende Widerstand auf einem

  gemeinsamen Halbleiterplättchen, insbesondere einem Siliziumplättchen, aufgebracht

  sind, und zwar vorzugsweise in Planartechnik, und wenn diesen Halbleiterplättchen

  zusammen mit einem den Leistungstransistor enthaltenden Halbleiterkörper auf einer

  @re@inrin: anu#n, vor#zug.3weise# ;iu: Metall. bestehenden Sockclplat-te 1xefestlgt ist. Um iri

  d!ec@@@m Falb- (1h# notwendigen l..eitungrve:roindiuiht#n herstellen zu können, Ist es

  ledlirlich erforderlich, ,je einen Anschlug für die der a3sis des Steuertransistors

  abgekohrte Eltiktrode der Zenerdicxie eInen ersten Anschlulskc%ltakt, für den mit einem

  heeaondereen Artwitäwlderntlnd z4 verbindenden Kollektor des Steuertransistors einen

  :weilt.en Ansohlußkontakt. und eremelnsnm für den Faitte* des aLeuertransistors und

  den Geistungatransiftor:; einen dritten Anachlußkontakt vorzustehen, während der An-

  aetilui3 der Feletwieklung des Generator:-, über dle au.. Metall bestechende: sockelplatte

  erfolgen kann, raut' welcher der den le#istungsttanaistor enttkaltende Halblelterkörper

  mit seiner Kollektorelektröde aufgelötet ist. Ein derartiger Aufbau läßt sich in"

  weiterer-Ausgestaltung der-Erfindung besondere leicht dadurch erzielen, daß durch

  die Sockelplätte.3 in Abstand voneinander angeordnete urtd dir Eckpunkte eines

  mindestens anhähernd gleichsehenkligen, rechtwinkligen Dreiecksbildende, Pfosten-

  artig. an beiden Sdekelplattenseiten vorstehende Anschlußleiter isoliert durch die

  Sockelplatte-hiiridurchgeführt sind. .

  Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist für das den Steuertransistor, die Zener-

  diode und den Emitter-Basis-Widerstarid-des Steuertransistors enthaltende Halbleiter.:

  Plättchen vorgesehen, daß in das gemeinsame; cri seiner Ri4akseite den Kollektoran-

  schluß des Steuertransistors tragende Halbleitcrpll£ttehen aufs Silizium, vorzugs-

  weise aus n-Silizium, eine für die Zenerdiode und dein Steuertransistor gemeinsame

  Basiszone eindiffundiert ist, und daß innerhalb d3,eser Basiszone zwei mit Abstand .

  voneinander angeordnete Emitterzonen eindiffundiert sind und. zwischen den beiden

  Emitterzonen eine mit der Basiszone in Berührung stehende-Potentialleiste süfge-

  bracht ist und daß innerhalb der zur Zenerdiexle gehörenden ersten Emitterzone auf

  dieser eine erste-Kontaktmetallisierung und daß ferner.auf der zum Steuertransistor

  gehörenden zweiten Phitterzone eine zweite Kontaktasetallisierung angebracht ist, die

  mit einem-vön der Potentialleiste abgekehrten Randstreifen über die zweite Emitter-

  zone hinweggreift und dort zur Bildung des Widerstandes.mit der Basiszone direkten

  Kontakt hat. .

  Eine besonders einfaehe und den rauhen-Betriebabedingungen auf Kraftfahrzeugen wider-

  stehende, dem-Sehaltplari des Reglers entsprechende Leitungsverbindung kann'in

  weiterer-Ausgestaltung -der Erfindung in der Weise erzielt werden, daß mit den Kontakt-

  metallisierungen des Halbleiterplättchens Anschlußdrähte mit'einem ihrer Enden ver-

  lötet sind, deren anderes Ende zu einer Wendel geformt und über einen von zwei. An-

  schluBleitern aufgeschoben sind, wohingegen der dritte Anschlußleiter eine mit einem .

  Loch über den Anschlußleiter gesehobene, vorverbleite Blechfahne trägt, auf welcher

  das Halbleiterplättehen mit einer auf seiner-Rüekseitt angebrachten, den Kollektor-

  anschluß des Steuertraneistora bildenden Metallisierung festgelötet ist.

