DE1948155B2 - THYRISTOR WITH AUXILIARY SEMITTER ZONE - Google Patents

THYRISTOR WITH AUXILIARY SEMITTER ZONE

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thyristor mit Hilfsemitterzone, bestehend aus vei aufeinanderfolgenden Zonen unterschiedlichen Leilungstyps mit zwei Hauptelektroden an den gegenüberüegenaen parallelen Oberflächen, mit einer Hauptsteuetelektrode an einer der inneren Zonen, wobei die Hilfsemitterzone getrennt von der Emitterzone auf die mit der Hauptsteuerelektrode versehene innere Zone aufgebracht ist und mit einer Hilfsemitterelektrode, die die Hilfsemitterzone und die innere Zone unter Überbrückung de;, dazwischenliegenden pn-Überganges kontaktiert.The invention relates to a thyristor with an auxiliary emitter zone, consisting of four successive Zones of different splitting types with two main electrodes on the opposite parallel ones Surfaces, with a main control electrode on one of the inner zones, the auxiliary emitter zone being separated is applied from the emitter zone to the inner zone provided with the main control electrode and with an auxiliary emitter electrode which bridges the auxiliary emitter zone and the inner zone; pn junction contacted.

In vielen Anwendungsfällen ist ein Thyristor erforderlich, der eine verhältnismäßig große Stromanstiegsgeschwindigkeit aufweist und auch mit einem niedrigen Steuerelektrodenstrom gezündet werden kann. Zur Vergrößerung der Stromanstiegsfreschwindigkcit bei einem Thyristor ist es bekannt, mehrere Steuerelektrodenverbindungen vorzusehen, so datl eine entsprechen de Anzahl von anfänglich leitenden Plasmen erzeugt wird, und zwar über eine beträchtliche I'lache zwischen den Hauptelektrode:) hinweg.In many applications, a thyristor is required that has a relatively high rate of current rise and can also be ignited with a low control electrode current. To the In order to increase the rate of current rise in a thyristor, it is known to have multiple control electrode connections to be provided so that a corresponding number of initially conductive plasmas is generated over a considerable area between the main electrode :).

Bei derartigen Thyristoren muß die Steuerclektroden-Speisequelle eine hinreichende Leistung aufweisen, iim den von jeder Steuerelektrode benötigten Steuer-■,illlll In such thyristors, the control electrode supply source must have sufficient power, iim the control ■, illlll required by each control electrode

■! Wr...τι,■! Wr ... τι,

SteileSteep rc!erc! e ktrktr OL-enstOrienteering iiniS ISliiniS ISl ei ngsome anyany 'uuMin'uuMin it-ii Ar!it-ii ar! ·· Ή'!·· Ή '! -id !Ί-id! Ί reicl·;reicl ·; worclei!worclei!

