DE1614844A1

DE1614844A1 - Bistabile Halbleitervorrichtung fuer Starkstrom

Info

Publication number: DE1614844A1
Application number: DE1967T0034381
Authority: DE
Inventors: Stanislas Teszner
Original assignee: Jeumont Schneider SA
Current assignee: Jeumont Schneider SA
Priority date: 1966-07-22
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1970-12-23
Also published as: DE1614844C3; DE1614844B2; BE701300A; GB1198132A; NL160681C; NL6709879A; US3465216A; NL160681B; FR1497548A

Description

49,, rue de la Tour* Paris 16e / !Frankreich

2) SOCIETS DE COHSTRUCTIOHS ELECTROMEGAHIQUES JEUM0HT-SCHNEIDER

5, Place de Rio de Janeiro, Paris 8e / Frankreich

Unser Zeichen; E 648

BistaTDile Halbleiterirorrichtung für Starkstrom

Die Erfindung betrifft bistabile HaibleiteranordnUngen, . welche unter der Wirkung eines Steuerimpulses in einem weiten Bereich von Betriebsströmen und Eetriebsspannungen aus einem Zustand in einen anderen übergehen können, insbesondere aus dem Sperraustand in den leitenden Zustand, und ümge^ kehrt, " ; · ^r .

Der Aufbau der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtungen ist aus dem Aufbau der "G-ridistor" genannten 'Vorrichtung, welche insbesondere den Gegenstand der französischen Patentschrift Hr. 1 517 256 auf den Hamen von Stanislas TESZHER bildet, und im besonderen aus dem Aufbau des

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insbesondere den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung T 25.635 VIIIc/21g vom 18. Februar 1964 auf den Namen des gleichen Anmelders bildenden zweipoligen Leistungsgridistors abgeleitet.

Diese Vorrichtungen sind nachstehend "bistabile . leistungsgridistoren" genannt.

Es sind bereits "Thyristoren" genannte Vorrichtungen bekannt, welche vier Halbleiterschichten abwechselnden Typs mit einer gleichrichtenden Grenzfläche bei der am häufigsten benutzten, als Gleichrichter arbeitenden Ausführung und fünf Schichten bei der in beiden Eichtungen leitenden Ausführung aufweisen. Diese Vorrichtungen besitzen zwei stabile Zustände, nämlich den leitenden Zustand und den Sperrzustand,' und können aus dem Sperrzustand in den leitenden Zustand durch einen kurzen Impuls vernaltnismässig sehr geringer Leistung gekippt werde- . Bei- umgekehrte Übergang aus dem leitenden Zustand in den Sperrzustand bietet dagegen erheblieh grössere Schwierigkeiten. Bisher hat er'industriell nur für geringe Leistungen ausgeführt werden können, nämlich für Ströme in der Grössenordnung von einigen Ampere unter Spannungen in der Grössenordnung von etwa hundert Volt, und zwar nur in der Ausführung als Gleichrichter und unter Inkaufnahme einer beträchtlichen Verschlechterung der Kenngrössen in leitendem Zustand, und zwar trotz einer beträchtlichen Erhöhung der Dauer und der Leistung des Steuerimpulses. '.--.-

Bei der Unterbrechung von einif^rmassen hohen Strömen nimmt die zulässige Wiederkehrende Spannung schnell ab. Umgekehrt wird für höhere wiederkehrende Spannungen der unterbreGhbare Strom schnell gering.

009852/0579 'bad ORietNAl.

Die HaupturSache für dieses unbefriedigende Verhalten scheint die Tatsache zu sein, dass man sich bisher damit begnügt hat, zur Sperrung des Stroms die-Aussendung von Trägern durch die hauptsächliche.aussendende Grenzfläche zu unterdrücken, ohne sich um ,die Regenerierung der Räume zu kümmern, welche die wiederkehrende Spannung aushalten müssen* Dies hat zur Folge, dass die Vorrichtung eine ungenügende Spannungsfestigkeit hat. Dies liefert eine gültige Erklärung für den Abfall der Leistungen bei einer Erhöhung der Amplitude und der V/aed erkehr geschwindigkeit der Spannung an den Klemmen im Sperrzustand.

Ein weiterer Grund ist die Tatsache, dass der

Aufbau der Thyristoren, insbesondere ihrer den Impuls empfangenden Schichten, nicht genügend verteilt ist. Der Querwiderstand der Schicht erzeugt daher bei dem Durchgang des ImpulsstrOms einen Spannungsabfall in der Querrichtung, d.h. ein elektrisches Feld, welches sich dem Eindringen des Strcms widersetzt und. seine gleichmässige Verteilung verhindert* Hieraus ergibt sich, dass die Speisung der Basiselektrode schlecht verteilt ist, und dieser Fehler verstärkt sich natürlich mit der einer Erhöhung des Iienhstroms entsprechenden Vergröss er ung der T3uerabmessungen. Dies erklärt die Schwierigkeit, auf welche man trifft, um durch das obige Verfahreneinlgermassen erhebliche Strome zu unterbrechen. ..'■."-■".■

Der zweipolige IieistungsgridistOr liefert nun eine bemerkenswerte Losung für diese doppelte Schwierigkeit, einerseits durch seinen Vollständig gleichmässig verteilten Aufbau, und andererseits durch den Mechanismus der Sperrung des Stroms, welcher nacheinander das Herausziehen der niinorit'arer

Wo_R,e_(NAL ^ -AMIS2/057?

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Träger und die Abstossung der majoritären Träger durch die Entwicklung der von der Wirkung des elektrischen Feldes herrührenden Raumladungen benutzt.

Der Hauptgedanke der Erfindung besteht also darin, als Grundelement der bistabilen Halbleiteranordnung den Aufbau des zweipoligen Leistungsgridistors zu nehmen und diesen so zu vervollständigen, dass eine bistabile Anordnung entsteht.

. Die Erfindung betrifft ferner eine Ausführungsabwandlung dieses Aufbaus, welche einen bequemeren Einbau der zusätzlichen Elemente gestattet, indem als Basis ein Aufbau benutzt wird, welcher seinerseits aus dem Gridistor abgeleitet ist und den Gegenstand der auf den Hamen von Stanislas TESZNER am 22. ITovember 1965 eingereichten deutschen Patentanmeldung T 29.819 VIIIc/21g bildet.