  Die obengenannten Maßnahmen können besonders dann mit Verteil angewendet werden, wem

  im Regler zur Erhöhung der Regelgenauigkeit und zur Verringerunk der Wärmeverluste

  eine Treiberstufe vor dem-Leistungatransistär vorgesehen ist und.diese Treiberstufe

  aus einen >mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zur Basis-Kollektor-Strecke des

  Leistungstracuisters parallel geschalteten Treibertransistor besteht und der mit

  des bitter des Treibertranaiators verbundene Arbeitswiderstand parallel zur

  PSmitter-Baals-Strecke des Leistungstransistors angeordnet ist. In diesem Falle kann

  nach den weiteren Vorschlägen der Erfindung der Treibertransistor und sein zuge-

  höriger Arbeitswiderstand auf einem dritten Halbleiterplättchen vorzugsweise eben-

  falls In ?lanarverfahren hergestellt sein und das Halbleiterplättchen mit seiner

  den Kollektor des Treibertransistors bildenden Unterseite ebenso wie der Leistungs-

  transistor urmittelbar auf der Sockelplatte durch Lötung befestigt werden, so daG

  die erforderliche Verbindung zwischen dem Kollektor des Leistungstransistors und dem

  Kollektor des Treibertransistors unmittelbar über die Sockelplatte erreicht wird..

  Zusätzliche Veiterbildungen, welche vor allem die geometrische Form und Ausbildung

  der Eadtter- und Basiszone des Treibertransistors und die Ausbildung des Arbeits-

  widerstaru3es betreffen, ergeben sieh aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem

  nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, einem Volltransistor-Spannungsregler,

  der in der Zeichnung dargestellt ist.

  Es zeigen:

  Fig. 1 das elektrische Schaltbild des Spannungsreglers in Verbindung mit einer

  zum Betrieb auf einem Kraftfahrzeug bestimmten Drehatrom-Lichtmaschine,

  Fig. 2 in der Draufsicht eine sämtliche aktiven Bauelemente des Reglers ent-

  haltende Baugruppe auf einer gemeinsamen Sockelplatte, während in

  PIg# 3 das erste, den Steuertransistor, die Zenerdiode und den Enitter-Basis-

  üideratsnd des Steuertransistors enthaltende Halbleiterplättchen in der

  Draufsicht und in

  Fig. 11 das den Treibertransistor und seinen Arbeitswiderstand enthaltende dritte

  Halbleiterplättchen ebenfalls in der Draufsicht wiedergegeben ist.

  DEr Sparayngaregler ist zur Betrieb der bei 10 schematisch angedeuteten Drehstrom-

  lichtsasehine bestimmt, welche drei feststehende Drehatrorwieklungen 11,12 und 13

  und eine urlsufabe, auf den Anker der Lichtmaschine angeordnete Feldwicklung 14

  hat und dusch den Motor eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs in üblicher (reise

  über eine ebenfalls nicht dargestellte Hiemenseheibe angetrieben wird. Jede der.

  1?rehstromwicklungen ist über eine den Laststrom der Lichtmaschine führende Plus-

  diode 15 mit dem Pluspol einer zum Starten und zum Betrieb dqs Fahrzeugmotors

  dienenden 12,6-Volt-Batterie 16 verbunden, an welche über *nen Schalter 17 die

  bei 18 angedeuteten, für den Betrieb duzt Fahrzeugs vorgesehenen Verbraucher, wie

  Zündeinrichtung oder Fährbahnbeleuchtung und dgl., angeschlogsen werden könne a!'1. .

  Mit der gemeinsamen, an den Knuapol der Batterie 16 angeschlossenen Minusleitung

  20, sind die Drehatrlcklunger der Lichtmaschine Uber je eine von drei, ebenfalls

  für den vollen Laststrom der Lichtmaschine besessenen Minusdioden 21 verbunden.

  Fair den Erregerstrom, der über den mit unterbrochenen Linien unrahsten Spasmungs-

  regler R der Feldspule 14 zugefüturt und durch den Spannungsregler auf einen der

  Antriebsdrehzahl und der Last zier Lichtmaschine angepaften zeitlichen Mittelwert .

  eingestellt wird, sind drei, ebenfalls an die 17rehstromicklungen angeschlossene

  Erregerdioden 2` vorgesehen, welehe auf eitle zum Regler R führende Plusleitung 23

  derart arheiten, daß zwisehen dieser Plusleitung und der Minusleitung 20 eine

  Spann,ag entsteht, die proportional zu der ilber die laststrmgleichrichter 15 und

  21 an die tterie 18 gelieferten Ladespannung ist, die vom Regler R auf eines von

  der Antriebsdrehzahl und der B-1astung der Lichtaasschine prtioch unabhängigen

  Sollwert von etwa 14 Volt gehalten werden soll.