strom für den durch die beiden Hauptelektrcden gebildeten Hauptthyristor dar. Auf diese Weise läßt sich eine beträchtliche Verringerung des Steuerelektroden- s'roms erzielen, doch weist dieser bekannte Thyristor einen komplizierten Aufbau auf, da die Hilfsemitterelek trode, die die Hilfsemitterzone und die innere Zone unter Überbrückung des dazwischenliegenden pn-Überganges kontaktiert, in zwei verschiedenen Ebenen angeordnet ist, so daß sich eine komplizierte Herstellung ergibt, und weiterhin haben Versuche gezeigt, daß bei derartigen Thyristoren in der Anoden-/Kathodenspannung kurz nach dem Einschalten des Thyristors unregelmäßige Wellenzustände auftreten. Dies stellt einen Versuch des Thyristors dar, das Einschalten durch eine Sperr-EMK zu erschweren. Da die anfängliche Strominjektion auf einer sehr kleinen Fläche erfolgte, wirken die induzierten Spannungsunregelmäßigkeiten in Richtung auf einer Beendigung der lokalisierten Trägerinjektion, was dadurch zu beobachten ist, daß der Steuerelektrodenstrom auf 0 oder darunter abfällt, und zwar zeitlich zusammenfallend mit der beobachteten Spannungsunregelmäßigkeit. Hierdurch wird eine noch kleinere anfänglich eingeschaltete Fläche hervorgerufen, so daß der zu dieser Zeit fließende Anodenstrom gezwungen ist, durch eine derartige begrenzte Fläche zu fließen, was hohe Stromdichten und örtliche hohe Temperaturen zur Folge hat, welche den Ausfall des Thyristors bewirken. current for the main thyristor formed by the two main electrodes. In this way, a considerable reduction in the control electrode current can be achieved, but this known thyristor has a complicated structure, since the auxiliary emitter electrode, the auxiliary emitter zone and the inner zone Bridging of the intermediate pn junction contacted, arranged in two different levels, so that a complicated production results, and further tests have shown that irregular wave states occur in the anode / cathode voltage in thyristors of this type shortly after the thyristor is switched on. This represents an attempt by the thyristor to make it more difficult to switch on by means of a blocking EMF. Since the initial current injection was in a very small area, the induced voltage irregularities act towards terminating the localized carrier injection, which is observed when the control electrode current drops to 0 or below, coinciding with the observed voltage irregularity. This causes an even smaller initially switched-on area, so that the anode current flowing at this time is forced to flow through such a limited area, which results in high current densities and local high temperatures which cause the thyristor to fail.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Thyristor der eingangs genannten Art hinsichtlich seines du/dt- und d;7df-Verhaltens so auszubilden, daß das Auftreten unregelmäßiger Wellenzustände in der Anoden-Kathodenspannung; sowie einer Depression des Hauptsteuerelektrodenstromes kurz nach dem Einschalten des Thristors vermieden wird. The invention is based on the object of designing a thyristor of the type mentioned with regard to its du / dt and d; 7df behavior in such a way that the occurrence of irregular wave states in the anode-cathode voltage; as well as a depression of the main control electrode current shortly after switching on the thristor is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hilfsemittei\ lektrode und eine der Hauptelektroden in der gleichen Ebene: liegen und aus mit Abstand voneinander angeordneten Segmenten einer Metallscheibe bestehen, und daß mindestens eine der gegenüberliegenden Kanten der einen Hauptelektrode und der Hilfsemitterelektrode eine fingerartige Struktur aufweist, wobei die Finger der Hauptelektrode den zwischen Emitterzone und innere:· Zone gebildeten pn-Übergang überbrücken.This object is achieved according to the invention in that the auxiliary means electrode and one of the main electrodes in the same plane: lying and made up of spaced apart segments of a metal disc exist, and that at least one of the opposite edges of the one main electrode and the auxiliary emitter electrode has a finger-like structure, the fingers of the main electrode between the emitter zone and the inner: · bridge the pn junction formed in the zone.

Durch diese Ausgestaltung des Thyristors ergibt sich einerseits eine sehr einfache Herstellung, weil die Hilfsemiiterelektrode und die eine Hauptelektrode in der gleichen Ebene liegen und aus mit Abstand voneinander angeordneten Segmenten einer Metallseheibe bestehen, die in einfacher Weise chemisch oder mechanisch unterteilt werden kann, und es werden weiterhin unregelmäßige Wellenzustände in der Anoden-Kathodenspannung sowie eine Depression des Hauptsteuerstromes kurz nach dem Einschalten des Thyristors vermieden, weil durch die fingerartige Struktur an einer Vielzahl von Punkten längs des pn-Überganges kurzgeschlossene Emitter gebildet werden, während die Teile der Hauptelektrode, die denThis configuration of the thyristor results, on the one hand, in very simple manufacture, because the auxiliary emitter electrode and the one main electrode lie in the same plane and consist of segments of a metal disc which are arranged at a distance from one another and which can be and are easily subdivided chemically or mechanically Furthermore, irregular wave states in the anode-cathode voltage as well as a depression of the main control current shortly after switching on the thyristor avoided, because short-circuited emitters are formed by the finger-like structure at a large number of points along the pn junction, while the parts of the main electrode that have the