Bei den beiden Ausführungsabwandlungen ermöglicht die Erfindung die herstellung von nur in einer Richtung oder in beiden Richtungen arbeitenden bistabilen Vorrichtungen.

Schliesslich betrifft die Erfindung auch die Verfahren zur Herstellung die ser Vorrichtungen, welche weiter unten beschrieben sind.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 sind Darstellungen von üblichen Thyristoren zur Untersuchung ihrer Eigenschaften.

Fig. 4 und 5 zeigen in einer geschnittenen Seitenansicht bzw. in Draufsicht einen zweipoligen Leistungsgridistor bekannter Ausführung.

Fig. 6 ist eine geschnittene Seitenansicht des

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erfindungsgemassen bistabilen Gridistors mit .Gleichriohterwirkung mit umhtfaltem Gritter.

Pig« 7 ist eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemassen bistabilen in beiden Richtungen arbeitenden Gridistors mit umhulltem Gitter*

■ Mg* 8 ist eine Steuerschaltung des bistabilen Gridistors der Pig* 7. -

Pig. 9 ist eine geschnittene Seitenansicht einer bivalenten Triode bekannter Ausfuhrung.

Pig. 10 ist eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemassen bistabilen nur in einer Richtung arbeitenden Gridistors mit gezahnten und miteinander verschachtelten Basiselektroden.

Pig. 11 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemassen bistabilen·in beiden Richtungen arbeitenden Gridistors mit einer mittleren Basissciiibiit mi-ir doppelter Zahnung.

Pig. 12 und 13 sind Steuerschaltungen für den bistabilen Gridistor der Pig« 11.

. Pig. 14 ist eine geschnittene Seitenansicht des industriell herstellbaren Aufbaus des bistabilen Gridistors gemäss Pig» 6.

Pig. 15 ist eine geschnittene Seitenansicht des industriell herstellbaren Aufbaus des bistabilen Gridistors gemäss Pig. 10.

Pig. 1 und 2 geben den grundsätzliehen Aufbau eines nur in einer Richtung leitfahigen Shyristqrs und seine übliche Zerlegung in zwei komplementäre transistoren (ϊΓ-Ρ-Η

' .0098527057t

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■ * ■ ■ ■ . - 6 -

und P-W-P), welche miteinander verschachtelt sind und sich gegenseitig speisen, wieder. So bedeuten schematisch 1 die Kathode, 2 die Anode, 3 die Steuerelektrode des Thyristors, die Emitterschicht, welche dem Komponententransistor"H-P-IT entspricht, 5 die erste Basiselektrode des Thyristors, welche der Basiselektrode des Transistors N-P-H und dem Kollektor des anderen Komponententransistors P-H-P entspricht, 6 die zweite Basiselektrode des Thyristors, welche dem Kollektor des Transistors H-P-H und der Basiselektrode des Transistors P-H-P entspricht, und schliesslich 7 die Anodenschicht des Transistors, welche der Emitterschicht des Transistors P-H-P entspricht.

Die Grenzflache 4-5 ist bekanntlich in der Durchlassrichtung polarisiert, wobei die Polaritäten der Spannung in Fig. 1 dargestellt sind (Vorwärtsspannung). Es findet also eine Aussendung von Ladungsträgern statt,welche immer merklicher . rd, sobald eine gewisse SpannungsschwelIe (in der Grössenordnung von 0,5 V bei Silizium) überschritten wird. Die G-renzflache 6-7 ist ebenfalls in der Durchlassrichtung polarisiert. Hur die Grenzfläche 5-6 ist in der Sperrichtung polarisiert, und sie ist es, welche die Sperrung bewirkt.

In gesperrtem Zustand ist der Reststrom etwa umgekehrt proportional zu b == £1 - (dt-, + #2^7 ' ^{worin α}ι bzw. ag die statischen Stromverstarkungsfalctoren (Verhältnis zwischen dem Kollektorstrom und dem Emitterstrom) der.komplementären Transistoren sind. Diese Faktoren a^ ur>d ctg sind bekanntlich eine Funktion "der diese Transistoren durchfliessenden Ströme I-, und I₂ und des Verhältnisses' L,/AW, worin L, die Diffusionslänge der der Basis des betreffenden Transistors

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zugeführten minoritären Träger und AW die Dicke dieser Basis ist. Bei den üblichen Ausführungen sind Maßnahmen getroffen, damit diese Faktoren im Sperrzustand so klein" sind, dass b wenig von eins verschieden ist. Der ß-esämtstrom I. (siehe Pig., l) ist dann grossenordnüngsmässig gleich dem Heckstrom der gesperrten Grenzfläche 5-6*"-

Zur Erzielung der Entsperrung wird der Strom von majoritären Trägern der Basis eines der !Transistoren zugeführt, hier H-P-IT, d.h, der Schicht 5» durch die Elektrode 3,,wobei der Impuls an die Klemmen 1 mit negativer Polarität und' 3 mit positiver Polarität angelegt -"-wird (die Einführung kann jedoch auch in die Basis des Transistors P-H-P bei einem umgekehrten Aufbau erfolgen)* Dieser zugefuhEfce Strom bewirkt" eine plötzliche Zunahme von α-,, was eine beträchtliche Vergrösserung des der Basis des Transistors P-M-P zugeführten Stroms zur Folge

hat, welcher seinerseits die Zunahme von α« erzeugt. Das "Kippen" des {Thyristors in den leitenden Zustand erfolgt,

die Summe der Faktoren, (oh + Ko) 1 erreicht j selbst wenn dies nur auf einem geringen Abschnitt des Querschnitts der Komponententransistoren der Fall ist. Der Strom" 1+ zeigt dann eine plötzliche Zunahme, welche von einem Zusammenbruch der Spannung an den Klemmen des.Thyristors begleitet- ist. Diese Summe (ou + QCp) nimmt^^ übrigens in dem sogenannten Zustand der Überschußspeisung weiter au, der Strom I. nimmt weiter zu, und die beiden Komponenteiitransistoren arbeiten in einem Zustand gegenseitiger überschußspeisuiig, wobei "die Spannungen an ihren Klemmen in der sogenannten Sättigun^szone liegen. Zur Entsperc des Thyristors genügt also ein verhältnismässig kleiner

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Basisstrom, welcher grössenordnungsmässig ein Tausendstel des nach der Entspegrung erreichten Stroms I. beträgt«