  Der Regler R enthält als aktive Fauelemente einen mit seiner Emitter-Kollektor-

  7trncke i¢ Reihe etw Feldwicklung 14 liegenden Leistizigatransistor LT, einen Treiber-

  trp-ns4Lstor n° und einen Steuersraauästor ST sowie eine als Sollwertgeber dienende

  Zenerdlode 2., die an die sie des Steuertransietors esyh,ossen ist und in Reihe

  .mit eines zu 1äampensation des Temperaturgangs der ZenerdiMe Z dienenden Silizitse-

  diode 29 hegt, die ihrerseits an den Abgriff P eines aus drei widerstiinden 26,2'T,

  2 besbehc.-Lse:@ Spannungsteilere angeschlossen ist. Zwischen des Verbindungspunkt

  der Widerat#Lnde 26,2'7 und der %#!inusleitung 20 liegt ein illättungskondensator 30

  vorn etwa n,3 m P. Zwischen dem Spannungsteilerabgriff P und der Feldwicklung 14 ist

  ein R#'ekkoppitmgawiderstand 31 von etwa 40 kChm vorgesehen. Von Kollektor des

  Steuertransistors Sri' fUh:t zur Plusleitung 23 ein

  32 von etwa

  , weicher acmassn seit den Widerständen ?6,717 Tand ?8 und dass Rückkopplurgs-

  wiaerstand 51 in Porm einer gedruckten Schaltung in bekannter Weise hergestellt sein

  kann.

  s,3it die :.i@@@tnrsrhine eich b=eim Anlauf aus dem Stillstrand herauas selbst erregen

  kam, suß siehergeatellt werden, daß dann der Leistungstranaäater LT und der Treiber-

  transfator TT atremleitend ist, rd der Stertrsnaistor praktiaeh gesperrt ist.

  Parallel zwar itter-Hasis-gtaeeke des gteuertransl:ters ist daher ein. Widerstand

  ftl von etwa Ohm vorge2-te;m. Parallel zur knitter-Basis-Streexe des Lefstcsfgs-

  "

  tranai.stfKa. s LT ;xixgegen liegt ein Widerstand P2 von etw. 10S, welcher sicher-

  stellt, ds.g der istgstransistor und gleichzeitig weit -Um der TreäbertrrA.dlto"

  vollstdig gesperrt werden , wem die Spsansr4 zmrlsehen den Leitungen 20 und 23

  den 5..1=r' erreieht und der SteuertraaAister äenmutolge durch die nerdlcle Z

  strrle,itend gemneht wird.

  Durch >&'l15üteilder S.eb8IRapi<.:.:Y>@`s zig. J. Sehi'j-..... ';@,lä.>

  elemente In azi rhe? die als inaktive Bauelemente;cl eine gedrwkte Se°@,itwg

  realisiert werder:. uaä über diene Sch.eltmt der Diode 215, und dem stord-r-r_3ator 30?

  verburden rrd*-ng»arteäx släi eIne i;fe-1.-te, d.,.° _7..ktive.3 '°@,ieasi:x@ !r.f`asacrqde

  t e# .1irh, Nlr di##@ü3e eiL-le gLl@ hergessiellte Seckel.-

  platte ' vorzzehei, el.r _2!, r.1f#ra 2- et`IR ,ealebea ferver@@ ';r#t Pax Ihrer #tas'`sioh:

  wiedergegeben lt.>" : etwa 11 rhat .

  einxelrera sind die akti-ttrr i .I#xe "i,3iiaalleiterg,*.ättcheri

  36,37 und eLeLei.2t, v": dener 42.e Pü1`i-t einen 2 Chip hat.

