DE1639244B2

DE1639244B2 - Thyristor

Info

Publication number: DE1639244B2
Application number: DE19681639244
Authority: DE
Inventors: Dante Edmond Philadelphia Somos Istvan Lansdowne Pa Piccone (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-02-02
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1973-05-24
Also published as: SE349427B; US3440501A; DE1639244C3; FR1553356A; GB1182852A; DE1639244A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thyristor mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper mit mehrere PN-Übergänge bildenden Schichten abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, die zwischen einer

ersten und einer zweiten Hauptelektrode angeordnet sind, von denen die erste in einem relativ großflächigen Kontakt mit einem Hauptgebiet der ersten Endschicht und die zweite in einem relativ großflächigen Kontakt mit der zweiten Endschichi ist, und von denen die erste ferner ein seitlich neben dem Hauptgebiet liegendes erstes Nebengebiet aufweist, wobei dieses Nebengebiet näher bei dem Stromweg des anfänglichen Hauptstroms als irgendein anderer Teil der ersteti Endschicht liegt, wenn der Thyristor vom nicht leitenden Zustand zu dem leitenden Zustand umgeschaltet wird, und wobei dieses erste Nebengebiet an seiner Oberfläche einen Metallkontakt aufweist, der von dem ihm nächstliegenden Rand des Hauptgebietes der ersten Endschicht einen Abstand aufweist.

Derartige Thyristoren sind aus der französischen Patentschrift 1452718 bekannt.

Eine der erkennbaren Leistungsgrenzen von großflächigen Hochspannungsthyristoren besteht in deren Unfähigkeit, sehr große Änderungen des ansteigenden Hauptstroms während des Einschaltvorgangs sicher zu verarbeiten. Der Anstieg des Hauptstroms wird durch die Größe di/dt gekennzeichnet und auch als Einschaltstromstoß bezeichnet. Wenn ein Thyristor bekannter Bauweise durch das Einschaltsignal angesteuert wird, beginnt der Hauptstrom in nicht abschätzbarer Weise in einem punktförmigen Bereich in der Nähe der Steuerelektrode zu fließen. Dieser punktförmige Bereich ist die Stelle, an welcher Be-

Schädigungen auftreten, wenn der Thyristor infolge eines zu hohen Einschaltstromstoßes ausfällt. Um die Ausbreitung des anfänglichen Hauptstroms von diesem punktförmigen Bereich über den gesamten Bereich der Halbleiterscheibe zu einem Zeiptunkt zu beschleunigen, bevor die Stromdichte und die örtliche Erwärmung einen zerstörerisch hohen Wert angenommen haben, ist es bereits nach der französischen Patentschrift 1452 718 bekannt, ein elektrodenloses Nebengebiet in der ersten Endschicht der HalbleiterscheiL nzubringen. Dieses Nebengebiet liegt physikalisch _ /ischen der mit dieser ersten Endschicht verbundenen ersten Hauptelektrode und der Steuerelektrode und weist einen Querwiderstand auf, der genügend hoch ist, um einen Teil des Hauptstroms, der r.nfänglich dieses Nebengebiet quer durchsetzt, augenblicklich auf einen dazu parallelen Stromweg in die an die erste Endschicht angrenzende Zwischenschicht zu verlegen, wo er als Steuersignal verhältnismäßig hoher Energie für den unter de. ersten Hauptelektrode liegenden großflächigen Bereich des Halbleiterkörper wirkt. Durch die Verwendung eines Thyristeraufbaus für eine derartige zweistufige Einschaltung kann der durch die Größe di/dt gekennzeichnete Einschaltstromstoß außerordentlich erhöht werden, wobei gleichzeitig auch das Ausschaltverhalten verbessert wird. Eine Weiterbildung des in der französischen Patentschrift 1452 718 beschriebenen Thyristoraufbaus wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 1564040.1-33 vorgeschlagen. Bei dieser Weiterbildung ist ein außen liegender Teil des Nebengebiets von einem Metallkontakt belegt, der von der auf dem Hauptgebiet aufliegenden ersten Hauptelektrode getrennt ist.