Um den Thyristor wieder in den Sperrzustand zurückzubringen, erscheint es logisch, in umgekehrter Weise vorzugehen, d.h. der Basis (hier der Basis 5) durch Anlegen eines Impulses mit einem dem oben erwähnten entgegengesetzten Zeichen einen Strom von majoritären Trägern zu entziehen, welcher ausreicht, um die Summe (α-, + α«) unter den Wert eins zu bringen. Eine elementare Rechnung zeigt übrigens, dass hierfür die Abfuhr des folgenden Basisstroms genügt r

((X₁ + ttg ) .. ! _(l)

Man richtet es dann in den "sperrbaren" Thyristoren so ein, dass durch geeignete Kunstgriffe die Summe (α-, + «2 ) wenig grosser als eins gemacht wird, selbst im Zustand der Überschußspeisung, wobei α-, wenig kleiner als eins ist. Hierdurch stellt man die sogenannte Verstärkung bei der öffnung sicher, da der gesperrte Strom I. gemäss der Gleichung (l) ein Vielfaches ( ein Mehrfaches und sogar ein Zehnfaches) des Steuerstroms ' %-a sein muss.

Hierfür muss offenbar der Wert des Faktors α« möglichst begrenzt werden, woraus sich ergibt, dass der zweite Transistor, hier P-Ii-E, wenig wirksam wird.

Infolgedessen ist die Dichte des Stroms I. im leitenden Zustand erheblich verringert, und trotzdem ist der Spannungsabfall erheblich gesteigert. Diese doppelte Einbusse an den Kenngrössen des leitenden Zustands wird nun kaum durch die Leistungen beim Übergang in don Sperrzustand ausgeglichen, welche wie bereits oben angedeutet Musterst bescheiden bleiben.

-r

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BAD

Oben waren bereits die Gründe für diese mangelhaften leistungen angegeben worden, zum besseren Verstänäinis des Grundsatzes der vorliegenden Erfindung sollen sie jedoch jetzt noch genauer betrachtet werden.

Hierfür sei auf Mg· 3 Bezug genommen, welche sehematisch gestrichelt die Entwicklung der Grenzzonen des Thyristors der Pig. 1 im Sperrzustand zeigt« Me Grenzflächen 4~5und .6-7 sind in der Durchlassrichtung polarisiert, und die Dicke ihrer Zonen ist sehr gering. Biese Zonen sind zwar praktisch von freien Trägern frei, dies rührt jedoch nur davon her, dass der Strom durch die in der Sperriehtung polarisierte Grenzfläche 5-6 gesperrt wird. Me Raumladung dieser letzteren Grenzfläche ist daher sehr ausgedehnt. Die Dicke der Schicht 6 muss daher entsprechend reichlich bemessen werden.

Im leitenden Zustand werden nun alle diese Zonen einschliesslich der beträchtlich geschwächten Grenzflächen von einem Plasma von freien Trägern der beiden Zeichen verhältnismässig hoher Dichte überflutet. Düa?eh Ableitung der majoritären Träger aus der Basis 5 kann man die Emission von Trägern der Grenzfläche 4-5 verringern oder bestenfalls unterbrechen, aber nicht, wie es der Fall sein müsste, die Regenerierung der Raumladung der Grenzfläche 5-6 erzwingen· Wenn nämlich die Abfuhr von majoritären Trägern aus der Sciiicht 5» d»h. hier der Locher, verhältnismässig einfach ist, ist die erzwungene Abfuhr von majoritären Trägern der Schicht 6, d.h. der Elektronen, erheblich schwieriger.

Um dies zu verstehen, genügt es, zu bemerken, dass bei dein betrachteten Beispiel (die Überlegungen bleiben

mutatis mutandis auch für die entgegengesetzten Polaritäten und die entgegengesetzte Reihenfolge der Schichten gültig) die löcher durch die Elektrode 3 abgeführt werden, während die Elektronen durch die Elektrode 1 nach Durchfliessen der Schichten 6 und 7 und schliesslich der Belastungswiderstände,, oder, was noch besser wäre, einer zwischen 1 und 2 angeschlossenen Kapazität abgeführt werden müssen. Damit dies jedoch geschieht, müssen die Polaritäten r-er Elektroden 3 und 1 aufrechterhalten bleiben, wobei die Elektrode 3 negativ gegenüber der Elektrode 1 ist« Hier ist es nun, wo eine der Hauptschwierigkeiteii auftritt, da die wiederkehrende Spannung diese Polaritäten umzukehren sucht, so dass die Elektrode 3 positiv gegenüber 1 wird. Die Abfuhr muss also stattfinden, bevor die Spannung wiederkehrt, so dass ein Kompromiß zwischen der Impulsspannung und der wiederkehrenden Spannung sowie der Geschwindigkeit der Wieder Iir geschlossen werden muss. Praktisch führt dies zu einer ernsthaften Begrenzung der Leistungen hinsichtlich der Betriebsspannung. .

Die Strombegrenzung ist ebenfalls leicht verständlich. Zunächst ist die Abfuhr der freien Ladungsträger umso schwieriger, -je grosser die Stromdichte ist. Bei sehr kleinen Stromdichten genügt dagegen die Rekombination an Ort und Stelle , um das Verschwinden der Ladungsträger sicherzustellen. Pernur wird bei gleicher Dichte der Vorgang umso scliwieiiger, je grosser die Querabmessungen der· Anordnung sind, d,.h. je grosstr dor G-e samt 3 brom ist. Einer der Hauptgründe dieser Klippe ist die wacnaende Sclu/i«. rijkeit, eine ^leLchoässige Veri;· der Virku-n.¹ ί des Sperrimpulses in dqnn g -samten Querschnitt

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der Schicht sieherzustellen,welcher dieser Impuls zugeführt, wird. Es darf, nämlieh nicht vergessen werden, dass im Gegensatz zu dem Entsperrungsvorgang der Sperrvorgang sich für seine Wirksam}ceit lückenlos über den ganzen Querschnitt der Vorrichtung erstrecken, muss. -

Ss soll nun gezeigt werden, dass der Aufbau des ·- zweipoligen lieistungsgridistors die■ Möglichkeit liefert, die obigen beiden HauptSchwierigkeiten des Sperrvorgangs auszuscheiden. 3?ig. 4 und 5 geben schematisch diesen Aufbau wieder«

