DE2215168A1 - Photosensitive semiconductor device - Google Patents
Photosensitive semiconductor deviceInfo
- Publication number
- DE2215168A1 DE2215168A1 DE19722215168 DE2215168A DE2215168A1 DE 2215168 A1 DE2215168 A1 DE 2215168A1 DE 19722215168 DE19722215168 DE 19722215168 DE 2215168 A DE2215168 A DE 2215168A DE 2215168 A1 DE2215168 A1 DE 2215168A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor device
- photosensitivity
- areas
- resistor
- photosensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 21
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 claims description 18
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 claims description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/111—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristors
- H01L31/1113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristors the device being a photothyristor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
- H01P1/15—Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
- H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
- H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
FATENTANWAtTSBlORO ThOMSEN «v: TlßDTkg ■.■>■■.FATENTANWAtTSBlORO ThOMSEN «v : TlßDTkg ■. ■> ■■.
PAT g IsIJ A N WALTEPAT g IsIJ A N WALTE
8000 München 28000 Munich 2
2θ. März2θ. March
Matshushita Electric Industrial Co>> Ltd. Osaka, JapanMatshushita Electric Industrial Co >> Ltd. Osaka, Japan
Photoempfindliche HalbleitervorrichtungPhotosensitive semiconductor device
Die Erfindung bezieht sich auf eine photOempfindliche Halbleitervorrichtung, deren Photoempfindlichkeit frei einstellbar ist.The invention relates to a photosensitive Semiconductor device whose photosensitivity is freely adjustable.
; Konventionelle photoempfindliche Halbleitervorrichtungen besitzen Phototransistoren, photoleitende Zellen und Solarbatterien (Lichtzellen). Die Phototransistoren sind trotz hoher Ansprechgeschwindigkeit darin nachteilig, daß ihre Stromkapazität nicht groß ist. Die photoleitenden Zellen sind trotz hoher Photoempfindlichkeit darin nachteilig, daß ihre Ansprechgeschwindigkeit niedrig ist. Die Solarbatterien sind ebenfalls darin nachteilig, daß sie kein großes Ausgangssignal erzeugen können. 209 8 A3 /0 68 5; Conventional semiconductor photosensitive devices have phototransistors, photoconductive cells and solar batteries (light cells). The phototransistors are in spite of this high response speed is disadvantageous in that their current capacity is not great. The photoconductive cells, in spite of high photosensitivity, are disadvantageous in that their response speed is low. The solar batteries are also disadvantageous in that they do not generate a large output signal can. 209 8 A3 / 0 68 5
- - " a—. ■-..i. lUiliuiunl KVl IWHI- - "a—. ■ - .. i. lUiliuiunl KVl IWHI
Zur Vermeidung dieser Nachteile der bekannten photoempfindlichen Halbleitervorrichtungen wird mit der Erfindung eine neue und verbesserte photoempfindliche Halbleitervorrichtung geschaffen, die eine hohe Photoempfindlichkeit aufweist, mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit arbeiten kann und deren Stromkapazität groß ist.To avoid these disadvantages of the known photosensitive Semiconductor devices are made with the invention provided a new and improved photosensitive semiconductor device having high photosensitivity, can work with a high response speed and their Current capacity is large.