Es ist andererseits aus der französischen Patentschrift 1 456 274 ein Thyristor des eingangs erwähnten Aufbau bekannt, bei dem das Einschalten des Hauptstroms über das Nebengebiet eingeleitet wird, so daß der von der Anode, der zweiten Hauptelektrode, zu der Kathode der ersten Hauptelektrode, des Thyristors fließende Hauptstrom allmählich über die ganze Halbleiterscheibe des Thyristors ausgebreitet wird. Ein Nachteil dieses Thyristors liegt jedoch immer noch darin, daß er unfähig ist, einen steilen Anstieg des Hauptstroms während des Einschaltvorgangs sicher zu verarbeiten. Wenn ein solcher Thyristor durch ein Einschaltsignal angesteuert wird, dann beginnt nämlich immer noch der Anodenstrom in schwer abschätzbarer Weise in einem kleinen Bereich in der Nähe der Steuerelektrode zu fließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schalteigenschaften eines Thyristors zu verbessern, derart, daß ein möglichst großer Einschaltstromstoß di/dt sicher verarbeitet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste Endschicht außer dem ersten Nebengebiet mindestens ein weiteres Nebengebiet aufweist, das sich von dem Hauptgebiet aus nach einer von dem ersten Nebengebiet entfernt gelegenen Stelle erstreckt und an dessen Oberfläche ein Metallkontakt angebracht ist, daß der Querwiderstand des ersten Nebengebiets, der zwischen dem MetaHkontakt an dem ersten Nebengebiet und der ersten Hauptelektrode gemessen wird, größer ist als der Querwiderstand jedes der weiteren Nebengebiete, der zwischen dem Metallkontakt an dem weiteren Nebengebiet und der ersten Hauptelektrode gemessen wird, und daß der Metallkontakt an jedem der weiteren Nebengebiete mit dem Metallkontakt an dem ersten Nebengebiet elektrisch leitend verbunden ist.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Thyristor beginnt der eingeschaltete Hauptstrom nacheinander

in durch den Aufbau bestimmter Reihenfolge in verschiedenen Bereichen zwischen der Kathode und der Anode des Thyristors zu fließen. Es können damit hohe Ströme in sicherer Weise rasch eingeschaltet werden, ohne daß es zu einer örtlichen Überhitzung

ίο des Thyristors kommt. Der Thyristor nach der Erfindung ermöglicht daher einen weiteren Anwendungsbereich von Thyristoren als die bisher bekannten Thyristoren.

Insbesondere ergibt sich beim Einschalten des Thyristors nach der Erfindung folgender Stromweg: Der anfängliche Hauptstrom geht aus von dem punktförmigen Bereich nahe der Steuerelektrode, fließt dann über den Metallkontakt de^c ersten Nebengebiets, über die leitende Verbindung /.·.· dem Metallkontakt des weiteren Nebengebiets und dann durch das weitere Nebengebiet hindurch. Infolgedessen durchsetzt der Hauptstrom anfänglich das weitere Nebengebiet in Querrichtung und nicht das erste Nebengebiet. Damit wird ein genügend hoher Hauptstrom augenblicklich in einen in einer zur ersten Endschicht angrenzenden Zwischenschicht des Halbleiterkörpers parallelen Stromweg verlegt. Dieser Strom wirkt nun als Steuersignal relativ hoher Energie für den unterhalb des Hauptgebiets liegenden Teil des Halbleiterkörpers, der an das weitere Nebengebiet angrenzt. Da dieser Teil jedoch von dem anfänglich leitenden Stromweg, der von dem punktförmigen Bereich nahe der Steuerelektrode ausgeht, entfernt liegt, ist er verhältnismäßig kühl und verbessert damit das Wärmeabsorbierungs- und Wärmeableitungsvermögen. Dadurch werden die Schaltverluste des Thyristors verringert, so daß, wie bereits erwähnt, ein höherer Einschalt Stromstoß di/dt sicher angelegt werden kann. Das weitere Nebengebiet ist vorzugsweise derart angeordnet, daß es eine schnelle Ausbreitung des Hauptstroms über den gesamten Bereich der Halbleiterscheibe begünstigt.

Ausführungsbeispiele des Thyristors nach der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, nicht maßstäbliche Seitenansicht eines Thyristors nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht auf den Thyristor "ach Fig. 1 von oben und

F i g. 3,4,5 und 6 Ansichten verschiedener weiterer Ausführungsformen des Thyristors nach der Erfindung von oben.