Ih Fig* 4 ist der Auf bau in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Er besitzt drei Elektroden, nämlieh zv/ei Endßlektroden, d.h. die Kathode 8 und die Anode 9» und eine Zwischen- oder Gitterelektrode 10« Her wesentliche Seil dieser Anordnung ist dieses Gitter *■ welches, in die Zwischen**. * schicht der Anordnung, die Schicht 11, eingebaut ist, welche

hier ein Halbleiter des Typs N (z,B, Silizium) ist. Der Korden Typ per 12 des Gitters hat ebenfalls/ P _s wobei die Maschen mit Kanälen 13 des Typs Έ ausgefüllt sind. Das Gitter ist in einer geschnittenen Draufsicht in lig. 5 dargestellt, wobei natürlich die Geometrie der Maschen nur beispielshalber angegeben ist. Die Anordnung enthält ferner die Kathodenschicht 14 H + und die Anodenschicht 15"]?+·. Diese letztere enthält Kanäle des Typs K , welche gemäss dem in der französischeh Patentschrift ITr. 1.301.942 und der genannten deutschen Pat ent anmel— dung ΐ 25.635 auf den Hamen von Stanislas TESZKER erläuterten Grundsatz die Grenzfläche 15-11 überbrückeni Es ist jedoch vohl-verotanden, dass die Anodenschicht 15 auch ebenfalls gleichntäi^nl;·: die Form P+ haben kann, also keine tiberbrückungskanäle

In leitendem Zustand v/ird diese Anordnung bekanntlich zwischen den Elektroden 8 und 9 von einem Fluss von Trägern beider Zeichen durchflossen, wobei die Elektrode 10 nicht gespeist wird. Zur Sperrung des Stroms wird diese Elektrode in Bezug auf die Elektrode 8 durch Anlegung einer geeigneten Spannung zwischen diesen beiden Elektroden negativ gemacht. Hierdurch wird das Trägerplasma abgeführt, und nach Maßgabe seiner Abfuhr entwickelt sich die Raumladung in den Maschen des Gitters und schliessuch beiderseits des Gitters. Hierdurch werden die leitenden Kanäle tatsächlich aufgehoben,: und der Strom wird unterbrochen, abgesehen von dem praktisch vernachlässigbaren Leckstrom der Grenzflächen.

Es ist zu bemerken, dass die zwischen 8 und 9 während des Sperrvorgangs wiederkehrende Spannung hier diesen Vorgang sowohl für die Abfuhr des Plasmas als auch für die Entwicklung der Raumladungen zu unterstützen sucht . Ferner ist zu bemerken, dass diese Wirkung auf den ganzen Querschnitt der Anordnung bemerkenswert verteilt ist. Der zweipolige Leistungsgridistor ist also tatsächlich durch seinen Aufbau in der Lage, eine wirksame Sperrung grosser Ströme unter hohen wiederkehrenden Spannungen sicherzustellen.

Erfindungsgemäss wird dieser Aufbau» wie schematisch in Fig. 6 und 7 dargestellt, so abgeändert, dass der Gridistor bistabil wird,und zwar in einer nur in einer Richtung leitenden Vorrichtung (Fig. 6) und einer in beiden Riehtungeη leitenden Vorrichtung (Fig. 7).

Der Aufbau der Fig. 6 unterscheidet sich von dem der Fig„ 4 nur durch die Einschaltung einer Schicht 17

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(P+) zwisehen den Schichten 11 und 14 (N bzw. JT+). Ferner igt eine vierte, mit 18 bezeichnete Elektrode vorgesehen.

Ein; derartiger bistabiler nur in einer Richtung leitender Gridistor arbeitet folgendermassen. Wenn sich die Anordnung in leitendem Zustand befindet und die Steuerelektroden 10 und 18 nicht gespeist sind, wird der Strom dadurch gesperrt, dass zwischen diese Elektroden ein Impuls mit einer entsprechenden Spannungsamplitude und einem entsprechenden Zeichen (wodurch die Elektrode 10 negativ gegen 18 wird) angelegt wird, welcher die vollständige Abschnürung der Kanäle 13 bewirkt. Hinsichtlich der vorherigen Abfuhr des Plasmas ist zu bemerken, dass es infolgeder bistabilen Eigenschaft der Anordnung genügt, das sehr begrenzte Volumen der Kanäle 13 freizumachen, um ihre Sperrung zu ermöglichen, welche einen steilen Abfall der Faktoren 0C₃. und a₂ der Anordnung und das "Kippen" des Grridistors in den Sperrzustand bewirkt.

Um dann zu dem leitenden Zustand zurückzukehren, legt man einen Impuls zwischen den Elektroden 18 und 9 an, welcher die Elektrode 18 und somit die ganze Schicht 11 (H) negativ in Bezug auf 9 und somit auf die Schicht 15 (Pt) macht, so dass eine Zufuhr von löchern erfolgt. Hierdurch wird das "Kippen" in den leitenden Zustand ausgelost, wie bei den bekannten bistabilen Anordnungen P-H-P-Ii.

Wie· bei dem ursprünglicheil Gridistor ist die überbrückung der Schicht 15 durch Kanäle 16 nicht unbedingt erforderlich. Die überbrückung der beiden Endschienten wird dagegen bei einem in beidenRichtungen leitenden bistabilen Gridistor «ehr zweckmäsai{;.

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BAD ORIGINAL

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Dieser Gridistor enthält, wie in li£· 7 dargestellt, fünf Schichten, abwechselnden Typs, z.B. Η-Ρ-Π-Ρ-Ιί, wobei die Zwischenschicht H das Gitter P+ enthält (es ist Jedoch zu bemerken, dass die Anordnung P-IT-P-II-P ebenfalls möglich ist). Auch hier bedeuten 12 den Gitterkörper und 13 die mit Kanälen II erfüllten Maschen, welche die beiden Abschnitte der Schicht 11 verbinden. Diese Schicht ist auf ihren beiden Seiten von zwei Schichten P+ 24 und 25 überzogen, welche ihrerseits mit zwei Endschichten ET+ 27 und 29 überzogen sind, welche durch Kanäle. P+ 28 und 50 überbrückt sind.

