DE1921118U - Diodenanordnung. - Google Patents
Diodenanordnung.Info
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Description
P.A.265 025*22.5.65
4215 G-eneral Electric Company, Scheneetady, U.S.A
Di ο d enanor dnun/s "
Die !Teuerung bezieht sich auf Halbleiterfläehendiodenanordnungen,
speziell auf eine Halbleitervorrichtung, die auch zur Stabilisierung elektrischer Größen verwendet
werden kann.
Bislang bekannt gewordene Halbleiterdioden zur Stabilisierung
von Spannungen, z.B. Zenerdioden, speziell solche aus Silizium, sind zur Stabilisierung kleiner Spannungen,
d.h. Spannungen unterhalb von 6 Volt unbefriedigend, weil die Strom-Spannung kennlinien derartiger Dioden bei diesen
Spannungen kein scharf ausgeprägtes "Knie" aufweisen.
Auch die genaue Auslegung einer Diode auf einfachste Weise zur Stabilisierung einer bestimmten Spannung ist noch nicht
voll befriedigend gelöst.
Da Zenerdioden außerdem normalerweise in Sperrichtung betrieben
werden, sind sie zur Stabilisierung von Spannungen in Durchlaßrichtung bei gleichzeitiger Ausnutzung der
Sperrwirkung in Sperrichtung ebenfalls ungeeignet.
Ferner treten bei Dioden, deren Schutz und Isolierhülle
aus Glas besteht, Schwierigkeiten bei der Anbringung metallischer
Anschlüsse und Elektroden an den Halbleiterpillen wegen der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
zwischen Glas, Metall und Halbleiter auf, wenn sich das Halbleitermaterial bei Stromdurchgang erwärmt
.
Letztere Schwierigkeiten versuchte taan bislang dadurch zu
umgehen, daß zwischen äußerem Anschluß und Elektrode eine Hetallschraubenfeder eingesetzt wird. Dies bringt aber den
Nachteil mit sich, äeß die Stoß- und Erschütterungsfestigkeit
der Diode beträchtlich sinkt und außerdem das Zusammensetzen der Diode bei der Herstellung erschwert wird, so dal3
sich die Herstellungskosten erhöhen.
Zur Lösung und Beseitigung dieser Probleme und Schwierigkeiten ist eine Halbleiterflächendiodenanordnung, bestehend
aus zwei Zuleitungen mit unter Einhaltung eines Zwischenraums einander gegenüber angeordneten Oberflächen und aus
einem Glaszylinder mit einer Bearbeitungstemperatur von weniger als 1000° C, der Teile der Zuleitungen einhüllt
und mit diesen hermetisch dicht verbunden ist, un eine Unhv.l~.-ung
des Saums zwischen den gegenüber angeordneten Oberflächen zu bilden, gemäß der Neuerung besonders dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen, den gegenüber angeordneten Oberflachen
ein Stapel scheibenförmiger Halbleiterpillen angeordnet
ist, daß jede Pille eine sich bis zu einer größeren Oberfläche erstreckende p-leitende Zone und eine sich bis
zu einer gegenüberliegenden größeren Oberfläche erstreckende η-leitende Zone sowie metallische Schichten jeweils zwischen
einer der gegenüber angeordneten Oberflächen und der angrenzenden Pille und zwischen aneinandergrenzenden Pillen
enthält, und daß die Schmelztemperatur aller Metallschichten unter der Zuschmelzteniperatur des Glaszylinders liegt.
Durch die Aneinanderreihung mehrerer Halbleiter mit je einein
pn-Uberg ng zu einem Stapel kann der Verlauf der Kennlinie der gesamten Anordnung in einfachster Weise vorherbestimmt
werden. Ferner läßt sich durch diese Anordnung ein ausgeprägter Knick im Durchlaßbereich der Kennlinie auch für
kleine Knick- oder Kniespannung unter 6 YoIt erzielen. Die
Zusammensetzung dieser Anordnung ist maschinell sehr leicht
durchführbar und das Zusammenschmelzen der einzelnen Halbleiterpillen
mit den dazwischen befindlichen Metallschichten
kann durch einen einzigen kurzzeitigen S1.liitzungsvorhang
gleichzeitig mit dem Zuschmelzen des Glaszylinders zu einer hermetisch abgeschlossenen Schutzhülle in atmosphärischer
Luft erfolgen. !Dabei stellen sich schließlich auch keine bleibenden nachteiligen Auswirkungen auf die Halbleiterpillen
ein, und die ganze Anordnung ist äußerst stoß- und erschütterungsunempfindlich.
