DE2420740A1

DE2420740A1 - Thyristor

Info

Publication number: DE2420740A1
Application number: DE2420740A
Authority: DE
Inventors: Henri B Assalit; George H Studtmann
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1974-12-19
Also published as: CH576705A5; IT1012258B; DE2420740B2; GB1465709A; HK52777A; AU6832074A; SE403215B; CA1009377A; NL7407476A; BR7404656D0; FR2232837B1; JPS5033778A; FR2232837A1; SE7407481L

Description

Thyristor

In der Halbleitertechnik wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Abschaltzeit von Vierschichtthyristoren des Typs PNPN herabzusetzen. Eine bedeutende Verbesserung auf diesem Gebiet wird in der US-Patentschrift 3 638 042 beschrieben und beansprucht. Nach dieser Patentschrift wird ein Austastimpuls an den Mittelübergang eines Thyristors angelegt, d.h. zwischen dem "normalen" Tor oder der P-ScHcht an der Kathode und der N-Schlcht zwischen der Anode und dem normalen Tor. Dieses Anlegen des Austastimpulses wurde durch die Zuschaltung eines Kontakts mit ohmischem Widerstand an die N-Basiszone zwischen der Anode und dem normalen Tor erleichtert. Obwohl mit dieser Anordnung eine erhebliche Verringerung der Abschaltzeit der Vorrichtung erzielt werden konnte, bedarf der in dieser Patentschrift beschriebene Thyristor der Zuschaltung eines Zusatztors.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Abschaltzeit

! eines PNPN-Thyristors ohne Notwendigkeit für eine zusätzliche ohmische Verbindung wesentlich herabzusetzen. Ferner ist erfindungsgemäß ein PNPN-Thyristor vorgesehen, dessen Sperrmöglichkeiten für die Durchlaßspannung im Vergleich zu bekannten Anordnungen erheblich verbessert sind.

Der erfindungsgemäße Thyristor umfaßt vier wechselweise angeord-J nete Schichten von Halbleitermaterial der Typen P und N, dessen ι erste P-Schicht mit einem als Anode arbeitenden ohmischen Kontakt

j bestückt ist. Die erste N-Schicht bildet einen ersten Endübergang mit der ersten P-Schicht, und die zweite P-Schicht bildet einen Mittelübergang mit der ersten N-Schicht. Die zweite N-Schicht bildet einen zweiten Endübergang mit der zweiten P-Schicht, und die zweite N-Schicht ist mit einem ohmischen Kontakt bestückt,

; der als Kathode arbeitet.

Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist die erste N-Schicht > (N-Basiszone) mit einem als Anodentor arbeitenden ohmischen Kon-

takt versehen. Bei dieser Anordnung kann der Thyristor dadurch ■ angeschaltet werden, daß an sein Anodentor eine Spannung angelegt wird, die gegenüber der Anodenspannung negativ ist. Die Arbeitsweise der Vorrichtung kann durch ein verteiltes Tor verbessert werden, d.h. durch eine erweiterte Kontaktfläche zwischen der N-Schicht des Anodentors und ihres ohmischen Kontakts.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Thyristorkörper im allgemeinen von einem gegebenen Durchmesser der Anode oder

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ersten P-Schicht bis zu einem größeren Durchmesser an der Kathode\ oder der zweiten N-Schicht kegelförmig ausgebildet. Diese physi- [

ι sehe Formgebung trägt zur verbesserten Sperrfähigkeit für die ; \ Durchlaßspannung der Vorrichtung bei. |

j !