  Das ersteal.ble terplrit@ir >, < <F t !1K : 4: : Ster.ertranzia tar ST, die Zesserdiode z

  und den siavi.cän:t 1 ee @lmere Auf'mu dies('o in hig. 3

  in seiner MraufaIcht und in t>-,F!`nc@°r@:":r Vergrbrurg, ,r-'ederge@e ernten Halb-

  leiteqplättcher3Z ist weh ton sten "r, beseh-e#iebeat. t%w zwei-, Ft.Ible@terplätt-

  chen 37 hat, wie g. 2 deutli gi=b. zeigt, Oe iorm eines $rarates. dessen Kanten-

  länge etwa k beträgt.. ga eW::l- nur Ion in. ä@licher Pgana-teeE,xzik hergestellten

  Leistusrgstrariszfstor 1.T, Jedeeh äit dtresorr@rheit, daß die den Ko:lektoranaahluD

  des :.aisturgatranslators bildende icksete erb wer Sockelplatte dry verlötet ist.,

  wahrend an seiner in Fig. 2 wiedergegebenen, Vorderzelte eine Kßntaktmetalisierung

  40 fi.ir den kuchluß des Beitters und eine ttellisierurg 41 f'1ir den Ansehluß der

  Basis den heistungatransiaters aud`gebraeht ist. Des dritte

  38

  hat ebenfalls quadratiaehe Gtatalt, jedoch nur etwa 1,t# KAntenläage, md enthält

  den Treibertransistor äT sowie den L`i:.t*.ek,-aä»=Widerstard 192 f'1är der teIatmgs-

  tranalstor LT.

  Im einzelnen ist das den Steuertransistor ST, die Zenerdiode Z und den Emitter-

  Basis-Viderstand B1 enthaltende Halbleiterplättehen 36 aus n-leitoxim Silizium

  in der Weise hergestellt, daß zunächst in üblicher Plensrtechnft Innerhalb der

  mit einem Potolack abgedeckten Randzone eine rechteckfürrd.ge Basiszone B1 durch

  Eindiffundieren von in der Gasphase vorliegenden,_ eine p-Leitung ergebenden Db-

  tierungastoffen erzeugt wird. Innerhalb dieser Basiszone sind alt Abstand vonein-

  ander zwei etwa quadratisehe ffltterzonen EI und E2 eindiffundiert, die n-leitende

  Eigenschaften haben. Der Eritter EI gehört zur Zenerdiode Z und mA In der in filg. 1

  wiedergegebenen Weise über die Diode 25 mit dem Spannusgateilerabgriff T Verbunden

  werden. Hierzu ist auf der Earitterzane $1 eine von der Begrenzung dieser Emi.tter-

  zone etwa gleich großen Abstand haltende Kontaktmetallisieruig 43 aus einer Blei-

  Zinn-Legierung angebracht. Die andere Elektrode der Zenerdiode wird von der gemein-

  samen Basiszone B1 gebildet, die als durchgehende p-Schich. -lins unter die den lüaitter

  des Steuertransistors ST bildende Emitterzene fit reieht, jedoch nach dem in Pig. 1

  angegebenen Schaltbild keinen aus dem Halbleiterplättchen herausfiüu'enden, mit der

  übrigen Schaltung verbindbaren Anschlug benötigt. Zwischen den beiden fimitterzonen

  E1 und E2 befindet sich eine aufnetallisierte Potentialleiste 44 auf der p"leitenden

  BEsiszone Bi. Diese Potentialleiste hat lediglich die Aufgabe, vor dem ihr gegen-

  überliegenden Rand der zum Steuertransistor ST gehörenden zweiten Emltterzone E2

  eineinheitliches Basispotential zu sichern.

  Die p-leitende Basisschicht B1 wird im Plenarverfahren durch Diffusion von in der

  Gasphase vorliegenden Bor hergestellt. Daher Ist die Barkonzentration an der in

  Pig. 3 dargestellten Oberseite den Halbleiterplättchens an höchsten. Deshalb wird

  dort auch die Zenerspannurg der von den Emitter EI und der Basisschicht B1 ge-

  bildeten Zenerdiode bestimmt. Wie rechneriseh nachgewiesen werden kam, entstamt

  der Zenerstrom fast ausschließlich den der Potentialleiste 44 unmittelbar benach-

  harten Rand der FEaitterzone E1. Durch die Länge der Potentialleiste 44 läßt sich

  ein optimaler KompromiB zwischen der Flächenbelastung der zur Zenerdiode gehörenden

  Zonen und den mit steigender hlächenbelastutg abnehaendsn Zenerwiderstand einstellen.