Die !Teuerung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen
ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale
zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Neuerung beitragen können.
Pig. Ί ist eine fragmalarische Ansicht einer Halbleiter-Signa,! Diodenanordnung
gemäß der Neuerung, die in axialer Richtung "teilweise aufgebrochen ist;
Pig. 2 ist eine etwas ausführlichere Ansicht einer Vergrößerung
eines Teils der Anordnung von Pig. 1;
Jig. 5 ist eine Darstellung einiger Kennlinien einer Ausführuni
form gemäß der Neuerung und
Pig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Diodenanordnung
gemäß der !Teuerung.
Die in Pig. 1 gezeigte Halbleiter-Diodenanordnung enthält zwei gleiche im wesentlichen koaxial angeordnete, einander gegenüberstehende
Anschlüsse oder Zuleitungen 2, 4 mit niedrigem elektrischem Widerstand und mit Dientungsteilen 6, 8, die in
einfacher Weise hermetisch mit einem "v/eichen" Glas verbunden
werden können. Ein derartiges Glas wäre beispielsweise
Corning 0120 oder Kirable KG 12, dessen Verarbeitung^temperatur
unter 100O0C liegt, während es bei weniger als 750° C
weich zu werden beginnt. Ein bevorzugtes Material für die Zuleitungen 2 und 4 ist ein mit Kupfer überzogenes lickeL-Eisen-Kerninaterial,
das unter der Bezeichnung "Dumet" bekannt
ist. Der Durchmesser der Dichtungsteile 6, 8 ist gleich und etwas größer als die äußeren Teile der Zuleitungen, so
daß Absätze oder Ansätze 10 und 12 gebildet werden. Zur Herstellung eines elektrischen und mechanischen Kontaktes ist
der Dichtungsteil 6 auf seiner Endfläche mindestens teilweise mit einer met8.11isehen Kontaktschicht 14, vorzugsweise
aus Kupfer, überzogen, und die Endfläche des Dichtungsteils 8 ist ebenfalls in gleicher Weise, mindestens teilweise
mit einer ähnlichen Kontaktschicht 16 überzogen. Die Kontakt
schicht en 14 und 16 sind durch l^ektroplattierung oder
auf andere Weise so aiit den Endflächen der Zuleitungen verbunden,
daß ein guter Kontakt mit geringst möglichem elektrischen Übergangswiderstand zwischen Schicht und Zuleitung
gebildet wird.
Die Dichtungsteile 6 und 8 der Zuleitungen und der Raum zwischen ihnen sind mit einem\rlaszylinder 40 umgeben, der
hermetisch mit den zylindrischen Außenflächen der Seile 6 und 8 verbunden ist. Der Zylinder 40 bildei^das Gehä,use
der Diodenanordnung. Der Zylinder 40 Icannaus dem "weichen"
Glas mit den oben angegebenen Daten hergestellt sein.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktschichten
14 und 16 sind mehrere scheibenförmige Halbleiterpillen 18a, 18b und 18c aus Halblei ;erinaterial, z.B. monokristallinem
Silizium oder ähnlichem, angeordnet, die innen jeweils einen gleichrichtenden pn-übergang 20 zwisdien einer p-Zone 22 und
einer n-Zone 24 enthalten. Der Übergang 20 jeder Pille ist
auf einer größeren Fläche der Pille mit einer elektrisch
isolierenden Übergangsschutz- und Passivierungsschicht 26 aberzogen, die in der Mitte geöffnet ist, so daß nahezu
die gesamte Zone 22 freigelegt ist. Die Pille 18c ist auf der Endfläche der Zuleitung 4 mit Hilfe einer Lötschicht
30c befestigt, die vorzugsweise vorher mit der größeren Fläche der Pille 1Sc, auf der von der Schutzschicht 26 abgekehrten
Seite, verbunden wurde, und bildet eine eutektische Verbindung mit der Kupferschicht 16. Die Lotschicht
30c besteht vorzugsweise überwiegend aus einem Metall, wie Silber, dessen eutektische Temperatur mit der Kontaktschicht
16 kleiner, und zwar vorzugsweise ungefähr 1000C kleiner,
als die Dichtungs- oder Zuschmelztemperatur des Glaszylinders
40 ist. Die Lötschicht 30c kann einen geringen Prozentsatz, z.S. 0,1 bis 1 f>, an Donator-lremdatomen, beispielsweise
Antimon, enthalten, um die Bildung eines Kontaktes mit Gleichrichterwirkung zwischen der Pille 18c und der
Zuleitung 4, an der sie befestigt ist, zu verhindern. Die Lötschicht 30c enthält auch einen bedeutenden TeilGold, z.B.