Diese Überbrückung hat folgende Gründe : Bekanntlich kann eine bistabile "in beiden Richtungen leitende Anordnung mit fünf Schichten in zwei miteinander verschachtelte Transistoren zerlegt werden, wie dies in Fig. 2 für den Aufbau mit vier Schichten dargestellt ist, wobei jedoch ausserdem eine Diode in Reihe geschaltot ist. Je nach der Halbwelle ist diese Diode an dem einen oder dem anderen Ende des gleichwertigen Schemas angeordnet, sie ist Jedoch stets in der Sperrrichtung polarisiert. Damit nun eine derartige Diode den Spannungsabfall in leitendem Zustand nicht in unzulässiger Weise erhöht, muss die Ausbildung so getroffen werden, dass der Spannungsabfall an ihren Klemmen in der Sperrichtung sehr gering ist. Eine hierfür benutzbare lösung ist eine überbrückung der betreffenden Grenzfläche, welche bereits zu anderen Zwecken bei dem zweipoligen Leistungsgridistor vorgenommen wurde.

Die Anordnung enthält fünf Elektroden, welche

folgendermassen verteilt sind : Drei Steuerelektrpden,

■ j»

BADOBiQiMAL

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-. .".'■ . - ¹^ - · ; · - ■ oben erwähnte,-Gitterelektrode 10, sowie die jilektröden 20 und 21, welche mit; den beiden beiderseits, des Gatters 12 liegenden Abschnitten der Schicht- Il verbunden sind, und zv/ei Endelektroden 22 und 23, welche abwechselnd als Kathode und'Anode arbeiten, . . . ■ _ -.._-.""■■■. ■ :

.Der Steuerimpuls für den Sperrvorgang wird zwischen die (negativ; polarisierte) Elektrode 10 und diejenige der Elektroden 20 öder 21 angelegt, "-welch© sich auf der Seite der su dem betrachteten Zeitpunkt als Kathode arbeitenden indelektröde befindet. DerSteuerimpuls zur Bntsperrung wird zwischen der als Kathode arbeitenden Elektrode Und der ihr am nächsten liegenden der Elektroden 20 und 21 angelegt» Das Schema der Hg» 8 mit Dioden 35, 54, 55γ 56, 57V 58 gestattet die Erfüllung dieser Bedingungen* indem es äeri an die Klemmen · 51 angelegten Sper-rlmpuls und den an die Klemmen 32 angelegten Entsperrungslmpuls an die richtige Stelle leitete

Der Auf bau des bistabilen G^idlstor/s kann durch Einbau des Sperrsystemis i& eine der Basiselektroden d£r Anordnung etwas vereinfacht werden, Indem als örundelement die · sogenannte bivalente Triode: benutzt wird, welche ihrerseits aus dem ursprünglichen Gridistor abgeleitet Ist» Der Aufbau dieser in der genannten deutschen Patentanmeldung T 29,819 beschriebenen Triode Ist in Fi^, 9 dargestellt»:

Diese Triode wurde bivalent genannt» da sie je nach dem Zeichen der an die Steueielektrode angelegteil Vorspannun·;; entweder als Transistor mit Zufuhr von iädungsträgern, oder als eine Torrichtung mit Feldeffekt arbeitet. Bei Ihrer . Benutzung "als Basiselement einer bistabilen Anordnung soll sie

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das "Kippen" in den leitenden Zustand durch ihr Arbeiten als Transistor und die Sperrung durch ihr Arbeiten als Vorrichtung mit Feldeffekt, bewirken. .. . ·

Wie.in Fig. 9 dargestellt, enthält die Triode im wesentlichen eine Schicht ,N 43» welche im Schnitt ein gezahntes Profil hat, wobei die Vertiefungen zwischen den Zahnen und die Zähne selbst von einer Schicht P+ 44 überzogen sind. Diese beiden Schichten sind ihrerseits von Endschichten Ή+ 42 und überzogen, mit welchen- die Bndelektroden 39 bzw. 40 verbunden sind, welche als Anode bzw. Kathode arbeiten. Die Zwischensteuerelektrode 41 ist mit der .Schicht 44 verbunden.

Die bei 44 gezahnte Schicht kann als ein verhältnismässig dickes Gitter angesehen werden, dessen Maschen durch dünne Schichten 46 verschlossen sind. Diese Schichten bilden die Basiselektrode der Transistoren IT-P -N , wenn die Vorspannung der Schicht 44 durch die ulektrode 41 positiv in Bezug auf die Kathode 40 ist. Bei Fehlen einer Vorspannung oder bei einer negativen Vorspannung von 44 liegt dagegen eine Triode mit sogenannter begrenzter Raumladung oder mit Feldeffekt vor.

Bei Fehlen einer'Vorspannung ist die Dicke der Ladung auf die der Schichten 46 begrenzt. Unter der Wirkung der negativen Vorspannung nimmt ihre Dicke durch die zentripetale Einschnürung 47 der zähne der Schicht 43 zu, wodurch die Höhe dieser Zähne allmählich verkürzt wird.

In der genannten deutschen Patentanmeldung

T 29.819 vairde nachgewiesen, dass, wenn in erster Annäherung die Geometrie dieser Zähne der eines Kegelstumpfs gleich-

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gesetzt wird, die Änderung der Dicke der Raumladung L mit der Vorspannung V infolge der zentripetalen Einschnürung durch folgenden Ausdruck gegeben ist ;

■ _ _ a A g

* ^h - 2r tg β - ■

worin r der Halbmesser an der Spitze des Kegelstumpfs, ß.der Erweiterungswinkel des Kegelstumpfs und a = (in rationalisierten Giorgieinheiten'), wobei fa -die Dichte der Ladung, to die Dielektrizitätskonstante des Vakuums und £_t die.'Dielektrizitätskonstante des benutzten Halbleiter-; materials ist. · '

Man kann so eine schnelle Änderung der Dicke der Raumladung in Funktion von V d'urcheine geeignete; Wahl des Halbmessers r und des Winkels . β für eine Ladungsdichte Q in der .gegebenen Schicht 43 erhalten. Die negative Vorspannung wirkt so einerseits durch Abfuhr der majoritären Träger aus

aus der Schicht 44 und der minoritären Träger/47,aber auch durch eine Veränderung der geometrischen Verhältnisse, welche im Grenzfall zu der Sperrung des Stroms führt.