In den Fig. 1 und 2 ist ein kreisscheibenförmiger Halbleiterkörper 11 dargestellt, der aus vier kreisförmigen Schichten 12,13,14 und 15 eines vorzugsweise aus Silicium bestehenden Halbleitermaterials aufgebaut ist, wobei die Halbleiterschichten aufeinanderfolgend und zwischen zwei Hauptelektroden 16 und 17 angeordnet sind. Die aneinander angrenzenden Halbleiterschichten des Halbleiterkörpers 11 besitzen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, so daß an den Grenzflächen PN-Übergänge entstehen. Insbesondere besitzt, wie in Fig. 1 dargestellt, die unterste Halbleiterschicht, das ist die zweite Endschicht 12 des Halbleiterkörpers 11, P-Leitfähigkeit, die daran angrenzende Zwischenschicht 13 N-Leitfähigkeit, die darauffolgende Zwischenschicht 14 P-Leitfähigkeit und die oberste Halbleiterschicht, das ist die erste

Endschicht 15, N-Leitfähigkeit. Die zweite Hauptelektrode 16 ist auf der P-leitenden zweiten Endschicht 12 derart angebracht, daß sie zu dieser einen niederohmigen Kontakt bildet. Diese zweite Elektrode 16 wird in der dargestellten Ausführungsform eines Thyristors als Anode bezeichnet. Die erste Hauptelektrode 17 besteht aus einer dünnen Goldscheibe, die in gleicher Weise an der ersten N-leitenden Endschicht 15 des Halbleiterkörpers 11 befestigt ist und als Kathode bezeichnet wird. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist eine Zuleitung 18 mit einem zugänglichen Oberflächenteil der P-leitenden Zwischenschicht 14 des Halbleiterkörpers 11 über eine Steuerelektrode 19 verbunden, wobei die Steuerelektrode 19 nahe bei der ersten N-leitenden Endschicht 15 angeordnet ist.

Der Thyristor kann nach verschiedenen in dem Gebiet der Halbleitertechnik bekannten Verfahren aufgebaut sein. Die verschiedenen PN-Übergänge des PNPN-Halbleiterkörpers 11 sind durch ausgezogene Linien dargestellt, obwohl bekannt ist, daß diese PN-Übergänge nicht durch ebene Flächen gekennzeichnet sind. Auch wurden die Abmessungen des dargestellten Halbleiterkörpers 11 im Interesse einer klaren Darstellung nicht maßstäblich vergrößert. Eine tatsächliche Ausführungsform des Halbleiterkörpers 11 besteht aus einer sehr dünnen Scheibe mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser von z.B. 2.5 cm oder mehr.

Um den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Thyristoraufbau fertigzustellen, kann sie in einem dicht verschlossenen Gehäuse beliebiger Form montiert werden, wobei die Elektroden 16, 17 und 19 mit verschiedenen Anschlußteilen des Gehäuses verbunden sind, die deren Anschluß an eine Schaltung möglich machen.

Eine der beiden Endschichten, im vorliegenden Beispiel die erste Endschicht 15, ist in zwei aneinander angrenzende Gebiete A und B unterteilt, die in Querrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die erste Endschicht 15 ist in ein Hauptgebiet A, das einen verhältnismäßig großflächigen ohmischen Kontakt mit der ausgedehnten Kathode 17 aufweist, und in ein schmales Nebengebiet B unterteilt, das keine Kathodenzuleitungen trägt. Sowohl das Hauptgebiet A als auch das Nebengebiet B grenzen an die P-leitende Zwischenschicht 14 an.

Das Nebengebiet B ist zwischen dem Hauptgebiet A der ersten Endschicht 15 und der Steuerelektrode 19 auf der Zwischenschicht 14 angebracht. Wie am besten aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist ein Rand bereich des Nebengebiets B von einem Metallkontakt 20 überzogen, der mit der Oberfläche des Randbereichs des Nebengebiets B einen niecierohmigen Kontakt bildet. Dieser Metallkontakt 20 ist von dem nächstliegenden Rand des Hauptgebiets A und damit von der Kathode 17 durch einen Spalt getrennt, so daß zwischen dem Metallkontakt 20 und dem nächstliegenden Rand des Hauptgebiets ein Abstand D besteht. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß im Interesse einer bequemen Herstellung der Metallkontakt 20 ans demselben Material, z. B. aus Gold, wie die Kathode 17 hergestellt ist und daß er durch einen Ätzprozeß von dieser abgetrennt wird. Das Nebengebiet B ist derart aufgebaut und angeordnet, daß der Querwiderstand zwischen dem MetallkontaLl 20 und der Kathode 17 größer als der irgendeines Teils des Hauptgebiets A ist, wobei die seitliche Abmessung dem kleinsten Abstand zwischen dem Metallkontakt 20 und dem Rand des Hauptgebiets A entspricht. Der Querwiderstand zwischen dem Metallkontakt 20 und der Kathode 17 läßt sich durch eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Nebengebiets B gegenüber dem Hauptgebiet A vergrößern. Es wird jedoch der Einfluß der geometrischen Verhältnisse zur Erzielung dieses Ergebnisses bevorzugt.