t^ Emitter nicht kreuzen, als wirksame örtliche Punkte dienen, an denen vor der Zündung des Thyristors eine ielzahl pai :lleler Leitplasmen hervorgerufen wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen sowohl die Hauptelektrode als auch die ■ ^ifscmittcrdcktrodc finge: artige gegenüberliegende K mien auf, die ineinander verschränkt sind.t ^ emitters do not cross, as effective local points serve on which before the ignition of the thyristor a large number of pai: lleler conductive plasmas are caused. According to an advantageous embodiment of the invention, both the main electrode and the ■ ^ ifscmittcrdcktrodc finge: like opposite C mien that are intertwined.

Durch diese Ausgestaltung des Thyristors ist es für \'M !Entwickler in einfacher Weise möglich, dieThis configuration of the thyristor makes it easy for M! Developers to

Parameter des Thyristors im Hinblick auf das d//dr- und du/df-Verhalten zu steuern, und zwar einfach durch Festlegung der Ausbildung der fingerartigen Struktur, beispielsweise durch Vergrößet ung der Anzahl der Finger oder durch Verbreiterung oder durch Verengung der Schlitze zwischen den Fingern. Es ist jedoch zweckmäßig, mindestens ungefähr fünf Sc.ilitze zu verwenden, um eine minimale Anzahl von anfangsleitenden Plasmen zu erzeugen, während auch mindestens fünf kurzgeschlossene Zonen zur du/dr-Steuerung verwendet werden. Die fingeratige Struktur ermöglicht die Trägerinjektion von vielen Punkten entlang der Länge der Hauptelektrode zur Hilfsemitterelektrode, so daß überlastete Punkte vermieden werden und gute d u/d t- Kennlinien erreicht werden. ,Parameters of the thyristor in terms of the d // dr and control du / df behavior, simply by doing it Establishing the formation of the finger-like structure, for example by increasing the number of Fingers or by widening or by narrowing the slits between the fingers. However, it is advisable to use at least about five stranded wire use to generate a minimal number of initial conductive plasmas while also at least five short-circuited zones can be used for du / dr control. The finger-like structure makes it possible the carrier injection from many points along the length of the main electrode to the auxiliary emitter electrode, see above that overloaded points are avoided and good d u / d t characteristics are achieved. ,

Es sind zwar steuerbare Halbleiterbauelemente bekannt (deutsche Auslegeschrift 12 09 211), bei denen die eine der Hauptelektroden und die Steuerelektrode in einer F.bene angeordnet sind und bei denen die Steuerelektrode an der der Hauptelektrode gegenüberliegenden Kante eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist; diese Elektroden überbrücken jedoch keinen pn-übergang. Schließlich ist es bereits bekannt (US-Patentschrift 32 74 460), eine Hauptelektrode zu verwenden, die einen np-Übergang an einer Stelle überbrückt, wodurch die zwischen der Hauptelektrode und der Hauptsteuerelektrode gebildete Diode in ihren Fh;enschaften dadurch verschlechtert werden soll, daß die Hauptelektrode eine Widerstandsverbindung zwischen der Hauptelektrodenzone und der Hauptsteuerelektronenzone herstellt. Hierdurch ergibt sich jedoch keine Vielzahl von anfänglichen Leitplasmen, weil der n-p-Übergang nur an einer einzigen Stelle in einem schmalen Bereich überbrückt ist und keine fingerartige Struktur vorgesehen ist.Controllable semiconductor components are known (German Auslegeschrift 12 09 211) in which one of the main electrodes and the control electrode are arranged in a plane and in which the control electrode has a plurality of projections on the edge opposite the main electrode; however, these electrodes do not bridge a pn junction. Finally, it is already known (US Pat. No. 3,274,460) to use a main electrode which bridges an np junction at one point, as a result of which the performance properties of the diode formed between the main electrode and the main control electrode are to be impaired the main electrode establishes a resistance connection between the main electrode zone and the main control electron zone. However, this does not result in a large number of initial guiding plasmas because the np junction is only bridged at a single point in a narrow area and no finger-like structure is provided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the following in comparison to the prior art the drawing explained in more detail.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 eine grafische Darstellung des Hauptsteuerelektrodenstroms, des Kathodenstroms und der Anoden-/Kathodenspannungskennlinien eines bekannten Thyristors mit einer einzigen Steuerelektrode bei hoher Anstiegsgeschwindigkeit des Anodenstroms,1 is a graph of the main control electrode current; of the cathode current and the anode / cathode voltage characteristics of a known thyristor with a single control electrode at high Rate of rise of the anode current,