20 bis 40 Gewichtsprozente, der vorzugsweise zumindest teilv/eise durch Aufdampfen oder Elektro-Plattierung einer
Goldunterschicht 34c, am besten in !ig. 2 zu sehen, als Grundbestandteil der Schicht 30c auf der Pille 18c aufgebracht
ist. Das Aufbringen einer Goldunterschicht 34c ernöglicht
das Anhaften der Schicht 30c an der Pille und trägt auch dazu bei, den Schmelz- oder Erstarrungspunkt
der resultierenden Silber-Silizium-Goldverbindung unter die Zuschmelztemperatur des Glaszylinders 40 zu senken.
Die p-Zone 22 der Pile 18a ist mit Hilfe eines metallischen Zwischenstücks oder Polsters 32a mechanisch und elektrisch
rait dem Ende der Zuleitung 2 verbunden. Das Zwischenstück 32a besteht aus einer Zusammensetzung,deren Temperaturausdehnungskoeffizient
so beschaffen ist, daß sich der resultierende Temperaturausdehnungskoeffizient der Reihenanord-
-o-
nung aus Pille 18a und Zwischenstück 32a den C] «Tip er? tür-.-u"
τ", p·] ^-.--r.j; :-':■- effizient en des Glaszylinders 40 in einem
gewünschten Temperaturbereich von -600C bis +2000C im
Bereich von 50 bis 150 c/i annähert. Auch das Zwischenstück
32a hat eine eutektische Temperatur mit der Kontaktschicht
14> die unter der Zuschmelztemperatur des Glases 40 liegt
und eine derartige Schmelz- oder Erstarrungstemperatur rät der Pille 1Sa, daß kein oder nur ein unbedeutendes
Schmelzen der Zwischenstüek/Pillenzwischenflache während
des Zuschmelzens der Glashülle eintritt. Das Zwischenstück 32a besteht vorzugsweise überwiegend aus Silber. Außerdem
wird das Zwischenstück 32s, vorzugsweise vor dem Anbringen der Zuleitungen an der Pille, beispielsweise durch Elektroplattierung
bzw. Galvanostegie und andere an sich bekannte Verfahren zum Überziehen eines Metalls mit einem anderen
an der Pille 18a befestigt. Eine dünne Goldsehicht 36a,
am besten in Fig. 2 zu sehen, kann dicht unter dem Zwischenstück 32a auf der Pille 18a aufgebracht werden, um eine
innigere Berührung des Zwischenstücks 32a mit der Pille 18a zu bewirken.