Die erfindungsgemäße photoempfindliche Halbleitervorrichtung besitzt einen Thyristor mit einem ρ^π^ρη^- oder n^P-jn^Po-Aufbau, ^er m^ e*ner Strahlung beleuchtet werden kann, wobei ein Widerstand zur Einstellung der Photoempfindlichkeit für den zuerst genannten Aufbau zwischen die Bereiche P1 und n^ und/oder die Bereiche p« und n2 geschaltet ist und für den Fall.des an zweiter Stelle genannten Aufbaus zwischen die Bereiche n^ und p^ und/oder die Bereiche n~ und pp geschaltet ist. The photosensitive semiconductor device according to the invention has a thyristor with a ρ ^ π ^ ρη ^ - or n ^ P-jn ^ Po structure, ^ er m ^ e * ner radiation can be illuminated, with a resistor for adjusting the photosensitivity for the former Structure is connected between the areas P 1 and n ^ and / or the areas p «and n 2 and for the case of the structure mentioned in the second place between the areas n ^ and p ^ and / or the areas n ~ and pp is.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen photoempfindlichen Halbleitervorrichtung;Fig. 1 shows the structure of a photosensitive device according to the invention Semiconductor device;
Fig. 2 zeict eine Darstellung einer auseinandergezogenen Halbleitervorrichtung nach Fig. IjFig. 2 shows an illustration of an exploded Semiconductor device according to FIG
Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Photoempfindlichkeit der Halbleitervorrichtung; undFig. 3 is a graph showing the photosensitivity of the semiconductor device; and
209843/0686209843/0686
Pig. h zeigt eine Schnittansicht einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung. Pig. h shows a sectional view of a practical embodiment of the semiconductor device according to the invention.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung besitzt ein Thyristor beispielsweise einen ρ^n^p^n^Aufbau, und eine Anode A9 eine Kathode K, ein erstes Tor G * und ein zweites Tor G- sind an den Bereichen P1, n2, n* bzw. P2 vorgesehen. Gemäß Darstellung ist ein Widerstand Rg zur Einstellung der Photoempfindlichkeit zwischen die Anode A und das erste Tor G- geschaltet. Ein solcher Widerstand kann jedoch auch zwischen die Kathode K und das zweite Tor G2 geschaltet sein, wie dies durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, oder solche Widerstände können zwischen die Anode A und dae erste Tor G- und-zwischen die . Kathode K und das zweite Tor G- geschaltet sein* Gemäß P&rstellung in Fig. 2 ist dieser die Photoempfindlichkeit einstellende Widerstand R0 zwischen die Basis und den Emitter eines Transistors geschaltet. Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Widerstandswert des Widerstandes Rn für die Einstellung der Photoempfindlichkeit und der minimalen Leüchtstärke L, die für die Triggerung des Thyristors erforderlich ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, nimmt die Photoempfindlichkeit mit ansteigendem Widerstandswert des die, Photoempfindlichkeit einstellenden Widerstands Rg zu.In the embodiment of the semiconductor device according to the invention shown in Fig. 1, a thyristor has, for example, a ρ ^ n ^ p ^ n ^ structure, and an anode A 9, a cathode K, a first port G * and a second port G- are at the areas P 1 , n 2 , n * and P 2 are provided. As shown, a resistor R g for setting the photosensitivity is connected between the anode A and the first gate G-. However, such a resistor can also be connected between the cathode K and the second gate G 2 , as shown by the dashed line, or such resistors can be connected between the anode A and the first gate G and between the. Cathode K and the second gate G- be connected * According to the position in FIG. 2, this photosensitivity setting resistor R 0 is connected between the base and the emitter of a transistor. 3 shows the relationship between the resistance value of the resistor R n for setting the photosensitivity and the minimum luminous intensity L required for triggering the thyristor. As can be seen from Fig. 3, as the resistance value of the photosensitivity adjusting resistor Rg increases, the photosensitivity increases.