Wie in Fi g. 1 dargestellt, erstreckt sich das Nebengebiet B in seitlicher Richtung von einem Rand des angrenzenden Hauptgebiets A aus, wobei zur Vergrößerung des Querwiderstandes die Dicke des Nebengebiets B verringert ist. Somit sind das Hauptgebiet A und das Nebengebiet B verschieden dick, wobei die Dicke des Nebengebiets B geringer ist. (Die Bezeichnung Dicke der Gebiete bezieht sich auf die Abmessung in Richtung des Hauptstromflusses von der Anode 16 zur Kathode 17, die Bezeichnung in seitlicher Richtung oder Querrichtung auf eine quer

ao dazu verlaufende Richtung.) Vorzugsweise wird das dünnere Nebengebiet B durch Ätzen oder Abschleifen eines Teiles der ursprünglichen Oberfläche der ersten Endschicht 15 hergestellt, wodurch die Dicke des verbleib nden an das Hauptgebiet A angrenzenden

as Teiles verringert wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der dünnere Bereich des Nebengebiets B von der Steuerelektrode 19 durch einen Umfangsbereich unverminderter Dicke des-Nebengebiets B getrennt, auf dem sich der Metallkontakt 20 befindet. Es sei angenommen, daß die Hauptelektroden des Thyristors mit einer äußeren Schaltung verbunden sind, die einen Verbraucher und eine Energiequelle aufweist, von der aus eine Vorspannung derart angelegt wird, daß die Anode gegenüber der Kathode positiv ist. Sobald der Steuerelektrode 19 ein Einschaltsignal zugeführt wird, beginnt der zuvor nicht leitende PNPN-Halbleiterkörper 11 einen Hauptstrom zu führen, der auch durch den Verbraucher fließt und der in Form eines Mikroplasmas in einem punktförmigen Bereich zwischen den Hauptelektroden 16 und 17 zu fließen beginnt. Der anfänglich fließende Hauptstrom fließt in einem punktförmigen Bereich in der Nähe der Steuerelektrode 19, so daß der Stromweg zu der Kathode 17 das Nebengebiet B der ersten Endschicht 15 anfänglich quer durchsetzt. Damit fließt der Hauptstrom in Querrichtung durch das Nobengebiet B mit relativ hohem Querwiderstand, so daß zwischen dem Metallkontakt 20 und der Kathode 17 ein wesentlicher Spannungsabfall auftritt und ein bedev tender Anteil dieses Hauptstroms unmittelbar in einen parallel verlaufenden Stromweg durch die angrenzende Zwischenschicht 14 und den PN-Übergang zwischen der Zwischenschicht 14 und dem Hauptgebiet A der ersten Endschicht 15 verlegt wird. Dieser

Anteil des Hauptstroms fließt an dem Nebengebiet B vorbei und dient als verhältnismäßig stromintensives Steuersignal für den unter der Kathode 17 liegenden Bereich des Halbleiterkörpers 11. Durch dieses Steuersignal schaltet der Thyristor augenblicklich auf den

niederohmigen Durchlaßzustand um, wobei er einem wesentlich höheren Einschaltstromstoß di/dt standhält.