Die sich konfrontierenden größeren flächen der aneinandergrenzenden
Pillen 18a und 18b sind auf ähnliche Weise durch eine Lötschicht 30a, ähnlich der Lotschicht 30c mechanisch
und elektrisch durch einen ''Ohm1 sehen" oder nicht gleichrichtenden
Kontakt miteinander verbunden. Die Lötschicht 30a ist an der Bodenfläche der Pille 18a angebracht und an einem
Zwischenstück 32b, das dem Zwischenstück 32a ähnlich ist,
befestigt oder mit diesem metallisch verbunden. Das Zwischenstück 32b ist ferner auf der Oberfläche der Pille 18b
aufgebracht, während die Verschmelzungstemperatur der Lötschicht
30a mit dem Zwischenstück 32b kleiner ist als die Zuschmelztemperatur des Glaszylinders 40. Auf ähnliche
Weise sind die Pillen 18b und 18c mechanisch und elektrisch
mit einem ohrasehen oder nicht gleicliriclitenden Kontakt durch
eine Lötschicht 30b, ähnlich der Lotschicht JOc, und ein
Zwischenstück 32c, ähnlich dem Zwischenstück 32a, miteinander verbunden.
Die rillen 18a, 18"b und 18c sind vorzugsweise so dimensioniert,
daß ihr maximaler Durchmesser etwas kleiner ist, als der Innendurchne sser des Glaszylinders 40, um die Pillen leicht
in den Zylinder 40 einsetzen zu können. Der Durchmesser der Zuführungen 2, 4 kann beispielsweise 0,5 mm betragen, die
verstärkten Dichtungsteile 6, 8 können jeweils einen Durchmesser
von 0,8 mm und eine Länge von 1, 8 mm haben, und der Innendurchmesser des Glaszylinders 40 kann vor dem Zuschmelzen
beispielsweise 0,85 nun betragen.
Durch die oben beschriebene Aneinanderreihung der einzelnen Teile wird der Aufbau der Halbleiterdiode äußerst einfach
und deshalb auch sehr wirtschaftlich. Die Zuführung 4 kann durch eine geeignete Befestigung senkrecht an der Schulter
oder dem Ansa/tz 12 befestigt werden, wobei der Dichtungsteil 8 in ein Ende des Glaszylinders 40 geschoben ist. Dann können
die Pillen 18a, 18b, 18c , nachdem vorher ihre jeweiligen Lötschichten 30a, 30b, 30c und ihre jeweiligen Zwischenstücke
32a, 32b, 32c angebracht worden sind, einfach in das obere offene Ende des Glaszylinders 40 eingeschoben werden. Danach
kann die zweite Zuführung 2 durch koaxiales Einschieben in aas obere Ende des Glaszylinders 40 mit dem Zwischenstück
32a in Kontakt gebracht werden. Die gesamte Anordnung kann dann kurzzeitig, beispielsweise 25 Sekunden lang, bis auf
3000C erhitzt werden, um dadurch die Lötschicht 30c mit der
Zündfläche 16 der Zuleitung 4, das Zwischenstück 32a mit der Endfläche der Zuleitung 2, das Zwischenstück 32c mit der
Lötschicht 30b, das Zwischenstück 32b mit der Lötschicht 30a
zu verschmelzen und in Verbindung zu bringen und um die End-
teile des Glaszylinders 40 zu erweichen und sie hermetisch.
mit den Dichtung-steilen 6, 8 der Zuleitungen zu verschmelzen.
Der Widerstand, den das Silber in den Lötschichten 30a,
30d, 30c und den Zwischenstücken 32a, 32b,32c der Oxidbildung
bei einer derartigen Zuschmelztemperatur entgegensetzt,
erleichtert besonders die zuverlässige Anordnung in der oben beschriebenen Weise. Da nur eine kurzzeitige Erhitzung und
nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen erforderlich sind,
um da,s weiche Glas abzudichten und die Lötschichten 30a bis c und die Zwischenstücke 32a bis 32b miteinander zu verbinden,
ergeben sich durch den ErMtzungsVorgang keine bleibenden
nachteiligen Auswirkungen für die Pillen.