  Zurr Anschlug der Gitterzone 32 des Steuertransistors 9r dient eine auf diese Meitter

  zone aufgebrachte Mmt:ktwetallisilrueg 46, die ebenso wie die Kontaktoetallisierung

  43 aus einer Blei-Z%n-Legierung besteht. Die Netallieieung 46 greift mit Iäaw der

  Potentialleiste 44- abgekehrten ibufdzone 4T über die Zwitttrzone E2 hinaus auf die

  dort von Isolierstoffen freigehaltene Basiszone B1 über und ergibt dadurch den

  Faaitterbasiswideritand R1 des Steuertransistors, wobei die Größe*dieses Widerstandes

  durch die Länge der von dieser Kurzsehlußzone 47 zu dem aktiven Emitterrand 45

  führenden Strombahnen bestimmt wird, die über die p-leitende Basisschicht B1 entlang

  dem Rand der Emittei-zene E2 und unter dieser*Emitterzone hindurchführen.

  Das den Treibertransister TT und den Basiswiderstand R2 für den Leistungstransistor

  enthaltende, in fiig. 4 in etwa fünfzigfacher Vergrößerung wiedergegebene-Halbleiter-

  plättchen 38 ist ebenso wie das den Leistungstransistor enthaltende zweite Halb-

  leiterpiättohen 37 mit.eeiner den Kollektoransehlut bildenden Unterseite *auf der

  Sockelplatte ,35 festgelötet. Es enthält eine bis nahe an den Rand des Halbleiter- ;

  plättehen reichende, durch Eindiffundieren von Bor in das n-leitende Silizium-Grund-

  material.erzeugte, p-leitende Basiszone B2, deren Begrenzung durch unterbrochene

  Linien angedeutet ist. In diese Basiszone ist die den Emitter des Treibertransis-

  tors TT bildende n-leitende.Emitterzone E3 eindiffundiert, die unter dem auf sie

  nufgebraehten, von der Kontaktmetallschicht 50 gebildeten ESmitteransehluß jeweils

  geringfügig vorsteht und an dieser Randzone in Fig. 4 durch eine Punktierung ver-

  deutlieht ist: FUr die-hier dargestellte Lösung ist wesentlich, daß die Emitterzone

  E3 im wesentlichen diagonal im Feld der Basiszone H2 liegt und auf diese Weise zwei

  als Basiskontaktflächen dienende Metalliaierurigen 51 und 52 bxw. die unter diesen

  Kontaktflächen dienenden Zonen der Basis B2 elektrisch weitgehend voneinander trennt.

  Diese Trennung ist durch zwei schmale, vom Kollektorgrundmaterial ausgefüllte und

  beim Eindiffundieren der Basiszone B2 ausgesparte Einbuchtungen 54 und 55 verstärkt.

  Durch diese Einbuchtungen wird die Breite der Verbindungszone von der unter-der

  Kontaktfläche 51 liegenden Basiszone zu dem Hauptteil der Basiszone bis auf etwa

  100 aua abgeschnürt. Ein an diese Abschnürung 56 sich anschließendes freies Stück _57

  der Basiszone führt bis zu einer schmalen Stelle 5$, an welcher die Emittermetalli-

  sierÜng 50 auf die Basiszone B2 übergreift und dort demzufolge einen lokalen Emitter-

  $asis-Kurzschluß schafft, der jedoch keineswegs niederohmig ist, sondern einen von

  der Emittermetallisierung 50 zu der Kontaktmetallisierung 51 führenden Widerstand,

  nämlich den Basiswiderstand R2 bildet, der über diese Kcntaktdietallisierung 51 in

  der unten näher beschriebenen weise mit dem Emitter des Leistungstransistors LT

  urid außerdem über die auf der Eeitterzene E3 angebrachte Emittermetallisierung 50

  mit dem'Leistungstransistor verbunden worden kann. Der Ansohluß der Basiszone er-

  folgt über die Metallisierung 52.

  Natürlich führt der lokale Emitter-ßasis-Kurzschluß an der.Stelle 58 zu einer zu-

  sätzlichen Verbindung zwischen dem Emitter und der Basis des Treibertransistorg Ti,.

  wobei diese Verbindung einmal durch den schmalen, zwischen Emitter und Kollektor an

  der Oberseite des Halbleiterplättchens verlaufenden Basisstreifen ganz tun den Eiritter

  E2 herumführt und außerdem unter dem Emitter durch die dünne eigentliche Basis-

  schicht hindurchfährt. Durch geschickte Wahl und Ausbildung des lokalen Emitter- .