Die durch Versuche ermittelten, dem Arbeiten der bivalenten Triode als Transistor bzw. als Triode mit begrenzter Raumladung und Feldeffekt entsprechenden Kennlinienscharen sind in.dar genannten deutschen Patentanmeldung T 29,819 dargestellt, Diese Scharen gleichen denen eines Transistors mit Trägerzufuhr bzw. denen einer Hochvakuumtriode.

Fig. 10 zeigt schematisch die Ausbildung dieser Anordnung als bistabiler Leistungsgridistor. In prinzipieller Hinsicht unterscheidet sie sich von der Fig« 9 nur durch den Ersatz einer Endnchieht 1+ durch eine Schicht P+ und durch

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die Hinaufügiing einer. zweiten Steuerelektrode . Wie man sieht, bildet das "Gatter mit verschlossenen Haschen" eine der Basiselektroden der Anordnung N-P-If-P. Die anderen Unterschiede- betreffen die Abmessungen,, welche von dem übergang aus. dem Schwachstromgebiet in das Starkstromgebiet herrühren.

Die Anordnung der Pig· 10 enthält so eine erste Schicht 11+ 48, die gezahnte Schicht P+ 49, die in diese passende zweite gezahnte Schicht II 50, und schliesslich eine zweite und se nicht- P+ 51. Die Endelektroden sind die Anode 52 auf der Schicht 51 und die Kathode 53 auf- der Schicht 40. Die beiden Steuerelektroden sind die mit der Schicht 49 verbundene Elektrode 54 und die mit der Schicht 50 verbundene elektrode

Zur Sperrung des Stroms wird ein Impuls an die

Steuerelektroden angelegt, welcher die Elektrode 54 negativ gegen die Elektrode 55 macht. Dieser Impuls bewirkt eine massive Verringerung des Stroms und eine Veränderung der geouetriseheη Verhältnisse infolge der Füllung der Aushöhlungen 56 durch Raumladungen. Dies hat infolge dieser beiden Ursachen eine Verringerung der obigen Faktoren α-, und Oi₂ ^un<^ ^^Ά3 "Kippen." der Vorrichtung in den Sperrzustand zur Folge.

Es ist zu bemerken, dass im Gegensatz au der

bivalenten triode die Spannung hier unmittelbar an die--Schicht N 50 angelegt ist, anstatt über Raumladungen, wenn der Kontakt an der Schicht N+ 48 erfolgen würde. Dies bewirkt eine schnellere Abfuhr der freien Ladungsträger und eine, bessere Wirksamkeit des Feldeffekts, i'erner wirkt hier die wiederkehrende Spannung in dem gleichen Sinn wie die Steuersperrspannung.

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G-emäss einer Ausfuhrungsabwandlung ist es jedoch auch möglich, die ELektr-ö&e 55 bei verhäTtnismässig kleinen Strömen und Betriebsspannungen fortzulassen und den Sperrimpuls zwischen den Elektroden 53 und 54 anzulegen, derart, dass die erster-e negativ gegenüber der letzteren wird.

Zur Rückkehr .zu dem leitenden Zustand V7ird jedenfalls der Impuls zwischen den Elektroden 53 und 54 angelegt, derart, dass die erstere positiv gegenüber der letzteren wird. Der Eiitsperrungsvorgang ist hier dem bereits oben hinsichtlich der !Thyristoren-der Fig. 3 und des bistabilen G-ridistörs mit Gitter der I¹Ig. 6 gleich. ; " " ; .

Schliesslich zeigt iig. 11 schematisch den Aufbau dieser Ausführungsabwandlung des bistabilen Gridistors bei seiner Ausbildung als in beiden Kiehtungen leitende Vorrichtung . Beispielshalber ist ein Aufbau H-P-F-P-H angegeben, eine Anordnung P-II-P-IT-P ist· jedoch ebenfalls möglich * Sie weist fünf Elektroden auf, darunter zwei abwechselnd als Anode und Kathode arbeitende Endelektroden 57 und 58 und drei Steuerelektroden 59, 60 und 61. . -

Die Anordnung enthält eine erste Schicht H+ 62, _% welche durch"Brücken" P-f~ 63 überbrückt ist, eine erste gezahnte Schicht P+ 64) von welcher die Brücken 65 ausgehen, die mittlere Basis -ΐ-ί 65, eine zweite gezahnte Schicht P+ 66 und scaliesslich eine zv/eiue Endschicht If+ 67, welche durch von der Schicht 66 ausgehende Brücken P+- 68 überbrückt ist.

Mo Sperrung oder die Entsperrung können gemäss der Schaltung der l^tlig. 12 durch Impulse gesteuert werden, welche von der Quelle 69 bzw. 70 kommen und den üloktroden 60 und

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59 oder 60 und 61 entsprechend der Halbwelle durch die Dioden 71 und 72 für die Sperrung und die Dioden 73 und 74 für die Entsperrung zugeführt werden.

.Als Ausführungsabwandlung kann die Schaltung der Pig· 13 benutzt werden. In dieser ist der Steuerkreis für die Sperrung der gleiche wie in Pig. 12. Der Entsperrungskreis unterscheidet sich jedoch dadurch-, dass die Entsperrung hier durch einen Impuls gesteuert wird, welcher von der Quelle 75 geliefert und je nach der Halbwelle zwischen den Elektroden 57 und 59 oder 58 und 61 angelegt wird. Die Zufuhr des Impulses zu den entsprechenden Klemmen erfolgt durch die Dioden 76, 77, 78 und 79.

Schliesslich zeigen Pig. 14 und 15 beispielshalber die gemäsö den weiter unten erläuterten Verfahren in industrieller Porm hergestellten Anordnungen 6 und 10.

Fig. 14 zeigt das Wesentliche der Anordnung des bistabilen nur in einer Richtung leitenden Gridistors mit umhüllt em oder eingebautem Gitter. Sie enthält insbesondere eine emittierende Schicht P+ 80 mit einer eine Anode bildenden Elektrode 81, eine erste Basis N mit zwei Abschnitten 82 und 83, welche durch Kanäle N 84 vereinigt sind, welche durch das in diese Basis eingebettete Gitter 85 treten, hierauf eine zweite Basis P+ 86, und schliesslich eine emittierende Schicht Ii+ 87, welche durch von der Basis 86 ausgehende "Keile" P+ 88 überbrückt ist. Die Schicht 8J ist mit einer als Kathode arbeitenden Elektrode 89 versehen. Ferner sind zwei Steuerelektroden 92 und 93 an zwei Kränzen 90 bzw. 91 befestigt, von denen der eine mit dem Gitter 85 und der andere mit dem Abschnitt 83 der ersten Basis in Verbindung steht.