ι Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung ist eine Vor-j richtung vorgesehen, um einen Austastimpuls zwischen das Anoden- j tor und die Kathode .während des Abschaltvorgangs zu schalten.
Dieses Signal blendet Ladungsträger am Mittelübergang zwischen .'

der N-Basiszone und der benachbarten P-Basiszone aus, um die Ab- ι

i ! schaltzeit der Vorrichtung zu verringern. |

i

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Be- j Schreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Gleiche Bezugszeichen in den j

! verschiedenen Figuren kennzeichnen gleiche Bauelemente. Die

Zeichnungen zagen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines bekannten Thyristors;

Fig. 2 die Seitenansicht des erfindungsgemäßen Thyristors;

Fig. 3 eine Seitenansicht zur näheren Erläuterung;

Fig. 4 ein Teilgrundriß eines erfindungsgemäß .hergestellten
Thyristors;

ϊ Fig. 5 die grafische Darstellung zur Erläuterung der Herstel-ί lung des in den Fign. 2 bis 4 gezeigten Thyristors;_. |

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Fig. 6 der teilweise als Blockschaltbild ausgeführte Stromlauf' plan des erfindungsgemäßen Thyristors mit den entsprechenden Schaltungen für seine Ansteuerung und seinen Be· trieb.

Fig. 1 zeigt den aus einem Werkstoff wie Silizium bestehenden Thyristorkörper 10 mit den vier wechselweise angeordneten leiten den P- und N-Zonen 11, 12, 13 und 14. An der ersten P-Schicht oder Anodenzone 11 ist der ohmische Kontakt 15 befestigt, damit die P-Schicht 11 als Anode arbeiten kann. Der AnodenanSchluß 16 ist an den breitflächigen ohmischen Kontakt 15 herangeführt. Die j erste N-Schicht 12, auch N-Basiszone genannt, bildet den ersten j Endübergang Jl mit der Anodenzone 11. Die zweite P-Schicht 13,

auch P-Basiszone genannt, bildet den Mittelübergang J2 mit der N-Basiszone. Die zweite N-Schicht 14, die Kathodenzone, bildet den zweiten Endübergang J3 mit der P-Basiszone. Der ohmische Kontakt 17 ist an der P-Basiszone 13 befestigt, so daß der am Kontakt 17 angebrachte Anschluß 18 für das normale Tor einen Weg für die Anschältsignale zur P-Basiszone bildet, um den übergang J3 in Vorwärtsrichtung vorzuspannen und den Thyristor anzuschalten. Ein anderer ohmischer Anschluß 20 ist an der Kathodenzone 14 vorgesehen, und der Kathodenanschluß 21 ist an den ohmischen Kontakt 20 herangeführt.

Die beiden Außenzonen 11 und 14 des Thyristors bestehen im allgemeinen aus hoch leitendem Halbleitermaterial des Typs P und N. Diese Zonen bilden mit den benachbarten Innenzonen 12 und 13 des Halbleiterkörpers 10 stark emittierende übergänge (Jl wnd J3)

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da die benachbarten Innenzonen aus einem Werkstoff von geringerer Leitfähigkeit und entgegengesetzter Polarität bestehen. Die Leitfähigkeit der N-Basiszone 12 ist geringer als die der P-Basiszone 13, und der übergang von der N-Basiszone 12 zur P-Basiszone 13 stellt den Mittelübergang J2 des zusammengesetzten PNPN-Aufbaus dar. Bei herkömmlichen Vorrichtungen wie die der Fig. 1 ist die P-Basiszone die Steuerzone, und die Steuerelektrode (oder das Tor) 17 ist an dieser Zone angebracht. In der Zeichnung der Fig.l ist der Halbleiterkörper nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Man erkennt jedoch,daß die Breite und die Dotierung (die Zugabe von Fremdatomen oder Störstoffen zur Änderung der Charakteristik einer jeden Zone) der verschiedenen Zonen in Abhängigkeit von verschiedenen Größen bestimmt wird, wie der Abfall der Durchlaßspannung, die Sperrfähigkeit der Gegenspannung, die Triggerempfindlichkeit und so weiter. Wegen der Anforderungen an die Spannungssperrfähigkeit ist die N-Basiszone 12 im allgemeinen viel breiter gehalten als die P-Basiszone 13. Außerdem ist der Körper 10 des Thyristors kegelförmig oder verjüngt ausgebildet, um die Spannungsspenfähigfceit zu erhöhen. Wenn eine Spannung am Obergang J2 angelegt wird, werden Ladungsträger im übergang zwischen den Zonen 13 und 12 bewegt, und durch den übergang hindurch sowie längs der Außenwand des Thyristors entsteht ein bestimmter Spannungsgradient. Wenn dieser Spannungsgradient verringert werden kann, dann wird die Sperrfähigkeit des Thyristors erhöht, und daher wird die allgemein in Fig. 1 gezeigte Kegelform herkömmlicher Weise verwendet. Die Form des Thyristorkörpers ist im allgemeinen ein Kegelstumpf. Bei dieser Anordnung ist der PN-Übergang Jl in der gezeigten Kegelform im allgemeinen ein "guter"