F i g. 2 die gleichen Parameter wie in F i g. I für einen üblichen Thyristor mit mehreren Steuerelektroden,F i g. 2 the same parameters as in FIG. I for one common thyristor with several control electrodes,

Fig. 3 elektrische Kennlinien der Ausführungsformen gemäß den Fig.4 bis 6 des Thyristors mit einer Hilfsemitterzone,Fig. 3 electrical characteristics of the embodiments according to Figures 4 to 6 of the thyristor with a Auxiliary emitter zone,

Fig.4 eine Draufsicht auf eine er:,te Ausführungsform des Thyristors,4 is a plan view of an embodiment of the thyristor,

Fig.5 eine Draufsicht auf eine abgeänderte Ausführungsform des Thyristors,Fig. 5 is a plan view of a modified embodiment of the thyristor,

Fig.6 einen Querschnitt längs: der Linie 10-10 in F i g. 5.Figure 6 is a cross-section along: the line 10-10 in F i g. 5.

In F i g. 1 sind Schwingungsformen des Anodenstroms, des Steuerelektrodenstroms und der Anoden-Kathodenspannung im Einschaltzeitpunkt für einen typischen Thyristor mit einer einzigen Steuerelektrode gezeigt.In Fig. 1 are waveforms of the anode current, the control electrode current and the anode-cathode voltage at switch-on time for a typical thyristor with a single control electrode shown.

Nach einer anfänglichen Verzögerungszeit treten in der Anoden-Kathodenspannung beträchtliche Schwingungen auf und das gleiche ist in vielen Fällen auch bei der Anodenstrom-Anstiegskennlinie der Fi-Ii. Noch kennzeichnender ist, daß der Steuerstrom nach <!ct < , Verzögerungszeit durch eine intern erzeugte Spei!
spannung auf 0 gebrückt wird. Diese innere Spannung tritt infoige dc^ hohen inneren Schichtwiderstandes des Halbleitermaterials (wie beispielsweise Silizium) in der Steuerelektroden-/Kathodenzone auf. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn der Steuerstrom auf 0 oder — wie in der F i g. 1 gezeigt — unter 0 herabgedrürkt wird, der Thyristor in einer Weise ausfallen kann, die als d/Vdr-Ausfall beicannt ist, und der infolge der kleinen obenerwähnten Einschaltfläche auftritt.After an initial delay time, considerable oscillations occur in the anode-cathode voltage, and in many cases the same is also true for the anode current rise characteristic of the Fi-Ii. It is even more characteristic that the control current after <! Ct <, delay time by an internally generated memory!
voltage is bridged to 0. This internal stress occurs with the high internal sheet resistance of the semiconductor material (such as silicon) in the control electrode / cathode zone. It was found that when the control current to 0 or - as in FIG. 1 - is depressed below 0, the thyristor can fail in what is known as a d / Vdr failure, which occurs as a result of the small turn-on area mentioned above.