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BAD ORieiNAL.

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-^: -'■^: ■'■"■■ ' Zur Herstellung dieser Anordnung können folgende Herstellungsverfahren benutzt werden. Man nimmt eine Halbleiterplatte, z.B. Silizium, des Typs F- mit verhältnismässig hohem .spezifischem Widerstand in■-"der Grössemordnung von 100 Ji/cm. Diese Platte wird auf beiden Seiten tadellos poliert, wobei ihre Dicke z.B. grossenordnungsmassig 150 μ beträgt. Diese Dicke- entspricht dem Abstand zwischen den beiden gestrichelten Strichen A* und B in Pig. 14. ' -

Man nimmt dann, auf den beiden Flächen die Vordiffundierung einer Verunreinigung der Gruppe Ulf z.B. Bor, auf einer Seite über eine Oxydschablone zur Bildung des Anfangs des G-itters 85 und auf der anderen vollständig freiliegenden Seite zur Bildung des Anfangs der Basis 86 vor. Die Diffusion sowohl des Critters 85 als auch der Basis 86 Wird während der folgenden Arbeitsgänge fortgesetzt.

'Diese sind der'Reihe nach folgende : Nach Entfernung des Oxyds auf der Oberseite', Aufbringen durch.epitaxiales Wachsen einer Schicht Ή ,deren spezifischer Widerstand vorzugsweise die gleiche- Grossenordnuhg wie die Unterlage hat,¹ wolael jedoch eine sehr weit'e Toleranz zulässig ist (in dem betrachteten Pail kann dieser spezifische; Widerstand ohne weiteres zwischen 10 und lÖÖ J*/cm liegen), hierauf Diffusion des BöI'Vj mit' sehr hoher* Konzentration, d.h. mit grosser Geschwindigkeit, zur Bildung des Hinges 90, hierauf Diffusion der emittierenden Schicht 87 durch eine Schablone hindurch (Diffusion einer Verunreinigung der Gruppe V_, zVß. Phosphor), und fichlieoiilicli Diffusion der emittierenden Schicht 80 durch eine Schablone "hindurch-(ebenfalls· einu - Bord iff-im ion'-"wie für

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ieusu

85 und 86). Es ist zu bemerken, dass die Schicht 87 hier ebenfalls kontinuierlich und homogen sein und den Typ ΪΓ+ haben muss, Ferner ist es wohlverstanden, dass andere Epitaxievorgänge gewisse Diffusionsvorgänge ersetzen können, z.B. bei der emittierenden Schicht- ¥+, wenn diese kontinuierlich ist.

Die Anordnung wird durch die Anlötung der •Elektroden 81, 89, 90 und 91 vervollständigt.

Die praktische Ausbildung des bistabilen in beiden Richtungen leitenden Gridistors kann aus Fig. 7 ohne-weiteres in der gleichen Weise abgeleitet werden. Bs ist übrigens zu bemerken, dass in Fig. 14 der Kranz Ή 94, welcher den oberen Abschnitt 82 der mittleren Basisschicht dieser Anordnung an die Oberfläche bringt, bereits zur Aufnahme der für die in beiden dichtungen leitende Anordnung erforderlichen dritten Steuerelektrode bereit ist. Natürlich muss in diesem letzteren Fall die epitaxiale Schicht erheblich dicker sein, ohne dass die Aufbringung sich übermässig auf die Diffusion der vorher vordiffundierten Schichten auswirkt. Dieser Vorgang wird daher vorzugsweise bei verhältnismässig niedriger Temperatur vorgenommen, z.B. bei etwa 1000 C, z.B. durch Pyrolyse, welche in einer Zersetzung von Si EL in einem Strom vpn IL, besteht.

Fig. 15 zeigt die industrielle Herstellung des in Fig. 10 dargestellten Aufbaus des aus der bivalenten Triode abgeleiteten bistabilen nur in einer Kichtung leitenden G-ridiütors.

Diese Anordnung enthält al iie emi c tierende Kathodenschicht ιΓ·κ 95, eine erste Basisschichb P+ 96, welche Inder unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläuterten Weino .;osahnt- uud

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zur Herstellung des Kontakts durch den Kranz 97 an die Oberfläche gebracht ist, eine zweite, ebenfalls gezahnte Basisschicht IT 98, welche in die vorhergehende passt und durch den Kranz 99 an die Oberfläche geführt ist, und schliesslich_ eine emittierende Anodenschicht '¥*■ 100. Dieser bistabile Gridistor enthält vier Elektroden, darunter zwei Endelektroden, nämlich die Kathode 101 und die Anode 102, und zwei Steuerelektroden 103 und 104.

Er kann in der folgenden Weise einfach durch

Diffusionsvorgänge hergestellt werden.'Man. nimmt eine verhältnismässig dicke Platte in der Grössenordnung yon 20Op, weiche auf beiden Seiten poliert ist und z.B. aus Silizium des Typs II mit verhältnismässig hohem spezifischem Widerstand z.B. in der Grössenordnung von lOOJl/em besteht. Hierauf wird eine Verunreinigung der Gruppe III, z.B. Bor, diffundiert, welches einerseits unter einer Seite die Anodenschicht 100 und andererseits unter der anderen Seite durch eine Schablone hindurch das den Anfang der gezahnten Basisschicht 96 bildende Gitter bildet. Diese Basisschicht wird durch Diffusion derselben Verunreinigung nach Entfernung der ersten. Schablone und ihrem Ersatz durch einen einfachen Rahmen, welcher einfach den Kranz 99 überdeckt, beendet. Die letzte Diffusion durch eine Schablone hindurch einer Verunreinigung der Gruppe V, z.B. Phosphor, mit sehr hoher Konzentration bewirkt die Bildung einer emittierenden Kathodenschicht 11+ 95. Schliesslieh werden die Elektroden 101, 102, 103 und 104 angelötet.