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Übergang, weil er für eine gute Sperrfähigkeit bei Gegenspannung sorgt. Jedoch sperrt der Mittelübergang J2 nicht so wirksam wie der Übergang Jl, und der übergang J2 beeinflußt die Sperrfähigkeit für die Durchlaßspannung des Thyristors.

Der Abschaltvorgang eines herkömmlichen Thyristors von der Art des siliziumgesteuerten Gleichrichters wird im allgemeinen dadurch eingeleitet, daß eine Gegenspannung angelegt wird, um der Anode des siliziumgesteuerten Gleichrichters einen gegenüber

seiner Kathode negativen Wert zu geben. Am Ende des Abschaltintervalls wird im allgemeinen wieder eine Durchlaßspannung an den Thyristor angelegt. Die Geschwindigkeit des Anstiegs dieser Spannung löst in Verbindung mit der Kapazität der Vorrichtung einen Verschiebungsstrom aus, der bewirkt, daß eine bestimmte Ladungsmenge wieder in den Aufbau oder in die Struktur injiaiert wird. Dies kann die Abschaltzeit der Vorrichtung verlängern oder sogar eine Umschaltung des Thyristors in den durchsteuernden Zustand bewirken. Die Wirkung dieser Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs wird "dv/dt-Effekt" genannt.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß gebauten Thyristorkörper. Der ohmische Kontakt 25 ist an der N-Basiszone 12 angebracht, an welchem auch die Anoden-Torverbindungsleitung 26 angeschlossen ist. An der P-Basiszone 13 befindet sich kein ohmischer Kontakt oder ein anderer Anschluß. Dies ist ein wichtiger Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Konstruktion und den im allgemeinen in Fig. 1 gezeigten früheren Anordnungen. Um somit die Vorrichtung der Fig. 2 anzuschalten, nachdem eine Spannung an die gegenüber

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der Kathode 20 positiven Anode 15 angelegt wird, gelangt ein Signal an die Anoden-Torverbindungsleitung 26, das gegenüber der über die Leitung 16 an die Anode 15 angelegten Spannung negativ ist.

Ein weiterer wichtiger Unterschied bezüglich der erfindungsgemäßen Konstruktion ist die Richtung der Schräge oder Kegelform des Thyristorkörpers. Das heißt, die oberste P-Zone, die Anodenzone, besitzt erfindungsgemäß den kleinsten Durchmesser des stumpfkegeligen Thyristorkorpers, und die Abmessung vergrößert sich stetig bis zur Kathodenzone bzw. zur letzten N-Schicht Hierbei braucht der Neigungsgrad der Kegelform nicht gleichmäßig oder stetig zu sein, doch ist es im allgemeinen einfacher, einen Thyristorkörper mit einer gleichmäßigen Neigung oder Kegelform herzustellen.