I'm diesen Fehler zu vermeiden, wurden zahlreiche Thyristoren mit mehr als einer Steuerelektrode ausgebildet. Derartige Thyristoren haben etwas verbesserte in F i g. 2 dargestellte Steuerstromkennlinien. Es tritt jedoch auch hier eine weitgehende Steuerelektroden-Aushungerung ein, so daß derartige Thyristoren bei hohen d.'/di-Anwendungen nur beschränkt zweckmäßig sind. Weiterhin macht die Verwendung von Mehrfach-Steuerelektroden die Zuführung eines beträchtlichen Steuerelektrodenstroms erforderlich, der bei schnellen Anstiegszeiten normalerweise zwischen 1 und 5 Ampere liegt.To avoid this mistake, there were numerous thyristors with more than one control electrode educated. Such thyristors have somewhat improved in FIG. Control current characteristics shown in 2. It However, here too there is extensive starvation of the control electrodes, so that thyristors of this type occur high d '/ di applications are only useful to a limited extent are. Furthermore, the use of multiple control electrodes makes the delivery of a considerable amount Control electrode current is required, which is usually between 1 and 5 amps for fast rise times lies.

Die in den F i g. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen des Thyristors beseitigen die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Depression des Steuerelektrodenstroms und ergeben Kennlinien wie sie in F i g. 3 dargesteih sind, die weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird. Die Abmessungen der in den Fig.4 bis 6 Δα,gestellten Ausführungsformen des Thyristors sind insbesondere hinsichtlich der Dicke aus Gründen der Klarheit dargestellt und die Ausführungsform gemäß Fig. 4 weist einen nicht dargestellten Querschnittsaufbau aui. der dem gemäß F i g. 6 ähnlich ist.The in the F i g. Embodiments of the thyristor shown in FIGS. 4 to 6 eliminate the depression of the control electrode current shown in FIGS. 1 and 2 and result in characteristic curves as shown in FIG. 3 are shown, which will be described in more detail below. The dimensions of the embodiments in Figures 4 to 6 Δα, made of the thyristor shown in particular in terms of thickness for clarity, and the embodiment of FIG. 4 has a cross sectional structure aui, not shown. according to FIG. 6 is similar.

Die Ausiührungsformen der Thyristoren weisen ein Halbleiterplättchen 40 auf. das aus monochristallinem Silizium bestehen kann und das einen Durchmesser von beispielsweise 19 mm sowie eine Dicke von ungefähr 0,254 mm aufweisi, diese Abmessungen können sich natürlich in Abhängigkeit von der gewünschten Nennleistung des Thyristors ändern. In dem halbleiterplättchen 40 sind, wie dies aus F i g. 6 zu erkennen ist. pn-Übergänge 41, 42 und 43 in einer für Thyristoren typischen Art ausgebildet, wobei diese pn-Übergänge die verschiedenen in Fig. 6 gezeigten p- und n-Zonen trennen. Diese Zonen können durch irgendeines der bekannten Verfahren hergestellt werden.The embodiments of the thyristors show a Semiconductor die 40. which can consist of monochrystalline silicon and which has a diameter of for example 19 mm and a thickness of approximately 0.254 mm, these dimensions can vary of course change depending on the desired power rating of the thyristor. In the semiconductor plate 40, as shown in FIG. 6 can be seen. pn junctions 41, 42 and 43 in one for thyristors typical type, with these pn junctions the various p- and n-zones shown in FIG separate. These zones can be made by any of the known methods.

An der unteren und oberen Zone des Halblciterplättchens 40 sind in geeigneter Weise Hauptelektroden als AnodeTT- bzw. Kathodenelektroden angebracht.Main electrodes are suitably provided on the lower and upper zones of the half-liter plate 40 AnodeTT or cathode electrodes attached.

Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform weist der pn-übergang 43 die in F i g. 4 erkennbare im wesentlichen halbkreisförmige Form auf, und es üt eine Hilfsemitterzone 67 mit der aus Fig.4 erkennbaren Gestalt vorgesehen. Mit der Oberseite des Halbleiterplättchens 40 ist ein im wesentlichen halbkreisförmiger Aluminiumkontakt 60 vnbunden, der den rechten Teil des an der Oberfläche des Halbleiterplättchens 40 endenden pn-Überganges 43 überlappt. Weiterhin ist über dem pn-Übergaiig 67 ein Aluminiumstreifen 64 angebracht, der als Hilfsemitterelekirode und damit als Hilfssteuerelektrode für die Hauptkathodenzone dient, die unter der Hauptelektrode 60 liegt. Weiterhin weist der Thyristor gemäß F i g. 4 eine Hauptsteuerelektrode 48 auf.In the embodiment shown in FIG. 4, the pn junction 43 has the structure shown in FIG. 4 recognizable im essentially semicircular shape, and there is an auxiliary emitter zone 67 with that recognizable from FIG Shape provided. With the top of the semiconductor die 40 is a substantially semicircular Aluminum contact 60 connected to the right part of the on the surface of the semiconductor die 40 ending pn junction 43 overlaps. Furthermore, there is an aluminum strip 64 above the pn junction 67 attached, which serves as an auxiliary emitter electrode and thus as an auxiliary control electrode for the main cathode zone, which lies under the main electrode 60. Furthermore, the thyristor according to FIG. 4, a main control electrode 48 on.

Die Hauptelektrode 60 weist hcmusragende Finger 61, 62, 63 auf, die den linken Teil des pn-Überganges 43 überbrücken, und diese Finger sind mit Fingern 65 und bh der Hilfsemitterelektrode 64 verschränkt. Die verschränkte Anordnung ermöglicht die Verwendung einer rfi;>iiv großer, I lauptelektrodenfläche für eine gegeben. ! -rolle cles Siliziumplältchens, so daß einThe main electrode 60 has protruding fingers 61, 62, 63 which bridge the left part of the pn junction 43, and these fingers are interlaced with fingers 65 and bh of the auxiliary emitter electrode 64. The entangled arrangement enables the use of a large main electrode area for a given. ! -roll the silicon chip so that a

relativ hoher möglicher Betriebsstrom erreicht wird. Die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform des Thyristors wurde einem Standard-d/7df-Schalttest unterworfen, und zwar bei einer Gehäusetemperatur von ungefähr 65°C, einer Anoden-Kathodenspannung von ungefähr 700 V und bei Frequenzen, die sich zwischen 400 bis 5000 Hz änderten. Die Vorrichtung wurde auch mit einer Folgefrequenz von 75 Hz bei höheren di/df-Bedingungen geprüft und widerstand Stromanstiegsgeschwindigkeitein bis zu 1400 Ampere pro Mikrosekunde.relatively high possible operating current is achieved. The in F i g. 4 embodiment of the thyristor shown was subjected to a standard d / 7df switching test at a case temperature of approximately 65 ° C, an anode-cathode voltage of approximately 700 V and at frequencies ranging between 400 to 5000 Hz changed. The device was also operated with a repetition rate of 75 Hz at higher di / df conditions tested and withstood rate of current rise in up to 1400 amps per microsecond.