Die Herstellungsvorgänge sind also verhältnis- w±;; einfach und erfordern nicht die Zuhilfenahme der

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Epitaxie. Es ist jedoch wohlverstanden, dass diese durchaus benutzt werden kann/ z.B. zur Bildung der Schicht 100, wo es wünschenswert ist, eine scharfe Grenzfläche zu erhalten, und auch zum Ersatz der das Gitter verschliessenden Diffusion der Schicht P+ ,um die seitliche Diffusion möglichst klein zu halten.

für die Ebenso können, was auch/unter Bezugnahme auf

Mg. 14 erläuterte Anordnung gültig ist, gewisse Diffusionsvorgänge, insbesondere zur Bildung der emittierenden Schichten, durch Legierungsvorgänge z.B. mit Aluminium oder Gold-Antimon ersetzt werden.

Die Übertragung der oben-erläuterten Herstellungstechnik auf die Herstellung der in beiden Richtungen leitenden Anordnung der-Fig.-11. bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Es"wird stets von einer homogenen Platte des Typs Ή mit hohem spezifischem Widerstand ausgegangen, und man geht symmetrisch vor, .d.h. in gleicher Weise auf den entgegengesetzten Seiten. Es sind zwei Endschichten vorhanden, z.B. H+ , welche durch eine Schablone hindurch diffundiert werden und ttberbruckungsstege des Typs P+ bestehen lassen. Ferner sind im ganzen fünf Elektroden yorhandeiij darunter drei Steuerelektroden und zwei Endelektroden* ·

Die obigen Anordnungen sind nur beispielshalber* beschrieben. Es ist daher wohlverstanden,, dass ihre Formen sowie die benutzten Materialien verändert werden können (so können insbesondere andere Körper der Gruppe IV oder Zwischenmetallverbindungen der Gruppen III und V verwendet werden), ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Als einfaches Beispiel seien zur Festlegung der Begriffe Leistungen angegeben, welche mit diesen,Anordnungen erreicht werden fcönnen.

Einschaltbarer oder ausschaltbarer dauernder Betriebsstrom lOOA

Dem leitenden Zustand entsprechender Spannungsabfall 1,5.

Bei der Unterbrechung zulässige wiederkehrende Spannung 500 V.

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Claims

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- 26 P a t ent anspräche

1 ·) Nur in einer Sichtung oder in beiden Sichtungen leitende bistabile Halbleitervorrichtung mit Feldeffekt zur Leistungsumschaltung, welche durch einen Steuerimpuls aus dem einen in den anderen stabilen Zustand gebracht werden kann, mit wenigstens vier Halbleiterschichten abwechselnden Typs mit gleichrichtenden Grenzflachen und zwei Endkontakten sowie wenigstens einem Zwischenkontakt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine (11, 50, 65) der Schichten wenigstens ein Gitter (12, 49» 64» 66) enth&Lt, welches aus einem Halbleitermaterial besteht, dessen Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist.

2.) Nur in einer Richtung leitende Vorrichtung nach Anspruch 1 (Fig. 6) mit vier Halbleiterschichten abwechselnden Typs, wobei eine der Zwischenschichten ein eingebettetes Gitter aufweist, welches aus einem Halbleiter besteht, dessen Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschen (13) dieses Gitters durch Kanäle des Halbleitertyps dieser Schicht gebildet werden, wobei zwei Endkontakte (9» 19) an den Endschichten und zwei Zwischenkontakte (10, 18) an dem Gitter bzw. an der dieses enthaltenden Schicht befestigt sind.

3.) Hur in einer Richtung leitende Torrichtung nach Anspruch 1 mit vier Halbleiterschichten abwechselnden Typs, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schichten ein Gitter (49) aus einem Halbleiter aufweist, dessen Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist, und welches in eine der Flächen dieser Schicht eingebettet ist, wobei die Maschen (56)

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dieses Critters durch die benachbarte Halbleiterschicht verschlossen werden, weiche den,-.gleichen' Typ wie das Gitter selbst hat, wobei zwei Kontakte (52, 53) an den Endschichten und ein Kontakt (54) an dem Gitter befestigt sind,

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3 (Fig .10).,. dadurch gekennzeichnet, dass sieausserdemmit einem Kontakt (55) an der Schicht versehen ist, in welche das Gitter eingebettet ist.

5.) In beiden Richtungen leitende Vorrichtung nach Anspruch X mit fünf Halbleiter schicht en abwechselnden Typs, wobei die mittlere Schicht ein eingebettetes Gitter aufweist, welches aus einem Halbleiter besteht, dessen Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschen (13) desGitters durch Kanäle gebildet werden, deren Typ dem des Gitters selbst (12) entgegengesetzt ist, wobei zwei Endkontakte (22, 23) an den Ehdschichten und drei Zwischenkontakte (10, 20, 21) an dem Gitter bzw. den vorderen UM hinteren Abschnitten-der Schicht, in welche das Gitter eingebettet ist* befestigt sind.

6.) In beiden Richtungen leitende Vorrichtung nach Anspruch 1 mit f$n£ Halbleiterschichten abwechselnden Typs, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Schicht zwei Gitter (64, 66) aus einem Halbleiter aufweist, dessen Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist, wobei diese Gitter in die beiden Seiten dieser Schicht eingebettet und ihre Maschen durch die benachbarten Halbleiterschichten verschlossen sind, welche den gleichen Typ wie das Gitter selbst haben, wobei zwei Kontakte (57, 58) an den Endsuhiöhten und zwei Kontakte

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(59, 61) an den benachbarten Schichten beiderseits der mittleren Schicht befestigt sind»

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein Kontakt (60) an der mittleren Schicht (65) befestigt ist.

8·) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 oder 4 (Pig. 14)» dadurch gekennzeichnet, dass eine (87) ihrer Endschichten durch Halbleiterbrucken (88) überbrückt ist, deren Typ dem dieser Schicht entgegengesetzt ist.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 oder 7 (Mg. 7 und 11), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endschichten (27» 29) durch Halbleiterbrucken (28, 30) überbrückt sind, deren Typ dem dieser Schichten entgegengesetzt ist.

10.) System zur Steuerung der Vorrichtungen nach Anspruch 5 oder 6 oder 7 oder 9 (Hg. 12, 13)» dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerimpulse je nach der Halbwelle der einen oder der anderen Zwischenelektrode mit Hilfe von entsprechend angeordneten Gleichrichterdioden zugeführt werden.

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