In der Ausführung der Fig. 2 ist wegen der Richtung der Abschrägung oder Kegelform am PN-Übergang J2 die Sperrfähigkeit für die Durchlaßspannung stark erhöht. Wegen der Richtung der Schräge am übergang Jl ist jedoch die Sperrfähigkeit für die Gegenspannung im Vergleich mit der der Ausführung der Pig. I abgeschwächt. Selbst wenn sich die Richtung der Abschrägung oder Kegelform ändern ließe, wäre es .zweckmäßig, wie aus der nachstehenden Erläuterung hervorgeht, eine Anoden-Torverbindung über die Anodenzone 11 zur N-Basiszone 12 anstelle der einfachen in Fig. 2 gezeigten Verbindung vorzusehen. Somit würde diese Durchdringung der Anodenschicht 11 zur Herstellung der Verbindung mit der N-Basiszone 12 selbst die Sperrfähigkeit für die Gegenspannung

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verschlechtern, und zwar ungeachtet der Richtung der Abschrägung oder Kegelform des Halbleiterkörpers.

Damit bildet die Tatsache, daß ein nach Fig. 2 ausgebildeter Thyristorkörper verwendet werden kann, einen wichtigen Teil der Erfindung, wobei selbst eine stark verringerte Sperrfähigkeit für die Gegenspannung in Kauf genommen wird. Diese Tatsache beruht zum Teil darauf, daß Thyristorkörper häufig bei Wechselrichtern zur Umsetzung einer Gleichspannung in ein Wechselspannungs-Ausgangssignal verwendet werden. Bei dieser Art der Verwendung wird die Diode im Wechselrichterkreis gewöhnlich parallel zum siliziumgesteuerten Gleichrichter geschaltet, jedoch in entgegengesetzter Durchsteuerungsrichtung für den Strom. Als Beispiel sei· Fig. 6 der US-Patentschrift Nr. 3 594 630 angeführt, in welcher die Dioden 37 und 38 parallel zu den siliziumgesteuerten Gleichrichtern 12 und 28 geschaltet sind. Somit ist die Erkenntnis dieses als Wechselrichter eingesetzten und nach Fig. 2 ausgeformten Thyristorkörpers sowohl sachlich als auch für das Verständnis der Erfindung von Nutzen.

Wie bereits oben erwähnt, ist in Fig. 2 die ohmische Verbindung 25 nur aus Gründen der Einfachheit der Erklärung an der Seite des Thyristorkörpers angebracht. Es sind verschiedene Formge-

en bungen für das Tor möglich. Eine dieser Formgebung/ ist das in den Fign. 3 und 4 dargestellte ringförmige Tor 25. Das Tor kann auch eine DoppeIkammform (Interdigitation = Parallelschaltung zur Leistungserhöhung bei hohen Frequenzen) besitzen oder eine Anzahl von über die Fläche der Anodenzone 11 verteilte Inseln

i umfassen. Das ringförmige Tor wurde gewählt, um die Betriebs-

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fähigkeit des erfindungsgemäßen Thyristors zu beweisen, die bei ;

dieser Anordnung einwandfrei gezeigt werden konnte. Es sei jedoch.! bemerkt, daß bei einer Vergrößerung der für das Tor vorgesehenen Fläche die wirksame Anodenfläche der Vorrichtung entsprechend kleiner wird, was eine Verringerung des StromführungsVermögens ; zur Folge hat. .;

Das in den Fign. 3 und 4 gezeigte praktische Ausführungsbeispiel wurde aus der monokristallinen Siliziumtablette 30 erzeugt. Die .

ί Tablette hatte einen Durchmesser von 5/8 Zoll (15,875 mm) und : eine Dicke von etwa 0,009 Zoll oder ca. 0,2286 mm. Die N-Basis- ;

zone 12 umfaßte die obere Ringbahn 31, welche eine erweiterte Ringfläche für den Zugang zur N-Basiszone gewährte. Die Breite : der Ringbahn 31 beträgt ca. 1,5mm, und ihr mittlerer Radius etwa , 4 mm. Die Anodenzone 11 der P-Leitschicht wurde durch örtliche Diffusion von Bor gebildet, nachdem eine der N-Ringbahn 31 entsprechende Fläche mit einer Siliziumdioxydmasse abgedeckt worden war. Der Endübergang Jl - am Boden der Anodenzone 11 und an die N-Basiszone 12 anschließend - liegt etwa 0,05 mm unterhalb der oberen Fläche der Anodenzone 11. Die Konzentration der Verunreinigung in der Anodenzone erfolgt nach der Gauss'sehen Verteilung (s. Fig. 5), wobei die Konzentration an der Oberfläche etwa 2x10 Atome/cm beträgt. Die N-Basiszone 12, welche die Eigenschaften des Ausgangsmaterials besitzt, weist eine gleichmäßige