Es wurde festgestellt, daß eine weitere Verbesserung des Einschaltverhaltens eines solchen Thyristors

mit einem Aufbau der aus der französischen Patentschrift 1452 718 bekannten Art durch eine Unterstützung des zweiten Schrittes des Einschaltvorganges realisiert werden kann, wenn dieser in einem oder

mehreren Bereichen des Halbleiterkörpers 11 statt- fangsgebiets der ersten Endschicht 15 bilden, das um findet, die von dem Weg des anfänglich fließenden das Hauptgebiet A herum verläuft. Die beiden Me-Haupt'stroms entfernt liegen. Eine solche Unterstüt- tallkontakte 20 und 21 sind Teil eines einheitlichen zungw^!*d bei dem Thyristor nach der Erfindung durch zusammenhängenden Metallbandes, das mit der die Anordnung zumindest eines weiteren Nebenge- 5 Oberfläche des kreisförmigen Umfangsgebiets verbiets B' in der ersten Endschicht 15 bewirkt. bunden ist. Das zusammenhängende Metallband, Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ra?t das weitere welches vorzugsweise aus einem ringförmigen Gold-Nebengebiet B' an einer von dem ersten Nebenge- streifen besteht, dient gleichzeitig als elektrische Verbiet B entfernt gelegenen Stelle in seitlicher Richtung bindungsleitung 24 der Metallkontakte 20 und 21. Es aus dem Hauptgebiet A heraus. Der Aufbau des wei- 10 ist in einen' ungleichen Abstand von dem Hauptgeteren Nebengebiets B' ist grundsätzlich gleich wie der biet A und daher vom Umfangsrand der darauf angedes ersten Nebengebiets B. Sowohl das erste Neben- ordneten Kathode 17 angebracht,
gebiet B als auch das weitere Nebengebiet B' weisen Wie am besten aus Fig. 2 entnommen werden keine Zuleitungen auf. Es ist jedoch getrennt von der kann, erhält man den ungleichen Abstand zwischen Kathode 17 an dem weiteren Nebengebiet B' ein 15 dem ringförmigen Metallstreifen, der die Metallkon-Metallkontakt 21 (z B. aus Gold) vorgesehen, der mit takte 20 und 21 bildet, und der Kathode 17 dadurch, der Oberfläche eines Randbereichs des Nebenge- daß die Grenzlinie des Hauptgebiets A exzentrisch biets B' einen niederohmigen Kontakt bildet. Das zur kreisscheibenförmigen ersten Endschicht 15 des weitere Nebengebiet B' und der Metallkontakt 21 Halbleiterkörpers 11 verläuft, wohingegen der die sind derart aufgebaut und angeordnet, daß der zwi- ao Metallkontakte 20, 21 bildende Metallstreifen dazu sehen dem Metallkontakt 21 und der Kathode 17 konzentrisch verläuft. Die Breite des ringförmigen meßbare Querwiderstand kleiner als der entsprechend Spaltes, der den ringförmigen Metallstreifen von dem gemessene Querwiderstand des ersten Nebenge- Hauptgebiet A trennt, hat ein Maximum (der Abbiets B ist Dies wird bei der in F i g. 1 beschriebenen stand zwischen dem Metallstreifen und dem Hauptge-Ausführunpsform dadurch erreicht, daß der Metall- »5 biet A ist D) in der Nähe des Punktes, an welchem kont- ^;'t 21 von dem Hauptgebiet A einen kleineren das Nebengebiet B der Steuerelektrode 19 am näch-Abst'and d als der Metallkontakt 20 des ersten Ne- sten liegt und ein Minimum (der Abstand zwischen bengebiets B vom Hauptgebiei A besitzt. Dieser Ab- dem Metallstreifen und dem Hauptgebiet A ist d) ir. stand d zwischen dem Metallkontakt 21 und der Ka- der Umgebung des Punktes, der der Steuerelektrode thode 17 ist in Fig. 1 dargestellt, aus der auch 30 19 diametral gegenüberliegt. Wie gezeichnet ändert entnommen werden kann, daß der Abstand d kleiner sich die Breite des Spaltes zwischen dem ringförmigen als der Abstand D zwischen dem Metallkontakt 20 Metallstreifen und dem Hauptgebiet A kontinuierlich und der Kathode 17 ist. Der Metallkontakt 21 des zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert, weiteren Nebengebiets B' und der Metallkontakt 20 doch können auch Anordnungen vorgesehen sein, bei des ersten Nebengebiets B sind durch eine niederoh- 35 denen sich die Breite des Spaltes nicht kontinuierlich mige Leitung 24 elektrisch leitend miteinander ver- ändert.