  Basis-Kurzschlusses in der Ecke der Emitterkontaktierungsfläehe lassen sich aber

  mit Hilfe der oben erwähnten Basisrandeinbuohtungen 54 und 55 diese beiden Wege

  sehr hochohmig machen, wobei der eine Weg - wie beim dargestellten Ausführtaigsbei-

  spiel - verhältnismäßig lang ist und der andere Weg sogar mit E'hgewiderstand ver-

  sehen ist, so daß insgesamt ein nur unbeträchtlicher Verstärkungsverlust resultiert:

  Infolge der Kontaktierung der durchgehenden Basiszone mit der Kontaktmetallisierung

  51 entstehen im Halbleiterplättchen zwei pn-Dioden, die beim Betrieb des Reglers

  in ihrer Sperr-Richtung beansprucht werden; die erste Diode liegt zwischen dieser

  Kontaktmetallisierung und der Basiszone H2, die zweite pn-Diode zwischen dem An-

  schlußkontakt 51 und dem auf der Rückseite des Halbleiterplättchens angeschlossenen

  Kollektor des Leistungstransistors. Diese beiden zusätzlich entstehenden Dioden

  sind für die Dämpfung von Schwingungen, ä.e während des Betriebs des Reglers auf-

  treten können, von großer Bedeutung und unterstützen in vorteilhafter Weise den

  Kondensator 30, welcher über einem Teil des Spannungsteilers 26,27,28 liegt. Auer-

  dem werden die Emitterstrecken des Leistungstransistors und des Treibertransistors .

  vor Spannungsspitzen umgekehrter Polung geschützt.

  Um alle drei Halbleiterplättchen 36,37 und 38 in einer einzigen Durchfahrt durch

  einen eine inerte Gasatmosphäre enthaltenen Tunnelofen auf der Sockelplatte 35 be-

  festigen und dabei die zwischen den einzelnen Halbleiterplättchen erforderlichen Ver-

  bindungen herstellen zu können, ist die Sockelplatte als gemeinsamer Kollektoran-

  schluß für den Leistungstransistor LT und den Treibertransistor Tf benutzt. Außer-

  dem sind in der Smckelplatte 35 mit Glasisolierungen befestigte, pfostenartig an

  beiden sockelplattenseiten vorstehende Anachlubleiter KIM,X3 vorgesehen, die zur

  Erleichterung der mit Alfe vorn sehahienen erfolgenden Mmtue der Halbleiter- ..

  Plättchen Jeweils an den Kokpunkten eines rechtwinkligen, gleichschenkligen Drei- .

  eeks liegen; auf der verlängerten, durch die lbrpothenuse dieses Dreiecks gehenden.

  Nöhenlinte sind zwei diagonale Xckpunkt! des den treistungatransistora enthalto)den

  HalbleiterpZÜttehens 37 angeordnet. Du das den Steuertransistor 8T, die Zenerdiodw

  und den guitterwidmtaM 1t1 snthal%ende erste Halbleiterplkttehan 36 auf seiner

  Rückseite den.Kollektoranschluß des Steuertransistors trägt, darf es nicht un=

  mittelbar auf die Sockelplatte 35-aufgesetzt-werden. Zu seiner Befestigung ist

  vielmehr eine gelochte Blechfahne 60 vorgesehen, welche an ihrer Oberseite vor-.-

  verbleit ist und .mit ihrem nicht näher bezeichneten Befestigungsloch über den

  Ansehlußleiter IC2 geschoben ist. Auf diese Blechfahne wird das Haibleiterscheib-

  ehen 38 aufgesetzt. Um die seitenrichtige Auflage sicherzustellen, ist auf.dem

  Halbleiterseheibchen eine Orientierungsleiste 61. aufmetallisiert. Von seinen beiden

  Kontaktmetallisierungen kann die zurZenerdiode gehörende Kontaktmeiallisierung 43

  in.einfacher Weise mit dem AnschluBleiter K3, der die Verbindung zu der Zenerdiode

  25 herstellen soll, durch einen dünnen Silberdraht 62 verbunden-werden, der mit

  seinem freien Ende auf die Metallisierung 43 vermöge seiner eigenen Elastizität

  drückt und an seinem anderen Ende zu einer mehrere Windungen enthaltenden Wendel-

  geformt ist, mit welcher er auf den Anschlußleiter K2-bei der Montage zunächst

  aufgesteckt und während der Ofendurchfahrt durch einen-ebenfalls aufgelegten Ring

  aus Lötmetall verlötet werden kann. Die den Emitter des Steuertransistors ST an-

  schließende Kontaktmetallisierung 46 kann in ähnlicher Weise durch einen von-drei

  mit ihren wendelförmigen Enden auf den Anschlußleiter K1 aufgeschobenen Anschluß-