'Jährend des A^dicht-Schnielzvorganges der Diodenanordnung
kann, wenn erforderlich, ein leichter Axialdruck ausgeübt
v/erden, um die Pillen 18a. bis 18c, die Lötschichten 30a bis
c und die Zwischenstücke 32a bis c zwischen den gegenüberliegenden flächen der Zuleitungen zusammenzudrücken. Dies
erleichtert die Herstellung eines gut verschmolzenen Metallkontaktes
zwischen aneinander grenzenden Pillen, zwischen dem Zwischenstück 32a und der Schicht 14 und zwischen der
EChicht 30c und der Schicht 16, ohne daß eine nicht oxidier ende
Atmosphäre erforderlich wäre. Mr eine Kontaktzone zwischen
dem Zwischenstück 32 und einer Siliziumpille mit
einem querschnitt von beispielsweise 0,35 mm χ 0,35 mm wurde als geeignete Axialdruckkraft eine Druckkraft von ungefähr
100 bis 200 Pond ermittelt. Dieser Druck gewährleistet eine gute Verlötung in Luftatmosphäre, die die Abdichtung
zwischen Glas und Zuleitungsteilen 6, 8 verbessert.
Fig. 3 zeigt die Strom-Spannungskennlinein einer Diodenanordnung
gemäß der leuerung. Die Kurve 62 zeigt den Strom-
Spannungsverlauf einer einsigen Diode der Anordnung im Durchläßbereich,
die Kurve 64 den gleiclien Verlauf für zwei hintereinander angeordnete Dioden, und die Kurve 66 den Verlauf
für drei hintereinander angeordnete Dioden. Man sieht, daß der Spannungsabfall an den verschiedenen Dioden-Kombinationen
in Durchlaßrichtung über einen großen Strombereich in v/es ent liehen !constant bleibt. Dieser Umstand, in Verbindung
mit den verhältnismäßig scharf ausgeprägten Knickern 62a, 64a, 66a in den Kurven 62, 64, 66 verbessert die Verwendbarkeit
derartiger Diodenanordnungen zur Spannungsregelung, besonders für niedrige Spannungen im Bereich unterhalb
von 6 Volt, für Silizium, dessen Zener-Durchbruchskennlinien
keinen scharf ausgeprägten Knick aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine alternative Anordnung zweier Dioden, die üücken an Rücken angeordnet sind. Die Diode 60 ist mit
einem Zwischenstück 32a, versehen, die mit einem gegenüberliegenden
Endflächenteil 14 einer äußeren Zuführung verschmolzen
ist, und die Diode 62 ist auf ähnliche ¥eise mit der Fläche 16 einer anderen äußeren Zuleitung verbunden. Die
Rückenflächen der beiden Dioden sind durch Verschmelzen ihrer jeweiligen Lötschichten 30c über eine nicht gleichrichtende
elektrische und mechanische Verbindung miteinander verbunden. Die oben beschriebene Diodenanordnung bietet
viele Vorteile. Durch die Verwendung des verhältnismäßig dicken Lötzwischenstüekes 32a fallen die bislang häufig zum
Ausgleich unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienterx
in Halbleitervorrichtungen mit Glashülle erforderlichen
Schraubenfederelektroden fort. Jede Pille 18a, 18b und 18c ist so dimensioniert, daß die maximalen Abmessungen ihrer
größeren Oberflächen kleiner sind als der Innendurchmesser des Glaszylinders 40, so daß man. jede Pille einfach nur in
den Zvlinder 40 fallen zu lassen braucht und sie sich an ärer
die Oberfläche der darin befindlichen Zuleitungen oder der
gegebenenfalls zuvor eingefühlten Pille von selbst richtig anlegt und ausrichtet, um permanent auf dieser Oberfläche
befestigt zu werden. Keine Pille braucht von dem Glaszylinder 40 gestützt zu werden oder diesen zu berühren, sondern
sie v/erden alle ausschließlich von den axial übereinander ausgerichteten Oberflächen gestützt.