In Fig. Ί ist eine praktische Form der erfindungsgemäßen photoempfindlichen Halbleitervorrichtung gezeigt. GemäßIn Fig. Ί is a practical form of the invention semiconductor photosensitive device shown. According to
209843/068B209843 / 068B
Darstellung in Pig. k sind Bereiche P1, p2 und n„ in einem Halbleiterkörper n* aus n-leitfähigem Silicium durch die bekannte Technik der Störstoff diffusion gebildet,, und zwischen diesen Bereichen sind eine Anzahl von pn-übergängen J1, Jp und J, gebildet,. Eine Anode A und eine Kathode K stehen über öffnungen in einer Schicht I aus einem elektrischen Isolator mit den Bereichen P1 bzw, n2 in Verbindung. Auf dem Bereich n. ist ein Tor Gnl Vorgesehen,und ein Widerstand R3 zur Einstellung der Photoempfindlichkeit ist zwischen die Anode A und das Tor O1 geschaltet. Die Beziehung zwischen dem Widerstandswert des die Photoempfindlichkeit einstellenden Widerstandes R« und der minimalen Leuchtstärke L, die für die Trigger.ung des Thyristors erforderlich ist, ist in Fig. 3 dargestellt und ergibt L s 300 LuX, wenn Rg = 0, und Lsi Lux, wenn R3 « 10 k Λ , Auf die Oberfläche des Thyristors, auf der die Anode A und die Kathode K angeordnet sind, wird Licht geworfen.Representation in Pig. k are regions P 1 , p 2 and n "formed in a semiconductor body n * made of n-conductive silicon by the known technique of impurity diffusion, and a number of pn junctions J 1 , Jp and J are formed between these regions ,. An anode A and a cathode K are connected to the regions P 1 and n 2, respectively, via openings in a layer I made of an electrical insulator. A gate G nl is provided on the area n. And a resistor R 3 for setting the photosensitivity is connected between the anode A and the gate O 1 . The relationship between the resistance value of the photosensitivity adjusting resistor R «and the minimum luminosity L required for triggering the thyristor is shown in Fig. 3 and results in L s 300 LuX when Rg = 0 and Lsi Lux If R 3 «10 k Λ, Light is thrown onto the surface of the thyristor on which the anode A and the cathode K are arranged.
Der Halbleiterkörper wurde aus Silicium - als Beispiel gebildet; zur Erreichung der gleichen Wirkung können jedoch anstelle von Silicium alle anderen bekannten Halbleiter verwendet werden, beispielsweise Oe, GaAs, CdS, GaP und OaAsP.The semiconductor body was formed from silicon - as an example; to achieve the same effect, however, you can instead of silicon, all other known semiconductors can be used, for example Oe, GaAs, CdS, GaP and OaAsP.
Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daft nit der Erfindung eine photoempfindliche Halbleitervorrichtung geschaffen wird, die einen Thyristor mit p^^p^n«- oder η^^η,Ρο* Aufbau besitzt, der mit Strahlung beleuchtet werden kann, wobei' ein die Photoempfindlichkeit einstellender Widerstand im Fall des zuerst genannten Aufbaus zwischen die Bereiche P1 und n* From the foregoing it follows that a photosensitive semiconductor device is created with the invention, which has a thyristor with a p ^^ p ^ n «- or η ^^ η, Ρο * structure, which can be illuminated with radiation, where 'a the resistance adjusting the photosensitivity in the case of the first-mentioned structure between the areas P 1 and n *
209843/0685209843/0685
und/oder die Bereiche p2 und n~ geschaltet ist oder im Fall des an zweiter Stelle genannten Aufbaus zwischen die Bereiche n^ und P1 und/oder die Bereiche n2 und p2 geschaltet ist, so daß die Photoempfindlichkeit der Vorrichtung durch geeignete Einstellung des Widerstandswerts des Widerstandes frei eingestellt werden kann. Die erfindungsgemäße photoempfindliche Halbleitervorrichtung ist darin vorteilhaft, daß sie eine hohe Photoempfindlichkeit zeigt, daß sie mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit arbeiten kann und daß sie eine große Stromkapazität besitzt. Somit findet diese Vorrichtung eine Vielzahl industrieller Anwendungen als auf Licht ansprechender Schalter.and / or the areas p 2 and n ~ is connected or in the case of the structure mentioned in the second place between the areas n ^ and P 1 and / or the areas n 2 and p 2 is connected, so that the photosensitivity of the device by suitable Adjustment of the resistance value of the resistor can be adjusted freely. The semiconductor photosensitive device of the present invention is advantageous in that it exhibits high photosensitivity, that it can operate with a high response speed, and that it has a large current capacity. Thus, this device finds a variety of industrial uses as a light responsive switch.