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Konzentration von ca. 2x10 Atome/cm auf. Die Breite der N-Baäszone 12 beträgt zwischen dem Boden der Anodenzone 11 und dem Mittelübergang J2 etwa 0,129 mm. Die P-Basiszone 13 wird durch Eindiffundierung von Bor gleichzeitig mit der Ausformung <··

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der Anodenzone gebildet und besitzt somit die gleichen Eigenschaft j ten. Die Breite der P-Basiszone 13 zwischen dem übergang J2 und j

I ! dem Übergang J3 beträgt ca. 0,03 mm. Die Kathodenzone 14 besteht j

aus einer N-Leitschicht und wird durch Eindiffundierung von s

Phosphor auf der Kathodenseite um die P-Zone 13 gebildet. Die ! Konzentration in der Kathodenzone 14 erfolgt nach der Gauss'sehen j Verteilung, wobei die Konzentration an der Unterfläche der Katho- |

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denzone 14 (aus der Sicht der Fig. 3) ca. 5x10 Atome/cm beträgt. Der Abstand zwischen dem übergang J3 und der Unterfläche der Kathodenzone 14 beträgt etwa 0,02 mm.

Um einen möglichst stabilen Aufbau zu erhalten, ist der Halbleiterkörper 30 auf die Molybdänplatte 27 montiert. Diese Mon- [

I tage erfolgt durch ein Legierungsverfahren, wobei das vorgeformte ,

Gold/Antimonplättchen 28 als Verbindungs- und Zwischenteil dient. Die Anodenzone 11 ist mit dem scheibenförmigen ohmischen Mittelkontakt 15 sowie mit dem äußeren ringförmigen ohmischen Kontakt 15' versehen, und die Anoden-Torζone 12 ist mit dem ringförmigen j Kontakt 25 bestückt. Diese Kontakte werden durch Plattierungs- oder Aufdampfungsverfahren aufgebracht. Im allgemeinen sind die Kanten der Vorrichtung abgefast, um die Feldeffekte weitgehend herabzusetzen und die Sperrfähigkeit für die Durchlaßspannung zu erhöhen.

Fig. 6 zeigt den vorstehend beschriebenen und in den Fign.2 - 4 allgemein dargestellten Thyristor als Element einer praktisch arbeitenden Schaltung. Eine geeignete Stromquelle wie die Batterie 35 ist zwischen die Leitungen 37 und 38 mit dem Widerstand 36 in Reihe geschaltet. Diese beiden Leitungen sind einerseits an die

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Anodenausgangsleitung 16 und an die Kathodenleitung 21 geführt, j

ι um den Thyristor mit Strom zu versorgen. Zwischen die beiden Lei- i

tungen 37 und 38 ist der Abschaltkreis 40 gekoppelt. Dieser Abschaltkreis kann von beliebiger geeigneter Anordnung sein und

beispielsweise wie der Abschaltkreis 34 der Fig. 1 der US-Patentschrift 3 638 042 ausgelegt sein. Im allgemeinen können die

Batterie 35 und der Kreis 40 als eine Einrichtung zur Versorgung und zur Abschaltung des Thyristors 30 angesehen werden. Der zwisehen die Anode und das Anodentor gekoppelte Anschaltkreis 41 j kann eine beliebige geeignete Vorrichtung sein, um eine gegenüber der Anodenspannung negative Spannung an das Anodentor anzulegen, um den Thyristor durchzusteuern.