ZIn v/eiterer Vorteil der dargestellten Anordnung besteht
darin, daß die direkte Verbindung der Endpillen 18a, 18c r.iit den Zuleitungen durch die Lötzonen 32a und 30c und die
direkten Zwischenverbindungen der Schichten 30a bis 32b und 30b bis 32c und die verhältnismäßig großen Querschnitte all
dieser verschmolzenen Metallverbindungen einen thermisch
gut leitenden Pfad von den Pillen zu den Zuleitungen gewährleistet und somit ermöglicht, daß die Zuleitungen selbst als
ausgesprochene Wärmeableiter der während des Betriebs der Diodenanordnung erzeugten elektrischen Wärme dienen. Die
verhältnismäßig dicken Zwischenstücke 32a bis c sorgen auch für einen geeigneten axialen Abstand zwischen aneinandergrenzenden
Pillen und zwischen der Endpille und der gegenüberstehenden Oberfläche der Zuleitung 2, um Kurzschlüsse durch
unabsichtliche Berührung der Pillenkanten oder das Durchstoßen eier Schutzschichten 26 zu vermeiden. Schließlich verleiht
der kleine Innenraum der beschriebenen Diodenanordnung eine wesentlich bessere Widerstandfähigkeit gegen Druckeinwirkungen
und macht es daäialb besonders geeignet zur Einkapselung
mit anderen Schaltungsbauelementen,
Claims (5)
- I chut zanspr liehe1 . Halbieiterfiächendiodenanordnung, bestehend aus zwei Zuleitungen mi"; unter Einhaltung eines Zwischenraums einander gegenüber angeordneten Oberflächen und aus einem Glaszylinder mit einer Bearbeitungstemperatur von weniger ;.ls 1000 G, der Teile der Zuleitungen einhüllt und mit diesen hermetisch dicht verbunden ist, um eine Umhüllung des liauns zwischen den gegenüber angeordneten Oberflächen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gegenüber angeordneten Oberflächen e in Stapel scheibenförmiger Halbleiterpillen (I8a, 18b, 18c) angeordnet ist, daß jede Pille (18) eine sich bis zu einer crößeren Oberfläche erstreckende p-leitende Zone (22) undir. pich tis zu einer gegenüberliegenden größeren Oberfläche erstreckende η-leitende Zone (24) sowie metallische Schichten (14, 16, 30a - c, 32a - c) jeweils zwischen einer der gegenüber angeordneten Oberflächen und der angrenzenden Pille (18) und zwischen aneinandergrenzenden Pillen (18) enthält, und daß die Schmelztemperatur aller Metallschichten unter der Zuschnelztemperatur alle^-Me^allsefeiete^eH des Glaszylinders (40) liegt.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge Ic en nzeichnet , daß die gegenüberliegenden Oberflächen der Zuleitungen (2, 6; 4, 8) zunächst liegenden Metallschichten (14;1o) als Kontaktschichten Kupfer enthalten, daß jede Pille (15) jeweils auf der einen größeren Oberfläche eine Metallschicht (32) 8,1s elektrisch leitendes Zwischenstück bzw. .;■.Is verhältnismäßig dicker Anschlag aus überwiegend Silber enthält, während eine Metallschicht (30) auf der anderen ,3rößeren Oberfläche jeder Pille (18) angeordnet ist und ein Iletall-Lot enthsLt, daß die der einen Kontaktschicht (14) zunächstliegende Pille (18a) rait dieser kontaktschicht(H) durch ein Zwischenstück (32a) und die der anderen Kontaktschicht (16) zunächstliegende Pille (18c) mit dieser anderen Kontaktschicht (16) durch eine Metallschicht (30c) aus Metall-Lot verbunden ist, und daß die einander zunächst liegenden größeren Oberflächen zweier aneinandergrenzender Pillen durch eine Metallverbiidung aus einem Zwischenstück (32) der einen Pille (18) und einer Metallschicht (30) aus Hetall-Lot der anderen P ULe (18) verbunden sind.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet , daß zwischen jeder Pille (18) und zugehörigem Zwischenstück (32) eine metallische Bindeschicht (36) angeordnet ist, die hauptsächlich aus Gold besteht, daß unter jeder Pille (18) in unmittelbarer Berührung mit der Pille (1S) eine metallische Bindeschicht (34) angeordnet ist, die ebenfalls vorwiegend aus Gold besteht, und daß die Bindeschichten (34, 36) mit der pille (18) eine eutektische Temperatur haben, die nicht unter der Zuschmelztemperatur des Glaszylinders (40) liegt, während die eutekusche Temperatur der Metallschichten und metallischen Binde- schienten untereinander unter der Zuschmelztemperatur des Glaszylinders (40) liegt.