Die elektrischen Kennlinien einer derartigen Ausführungsform des Thyristors sind in F i g. 3 dargestellt. Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß am Ende der Verzögerungsperiode und bei Beginn des Abfalls der Anoden-Kathodenspannung ein fortgesetzter Anstieg des Hauptsteuerelektrodenstromes vorliegt und nicht, wie in den F i g. 1 und 2, ein Abfall. Dieser Anstieg des Hauptsteuerelektrodenstromes ist eine Funktion des leitenden Anstiegs des Anodenstroms, der seinerseits die Spannung erzeugt, die die Hilfsemitterelektrode erregt. Dieser Vorgang versteuert die di7df-Kennlinien der Hauptkathode und vermindert die Gefahr eines di/dt-Ausfalls des Thyristors. Weiterhin bestimmt die Größe und die Anstiegszeit des Stroms der Hauptsteuerelektrode nicht mehr die dMf-Eigenschaften des Thyristors.The electrical characteristics of such an embodiment of the thyristor are shown in FIG. 3 shown. From Fig. 3 it can be seen that at the end of the delay period and at the beginning of the drop in the anode-cathode voltage there is a continued increase in the main control electrode current and not, as in FIGS. 1 and 2, a waste. This increase in the main control electrode current is a function of the conductive increase in the anode current, which in turn generates the voltage which excites the auxiliary emitter electrode. This process controls the di7df characteristics of the main cathode and reduces the risk of a di / dt failure of the thyristor. Furthermore, the magnitude and the rise time of the current of the main control electrode no longer determine the dMf properties of the thyristor.

Die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform des Thyristors weist eine die Hauptkathodenelektrode bildende Hauptelektrode 80 auf, die mit einer Hilfsemitterelektrode 81 zusammenwirkt, die in dem in F i g. 5 dargestellten Fall eine der Hauptkathodenelektrode 80 gegenüberliegende geradlinige Kante aufweist. Die Hilfsemitterelektrode 81 überdeckt, wie in F i g. 4 den p-n-Übergang 44 während die Hauptkathodenelektrode 80 ebenfalls wie in Fig.8 an der Oberseite der Haupt-n-Zone angeordnet ist. Der gegenüber der Hilfsemitterelektrode 81 liegende Teil der Hauptkathodenelektrode 80 ist in Fig.5 mit einer Vielzahl von Schlitzen 82 versehen, die die fingerartige Struktur bilden, wobei sich die Finger über die Kante des pn-Überganges 43 hinwegerstreckt, wie dies aus den F i g. 5 und 6 zu erkennen ist.The in the F i g. The embodiment of the thyristor shown in FIGS. 5 and 6 has a main cathode electrode forming main electrode 80, which cooperates with an auxiliary emitter electrode 81, which in the in F i g. 5 has a rectilinear edge opposite the main cathode electrode 80. The auxiliary emitter electrode 81 covers, as shown in FIG. 4 the p-n junction 44 while the main cathode electrode 80 also as in Figure 8 on the top of the Main n-zone is arranged. The part of the main cathode electrode which is opposite to the auxiliary emitter electrode 81 80 is provided in FIG. 5 with a multiplicity of slots 82 which form the finger-like structure form, the fingers extending over the edge of the pn junction 43, as shown in the F i g. 5 and 6 can be seen.

In dem speziellen Ausführungsbeispiel der F i g. 5 undIn the particular embodiment of FIG. 5 and

ίο 6 kann die Schlitzbreite 0,635 mm und die Breite der Finger 1,27 mm betragen. Die Länge jedes Fingers und somit die Tiefe der Schlitze kann beispielsweise 0,9 mm betragen. Der Durchmesser des Halbleiterplättchens 40 kann bei etwa 18 mm liegen. Die Hauptkathodenelektrode 80 und die Hilfsemitterelektrode 8t können ebenso wie die entsprechenden Elektroden in Fig.4 einen Durchmesser von etwa 11 mm aufweisen und aus mit Abstand voneinander angeordneten Segmenten einer einzigen Metallscheibe mit einem Durchmesser von beispielsweise 11 mm bestehen. Der zwischen den Elektroden gebildete Spalt kann eine Breite von 0,75 mm aufweisen. Die Hilfsemitterelektrode 81 überlappt die linke geradlinige Kante des pn-Überganges 44 um 0,254 mm während die Finger der Hauptkathoden-ίο 6 the slot width can be 0.635mm and the width of the Fingers should be 1.27 mm. The length of each finger and thus the depth of the slots can be 0.9 mm, for example be. The diameter of the semiconductor die 40 can be approximately 18 mm. The main cathode electrode 80 and the auxiliary emitter electrode 8t, like the corresponding electrodes in FIG have a diameter of about 11 mm and consist of spaced apart segments consist of a single metal disc with a diameter of, for example, 11 mm. The one between the Gap formed electrodes may have a width of 0.75 mm. The auxiliary emitter electrode 81 overlaps the left straight edge of the pn junction 44 by 0.254 mm while the fingers of the main cathode