  ärähten 64,65,66 verbunden werden. Dieser Anschlußleiter K1, welcher. außerdem die

  gemeinsame Verbindung zu der Emittermetallisierung 50 des Treibertransistors TT

  über den zweiten seiner Anschlufldrähte 66 herstellt, bildet gleichzeitig den ge-

  meinsamen Anschlußkontakt des Spannungsreglers an die gemeinsame Minusleitung 20.

  Der über die Basismetallisierung 52 auf dem dritten Halbleiterplättchen 38 mög-

  liche Anschluß der Basis des Treibertransistors TT erfolgt mit Hilfe des dritten

  Anachlußdrahtea 67, dessen wendelförmiges Ende ebenfalls auf den AnachluBleiter K1

  aufgeschoben ist. Die bis jetzt noch fehlende Verbindung zwischen dem Eanitter E3

  des Treibertransistors und der Basiszone-41 des Leistungstransistors im Halbleiter-

  plättchen 37 erfolgt über einen Anachlußdraht 68, welcher mit einem Ende auf der

  Basiszone 41 und mit seinem anderen Ende-auf der in der Unken unteren Ecke des

  Halbleiterplättchens 38 grolflächig ausgebildeten Meittermetallisierung 50 aufliegt

  und während der Durchfahrt durch den varhef or94tbatea Wtofen durch nicht darge-

  stellt* Schablonen gehalten wird.

  Der besondere Vorteil der beschriebenen und in den Pig. 2 bfe 4 wiedergegebenen Aus-

  bildung und Anordnung der Haibleiterecheibƒhen 36,37 und 38 liegt darin, cütf mit

  großer fabrikatorischer Sicherheit und nur sehr twriv4cm Aussahuiquaten gearbeitet

  werden kann unä daß infolge der so erzielten Lötverbindungen auöh eine hohe Wider-

  stanästähigkeit-der Gesmüanordnung gegenüber Erschütterungen und den beim Betrieb

  auf Kraftfahrzeugen zu ei@@ertlmden-reehaniaehen und thermischen Beanspruchungen er-

  zielt wird,

  Heim Auaführungebeiapiel Ist-der Iiatungatraxraister LT stuf einem Halbleiterplätt-

  chen 37 und der Treibertransistor TT auf einem von diesem getrennten Halbleitar-

  plättehen 3$-untergebraeht. Es ist'indessen aber-auch möglich für diese beiden

  Transistoren eine bekannte Darlington-Anordnung in einem einzigen, für beide

  Transiatoren-ge»insaawn-Halbleiterkörper vorzusehen, ohne dalli dabei der Grundge-

  danke der ErfIndesg- verlassen wird.

Claims (1)