■ Mit der Erfindung wird somit eine photoempfindliche Halbleitervorrichtung geschaffen, die einen Thyristor mit pnpn- oder npnp-Aufbau aufweist. In der Vorrichtung ist ein Widerstand zur Einstellung der Photoempfindlichkeit zwischen zumindest eines der pn-Paare geschaltet.■ With the invention is thus a photosensitive A semiconductor device having a thyristor with a pnpn or npnp structure is provided. In the device is a Resistance for setting the photosensitivity connected between at least one of the pn pairs.
209843/0685209843/0685
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023271 | 1971-04-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2215168A1 true DE2215168A1 (en) | 1972-10-19 |
Family
ID=12021418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19722215168 Pending DE2215168A1 (en) | 1971-04-01 | 1972-03-28 | Photosensitive semiconductor device |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU449040B2 (en) |
| CA (1) | CA967274A (en) |
| DE (1) | DE2215168A1 (en) |
| FR (1) | FR2132286B1 (en) |
| GB (1) | GB1368843A (en) |
| NL (1) | NL7204333A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3832732A (en) * | 1973-01-11 | 1974-08-27 | Westinghouse Electric Corp | Light-activated lateral thyristor and ac switch |
-
1972
- 1972-03-28 DE DE19722215168 patent/DE2215168A1/en active Pending
- 1972-03-30 FR FR7211351A patent/FR2132286B1/fr not_active Expired
- 1972-03-30 GB GB1515472A patent/GB1368843A/en not_active Expired
- 1972-03-30 NL NL7204333A patent/NL7204333A/xx unknown
- 1972-04-04 CA CA138,836A patent/CA967274A/en not_active Expired
- 1972-04-04 AU AU40697/72A patent/AU449040B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2132286B1 (en) | 1976-08-06 |
| AU4069772A (en) | 1973-10-11 |
| CA967274A (en) | 1975-05-06 |
| FR2132286A1 (en) | 1972-11-17 |
| AU449040B2 (en) | 1974-05-17 |
| GB1368843A (en) | 1974-10-02 |
| NL7204333A (en) | 1972-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2257846B2 (en) | Integrated semiconductor arrangement for protection against overvoltage | |
| DE2932152A1 (en) | OVERVOLTAGE PROTECTION FOR THE PROTECTION OF UNITS THAT CONTAIN SEMICONDUCTOR ELEMENTS FOR SMALL PERFORMANCE | |
| DE2554296A1 (en) | INTEGRATED CIRCUIT WITH COMPLEMENTARY FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
| DE69117897T2 (en) | Programmable protection circuit and its monolithic design | |
| DE2610122C3 (en) | Three-pole semiconductor arrangement | |
| DE3240564A1 (en) | CONTROLLABLE SEMICONDUCTOR SWITCHING ELEMENT | |
| DE2802799C2 (en) | Planar transistor and process for its manufacture | |
| DE2141627A1 (en) | THYRISTOR | |
| EP0021086A1 (en) | Light activated device | |
| EP0029163B1 (en) | Light-controllable thyristor and process for its operation | |
| DE1916927A1 (en) | Integrated semiconductor component | |
| DE2238564B2 (en) | Thyristor | |
| DE3201545A1 (en) | PLANAR SEMICONDUCTOR ARRANGEMENT | |
| DE1212221B (en) | Semiconductor component with a disk-shaped semiconductor body and two non-blocking base electrodes | |
| EP0075720B1 (en) | Light-controllable thyristor having a shorted emitter structure and an amplified ignition | |
| DE2215168A1 (en) | Photosensitive semiconductor device | |
| DE1266883B (en) | Operating circuit of a thyristor | |
| DE3104743C2 (en) | Semiconductor switching arrangement | |
| DE4439012A1 (en) | Bidirectional thyristor for high voltage blocking | |
| EP0001433B1 (en) | Bidirectional semiconductor switching device (triac) | |
| DE2953403C2 (en) | Heavy duty switch using a gated diode switch | |
| DE3225991C2 (en) | ||
| EP0098998B1 (en) | Light-activated thyristor needing low light power and having a high critical voltage rise rate | |
| EP0329993A2 (en) | Small drive power thyristor | |
| WO1985005223A1 (en) | Monolithic integrated planar semi-semiconductor arrangement and process for its production |