elektrode 80 die rechte Kante des pn-Überganges 43 um 0,0127 mm überlappen.electrode 80 overlap the right edge of the pn junction 43 by 0.0127 mm.

Wenn die dildt-Eigenschaften des Thyristors verbessert werden sollen, und zwar zu Lasten der Fähigkeit des Thyristors, dem du/dt in Durchlaßrichtung zu widerstehen, so kann eine größere Schlitzbreite verwendet werden. Wenn andererseits die du/df-Kennlinie zu Lasten der di/di-Kennlinie verbessert werden soll, so kann die Anzahl der Schlitze vergrößert oder die Schlitzbreite verringert werdeaIf the dildt properties of the thyristor are to be improved at the expense of the thyristor's ability to withstand the dv / dt in the forward direction , a larger slot width can be used. On the other hand, if the du / df characteristic is to be improved at the expense of the di / di characteristic, the number of slots can be increased or the slot width can be reduced

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Thyristor mit Hilfsemitterzone, bestehend aus vier aufeinanderfolgenden Zonen unterschiedlichen Leitungstyps mit zwei Hauptelektroden an den gegenüberliegenden parallelen Oberflächen, mit einer Hauptsteuerelektrode an einer der inneren Zonen, wobei die Hilfsemitterzone getrennt von der Emitterzone auf die mit der Hauptsteuerelektrode versehene innere Zone aufgebracht ist und mit einer Hilfsemitterelektrode, die die Hilfsemitterzone und die innere Zone unter Überbrückung des dazwischenliegenden pn-Überganges kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsemitttrelektrode (81, 64) und eine der Haupt elektroden (60,80) in der gleichen Ebene liegen und aus mit Abstand voneinander angeordneten Segmenten einer Metallscheibe bestehen und daß mindestens eine der gegenüberliegenden Kanten der einen Hauptelektrode und der Hilfsemitterelektrode eine fingerartige Struktur (61 bis 66, 82) aufweist, wobei die Finger der Hauptelektrode den zwischen Emitterzone und innerer Zone gebildeten pn-Übergang überbrücken. 1. Thyristor with auxiliary emitter zone, consisting of four successive zones of different conductivity types with two main electrodes on the opposite parallel surfaces, with a main control electrode on one of the inner zones, the auxiliary emitter zone being applied separately from the emitter zone to the inner zone provided with the main control electrode and with an auxiliary emitter electrode which contacts the auxiliary emitter zone and the inner zone bridging the intermediate pn junction, characterized in that the auxiliary emitter electrode (81, 64) and one of the main electrodes (60,80) lie in the same plane and are at a distance from one another arranged segments of a metal disk and that at least one of the opposite edges of the one main electrode and the auxiliary emitter electrode has a finger-like structure (61 to 66, 82), the fingers of the main electrode having the pn-Übe formed between the emitter zone and the inner zone bridge aisle. 2. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die eine Hauptelektrode (60) als auch die Hilfsemitterelektrode (64) fingeraitige gegenüberliegende Kanten (61 bis 63, 65, 66) aufweisen, die ineinander verschränkt sind.2. Thyristor according to claim 1, characterized in that both the one main electrode (60) as well as the auxiliary emitter electrode (64) fingered have opposite edges (61 to 63, 65, 66) which are interlocked.
DE19691948155 1968-09-23 1969-09-23 Thyristor with auxiliary emitter zone Expired DE1948155C3 (en)

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