1. Ansprüche: 1..Spannungsregler für mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbäre Generatoren, insbesondere Fahrzeuglichtmaschinen, der einen zu Nebenschlußfeldwicklung des Generätors mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe liegenden Leistungs- transistor und einen auf diesen einwirkenden Steuertransistor enthält; dessen Basis über eine als Spannungssollwertgeber dienende Zenerdiode mit-der Ausgangs- spannung des Generators oder mit einer zu dieser proportionalen Spannung ver- bunden und dessen Emitter-Basis-Streeke durch einen Widerstand überbrückt ist, dadurch gekennzeiehriet, daß der Steuertransistor (ST); die-Zenerdiode (Z) und der Widerstand (R1-) auf einem gemeinsamen Halbleiterplättchen (36), insbesondere einem Siliziumplättchen - vorzugsweise in Planarteehnik - aufgebracht sind und daß dieses Plättchen zusammen mit einem den Leistungstransistor (LT) enthaltenden plättehenförmigen Halbleiterkörper (37) auf einer gemeinsamen Sockelplatte be- festigt ist. 2. Regler mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß.in das gemeinsame, an seiner Rüekaeite den Kollektoraneehluß des Steuertransistors tragende Halbleiterplätt- chen (36) aus Silizium, vorzugsweise aus n-Silizium, eine für die Zenerdiode (Z,) und den'Steuertransistor ($T) gemeinsame Basiszone (B1) eindiffundiert ist, und daß innerhalb dieser Basiszone zwei mit Abstand voneinander angeordnete Ernitterzonen (E1,E2) eindiffundiert sind und zwischen den beiden Emitterzonen eine mit der Basiszone in Berührung stehende, als Metallstreifen ausgebildete Potentialleiste (44) aufgebracht ist und daß innerhalb der zur Zenerdiode ge- hörenden ersten Emitterzone (E1) auf dieser eine erste Kontaktmetallisierung (43) I und daß ferner auf der zum Steuertransistor (59) gehörenden zweiten Emitter- zone (E2) eine zweite Kontaktmetallisierung (46) angebracht ist, die mit einem von der Potentialleiste abgekehrten Randstreifen (47) über die zweite gnitter- zpne hinweggreift und dort zur Bildung des Widerstandes (R1) mit der Basiszone (H1) direkten Kontakt hat. 3. Regler nach Anspruah t, dadurch gekennzeichnet, daß die. gemeinsame Sockelplatte . (35) als Kollektoransehluß für den Leistungstransistor (LT) dient und daß in der .Sockelplatte drei diese isoliert durchdringende, pfostenartig an beiden Sockel- .Plattenseiten vorstehende AnschluSleiter (K1,K2,K3) vorgesehen sind. 4. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dan mit den Kontaktmeta111sierungen (43,46) des Halbleiterplättchens (36) Anschlußdrähte (62,64) verlötet. sind, deren anderes Ende zu einer Wendel geformt und über einen von zwei Anschlutleitern (K1, K3) aufgeschoben sind, wohingegen der dritte Anschlußleiter (K2) eine mit einem Loch über den Anschlußleiter geschobene, vorzugsweise vorverbleite Blechfahne (60) trägt, auf welcher das Halbleiterplättchen (36) mit einer auf seiner Rück- seite angebrachten, den Kollektoranschluß des Steuertransistors (ST) bildenden Metallisierung festgelötet ist. 5. Regler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (K1,K2,K3) an den Ecken eines in der Sockelplattenebene liegenden, rechtwinkligen und vorzugsweise gleichschenkligen Dreiecks durch die Sockelplatte hindurchge- führt sind, wobei der den Leistungstransistor (LT) enthaltende, plattenförmige Halbleiterkörper (37) mindestens zu einem Großteil außerhalb der Dreiecksfläche, ,jedoch in der Nähe der Hypothenuse des Dreiecks liegt. 6. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem dem Leistungstransistor ein Treibertransistor vorgeschaltet ist, dessen Basis mit dem Kollektor des Steuer- transistors verbunden und dessen Emitter-Kollektor-Strecke zur Basis-Kollektor- Strecke des Leistungstransistors parallel und mit einem Emitterwiderstand in Reihe liegt, der parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Leistungstransistors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor (TT) und der Emitterwiderstand (R2) auf einem gemeinsamen Halbleiterplättchen (38), insbe- sondere einem Siliziumplättchen - vorzugsweise in Planartechnik aufgebracht sind und daß dieses dritte Siliziumplättchen zusammen mit dem den Steuertransistor (ST), die Zenerdiode (Z) und den Emitterbasiswiderstand (R1) des Steuertransistors enthaltenden ersten Halbleiterplättchen (36) sowie dem plättehenförmigen, den T2istunpstransistor (T.T) enthaltenden Halbleiterkörper (37) auf der gemeinsamen Sockelplatte (j5) festgelötet ist. 7. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Siliziumplättehen (5H) an ipiner Uhtereeite den Kollektoransohluß für den Treibertransistor (TT) ;iut'wf-iat. arid an seiner von der Otx-rseite her eindift'undierten 13aslyzone (B2) t#inen Angrt)lußkontakt (51) hat, der in einer Ecke der eitwa quadratischen Ober- seite sitzt und vom übrigen Teil der Basiszone durch wenigstens eine von der Basisdotierung freigehaltne Engstelle (54,55)' bis,auf'einen behmalen Steg (56) abgetrennt ist.- - - B. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daB in Verlängerung des Steges (56) eine aüaerdem.von der@Einitterzone (E3) freigehaltene Zone (57) vorgesehen ist, von welcher-ein kleiner Abschnitt (58) unter-dem Enitteranschlupkontakt (50) liegt und mit diesem leitend verbunden ist. .