- 4. Anordnung nach Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet , daß die Pillen Silizium und die metallischen Bindeschichten (34, 36) sowie die Metallschicht (30) Gold und/oder Silber enthalten.
- 5. Anordnung nach Ansprüchen 1-3? dadurch g e k ennzeich.net , daß bei jeder Pille (18) ein die p-Zone (22) und die n-Zone (24) der Pille (18) überlappender elektrisch isolierender flacher Ring (26) zwischen Zwischenstück (32) und Pille (18) vorgesehen ist, durch dessen Innencffnung das Zwischenstück (32) durch einen kurzen Ansatz über die metallische Bindeschicht (36) mit der Pille (18) verbunden ist
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2247159A1 (de) * | 1971-10-01 | 1973-04-12 | Hitachi Ltd | Hochspannungs-halbleiteranordnung |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
| GB1188879A (en) * | 1967-12-13 | 1970-04-22 | Matsushita Electronics Corp | Planar Transistor |
| US3571650A (en) * | 1968-12-04 | 1971-03-23 | Motorola Inc | Semiconductor rectifier package |
| CH533362A (de) * | 1971-06-25 | 1973-01-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Halbleiterbauelement |
| US3913127A (en) * | 1971-10-01 | 1975-10-14 | Hitachi Ltd | Glass encapsulated semiconductor device containing cylindrical stack of semiconductor pellets |
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| FR2412168A1 (fr) * | 1977-12-15 | 1979-07-13 | Silicium Semiconducteur Ssc | Diodes ecreteuses de surtension |
| DE3005301C2 (de) * | 1980-02-13 | 1985-11-21 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Varaktor- oder Mischerdiode |
| CS214034B1 (en) * | 1980-06-10 | 1982-04-09 | Michal Pellant | Semiconductor modulus |
| DE4417164C1 (de) * | 1994-05-17 | 1995-06-22 | Bosch Gmbh Robert | Hochspannungskippdiode insb. geeignet als Zündspannungsverteiler eines Verbrennungsmotors |
| DE10150239A1 (de) * | 2001-10-11 | 2003-04-30 | Schott Glas | Bleifreie Glasrohre, deren Verwendung und Dioden |
| WO2019027893A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | Corning Incorporated | LAMINATE ARTICLE HAVING A CENTRAL NON-GLASS PART AND A GLASS ENVELOPE AND ASSOCIATED METHODS |
Family Cites Families (10)
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| US3036250A (en) * | 1958-06-11 | 1962-05-22 | Hughes Aircraft Co | Semiconductor device |
| DE1303509B (de) * | 1959-09-22 | 1972-07-13 | Carman Laboratories Inc | |
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| US3193366A (en) * | 1961-07-12 | 1965-07-06 | Bell Telephone Labor Inc | Semiconductor encapsulation |
| US3274454A (en) * | 1961-09-21 | 1966-09-20 | Mallory & Co Inc P R | Semiconductor multi-stack for regulating charging of current producing cells |
| US3212160A (en) * | 1962-05-18 | 1965-10-19 | Transitron Electronic Corp | Method of manufacturing semiconductive devices |
| US3266137A (en) * | 1962-06-07 | 1966-08-16 | Hughes Aircraft Co | Metal ball connection to crystals |
| US3265805A (en) * | 1964-02-03 | 1966-08-09 | Power Components Inc | Semiconductor power device |
-
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-
1965
- 1965-05-22 DE DEG32336U patent/DE1921118U/de not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2247159A1 (de) * | 1971-10-01 | 1973-04-12 | Hitachi Ltd | Hochspannungs-halbleiteranordnung |
| DE2265208A1 (de) * | 1971-10-01 | 1976-12-23 | Hitachi Ltd | Hochspannungshalbleitergleichrichter |
| DE2265274A1 (de) * | 1971-10-01 | 1977-04-07 | Hitachi Ltd | Hochspannungs-halbleitergleichrichter |
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