b den ^aus ^ · g- 3 ^zu entnehmen ist, kann der un-^UAuf Grund diener abgeänderten Ausbildung des gleichmäßige Abstand zwi--hen dem ringförmigen Thvristors verläuft^der Einschaltvorgang in folgender Metallstreifen und der Kathode 17 auch dadurch er-Weise Zunächst beginnt der Hauptstrom in einem 40 halten werden, daß der Rand des Hauptgebiets A Dunktförmieen Bereich über einen Weg zu fließen, konzentrisch zu dem Halbleiterkörper 11a verläuft der sich wiederum nahe bei der Steuerelektrode 19 und daß der ringförmige Metallstreifen 22 in veränbefindet Da jedoch die elektrische Leitfähigkeit der derlicher Breite ausgeführt wird. Der ringförmige vorzugsweise aus Gold aufgebauten Metallkontakte Metallstreifen 22 ist dort schmäler, wo er zwischen 20 und 21 und die niederohmige Leitung 24 derselben 45 dem Hauptgebiet A und der Steuerelektrode 19 liegt sehr viel größer ist als die elektrische Leitfähigkeit und ist breiter in dem diesem Punkt gegenüberliegendes Silicium und da der Querwiderstand des weiteren ^de".^Tei¹·

Nebeneebiets B' kleiner als der des ersten Nebenge- E'n drittes Ausfuhrungsbeispiel des Thyristors isi

biets B ist fließt ein wesentlicher Anteil des anfängli- in F i g. 4 dargestellt, bei der die erste Endschicht 15 chen HauDtstroms zu der Kathode 17 an dem ersten 50 des Halbleiterkörpers Hb mit zwei weiteren Neben-

Nebengebiet B vorbei und folgt statt dessen einem gebieten B'und ß" versehen ist. Diese weiteren Ne

bevorraten Stromweg der durch die niederohmige bengebiete B und B bestehen aus nicht von der Ka-

I eitune 24 zwischen dem Metallkontakt 20 und dem thode 17 kontaktierten durch Sehnen abgetrennter

Mptallkontakt 21 und das weitere Nebengebiet B' Abschnitten, die voneinander getrennt sind. Die bei hindurchgeht Als Folge davon wird der Hauptstrom 55 den weiteren Nebengebiete B'und B' erstrecken sich

anfänelich durch das weitere Nebengebiet B' fließen, seitlich von dem Hauptgebiet A in einer Richtung, die

woraufhin der oben beschriebene weitere Einschalt- etwa 90 gegenüber dem ersten Nebengebiet B ver-

nrnreßTtattfindet Der Teil des Halbleiterkörper 11 setzt ist. Jedes der Nebengebiete B, B' und B" besitz!

inder Ume-bune des weiteren Nebengebiets B bleibt einen entlang der Sehne angeordneten Streifen, dei ßi kühl da er von dem anfänglich lei- 60 an das Hauptgehiet A angrenzt, _ünd einen außerhall

STwe^^fernt liegt, und der Thyri- dalben liegenden Bereich, de, mit einem Gold-

höh Einschaltstromstoß überzug versehen ist und keine metallische Verbin

SpSmnTwe^^fernt lieg, y a g einem Gold stör kann deshalb einen höheren Einschaltstromstoß überzug versehen ist und keine metallische Verbindet aTs bisher sicher aushalten. dung mit der Kathode f aufweist. Der rait einerr R« Hen neiden ersten Ausführungsbeispielen des Bezieh des Nebengebieis B verbundene, aus einerr ThvStors nach der Erfindung (Fig. Ibis 3) geht das 6₅ GoldüberzuggebildeteM-tailkonUktistinFig. 4 mi 4S Netenoebiet B' in dis erste Nebengebiet B dem Bezugszeichen 20 versehen, wogegen die der über so daß diese beiden Gebiete tatsächlich ver- weiteren Neben_foebieten Ä'und B" zugehörigen, auschiedene Teile eines einzigen ringförmigen Um- demGoldubermggebiidetenMctallkontaktcmrtderr

Claims

Patentansprüche:

1. Thyristor mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper mit mehrere PN-Übergänge bildenden Schichten abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyp'· die zwischen einer ersten und einer zweiten Hauptelektrode angeordnet sind, von denen die erste in einem relativ großflächigen Kontakt mit einem Hauptgebiet der ersten Endschicht und die zweite in einem relativ großflächigen Kontakt mit der zweiten Endschicht ist, und von denen die erste ferner ein seitlich neben dem Hauptgebiet liegendes erstes Nebengebiet aufweist, wobei dieses Nebengebiet näher bei dem Stromweg des anfänglichen Hauptstroms als irgendein anderer Teil der ersten Endschicht liegt, wenn der Thyristor vom nicht \ itenden Zustand zu dem leitenden Zustand umgeschaltet wird, und wobei dieses erste Nebengebiet an seiner Oberfläche einen Metallkontakt aufweist, der von dem ihm nächstliegenden Rand des Hauptgebiets der ersten Endschicht einen Abstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste F.nds^hicht (15) außer dem ersten Nebengebiet (B) mindestens ein weiteres Nebengebiet (B^) aufweist, das sich von dem Hauptgebiet (A) aus nach einer von dem ersten Nebengebiet (B) entfernt gelegenen Stelle erstreckt und an ci^ssen Oberfläche ein Metallkontakt (21) angebracht ist, daß dt Querwiderstand des ersten Nebengebiets (ß\ der zwischen dem Metallkontakt (20) an dem erss η Nebengebiet (B) und der ersten Hauptelektrode (17) gemessen wird, größer ist als der Querwiderstand jedes der weiteren Nebengebiete (B'), der zwischen dem Metallkontakt (21) an dem weiteren Nebengebiet (B") und der ersten Hauptelektrode (17) gemessen wird, und daß der Metallkontakt (21) an jedem der weiteren Nebengebiete (B") mit dem Metallkontakt (20) an dem ersten Nebengebiet (B) elektrisch leitend verbunden ist.

2. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Querwiderstandsverhältnis für die Nebengebiete (B, B', B") daraus ergibt, daß der Abstand (D) des Metallkontaktes (20) an dem ersteu Nebengebiet (B) von dem ihm nächstliegenden Rand des Hauptgebiets (A) größer ist, als der Abstand (d) des Metallkontaktes (21) an jedem der weiteren Nebengebiete (B', B") von dem ihm nächstliegenden Rand des Hauptgebietes (A).

3. Thyristor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebengebiete (B, B', B") der ersten Endschicht (15) ein einziges Gebiet bilden, das das Hauptgebiet (A) ringförmig umgibt, und daß die Metallkontakte an den Nebengebieten (B, B', B") und ihre elektrisch leitenden Verbindungen einen einzigen ringförmigen Metallkcntakt (21) bilden, der längs seines Umfanges einen unterschiedlichen Abstand von dem Hauptgebiet (A) aufweist.

4. Thyristor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkontakt (21 bzw. 23) an dem weiteren Nebengebiet (B' bzw. B") nur über einem von der ersten Hauptelektrode (17) entfernt liegenden Teil des weiteren Nebengebiets (B' bzw. B") angebracht ist.

S.Thyristor nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Nebengebiete (B, B', B") der kreisscheibenfönnigen ersten Endschicht (15) Kreisabschnitte bilden, von denen jeder einen längs der Sehne verlaufenden, einerseits an das Hauptgebiet (A) und andererseits an einen weiteren Teil des Nebengebietes (B, B', B") angrenzenden Streifen aufweist, und daß der weitere Teil jedes Nebengebiets (B, B', B") mit einem Metallkontakt (20, 23) überzogen ist.

6. Thyristor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Endschicht drei Nebengebiete (B, B', B") aufweist, die sich seitlich von dem Hauptgebiet (A) aus in einer solchen Anordnung erstrecken, daß die Achse der größten Ausdehnung des zweiten und des dritten Nebengebiets (B', B") rechtwinklig zu der Achse der größten Ausdehnung des ersten Nebengebiets (B) steht.

7. Thyristor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Que^rwiderstand der Nebengebiete (B, B'. fl"), der zwischen inrem Metallkontakt (20, 23) und der ersten Hauptelektrode (17) gemessen wird, durch eine örtliche Verminderung der Dicke der ersten Endschicht (15) zwischen dem von den Metallkonta.kten (20, 23) überdeckten Teil der Nebengebiete (5, B', ß'O und dem Hauptgebiet (A) erhöht ist, wobei der Querwiderstand zwischen den weiteren Nebengebieten (B', B") und dem Hauptgebiet (Λ) geringer ist als zwischen dem ersten Nebengelv°t (B) und dem Hauptgebiet (A).