Die grundlegende Beschreibung zur Erzeugung des Austastvorgangs am Mittelübergang J2 ist ausführlich in der Patentschrift 3 638 O4J2

! gegeben. Im allgemeinen verringert diese Austastung die Abschaltzeit des Thyristors dadurch, daß Ladungen gelöscht werden, die sich sonst im Laufe einer erheblöi langen Zeitspanne wieder verbinden würden. Daher ist der entsprechende Austastkreis 42 vorgesehen, um die erforderliche Spannung zwischen die Kathode und die Anodentorzone zu legen, wodurch der Austastvorgang ausgelöst wird. Der Kreis 42 umfaßt den mit dem Kondensator 44 in Reihe geschalteten siliziumgesteuerten Gleichrichter 43, die zwischen die an der Anodentorzone angebrachtenJLeitung 26 und die Austastkreisleitung 45 geschaltet sind, welche ihrerseits über die Kathodenleitung 21 an den ohmischen Kathodenanschluß geführt ist. Zwischen das Tor des siliziungesteuerten Gleichrichters 43 und die Leitung 45 sind die in Reihe geschalteten Diode 46 und Widerstand 47

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gelegt. Eine weitere Diode 48 ist zwischen die Anode und die Kathode des siliziumgesteuerten Gleichrichters 43 gekoppelt.

Wenn der Steuerschalter 30 der Fig. 6 sperrt, wird der Kondensator 44 über einen Stromweg mit der Diode 48 bis auf die angelegte

Durchlaßsperrspannung aufgeladen. Die Polarität der Kondensatorladung ist in Fig. 6 angegeben. Wenn der Anschaltkreis 41 erregt wird, um über die Leitung 26 ein gegenüber der Spannung der Leitung 16 negatives Signal abzugeben, wird der Thyristor 30 angeschaltet und steuert stark durch, wobei die Spannung zwischen seiner Anode und Kathode auf einen sehr niedrigen Wert abfällt. ■Der Kondensator 44 bleibt von diesem Spannungsabfall durch die JDiode 48 und den siliziumgesteuerten Gleichrichter 43 getrennt.

Wenn beim Abschalten des Thyristors 30 die Spannung am übergang J3 zusammenbricht, dann gelangt ein Signal über die Leitung 45, den Begrenzungswiderstand 47 und die Diode 46 zum Tor des siliziumgesteuerten Gleichrichters 43, der dadurch angesteuert wird. Die Durchsteuerung des siliziumgesteuerten Gleichrichters 43 stellt einen Stromkreis vom Kondensator 44 über die Leitung 26 zum ohmischen Anschluß der Anodentorzone 12 her und erzeugt den erforderlichen Impuls, um die Ladungsträger am Mittelübergang. J2 zu löschen, die sonst eine erheblich längere Zeit für ihre Rekombination brauchen würden. Dieser Lösch- oder Austastvorgang verringert die Abschaltzeit des Thyristors 30.

Zur Bewertung der Verbesserungen der Abschaltzeit und des dv/dt-Effektes wurde der erfindungsgemäße Thyristor mit einem Durchlaß-

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strom im Bereich von lOOA geprüft. Bei herkömmlichen Abschaltbedingungen lag die Abschaltzeit im Bereich von 25 bis 30 Mikrosekunden. Bei einem nach der Erholung der Anode durch den Mittelübergang J2 gesandten Austastimpuls von 2A konnte die Abschaltzeit auf 12 bis 15 Mikrosekunden oder um 50 % herabgesetzt werden. Ohne diesen Austastimpuls zeigte die Vorrichtung einen maximalen dv/dt-Effekt von ca. 100 V/,us. Mit dem am Anodentor anliegenden Impuls konnten keine dv/dt-Effekte beobachtet werden, selbst nicht! bei 300 V/,us.

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Claims

Dr. Ing. H. N~g:-ndank

Dip!. Ing. H. Heudc - Dipl. Hv/s. W. Schmitz

Dipl. Ing. E.Graalfs- Dipl. Ing. W. Wehnelt

B München 2, MozartstraS· 25

TeJelon 5380586

Borg-Warner Corporation

; 200 South Michigan Avenue 25. April 1974

Chicago, 111. 60604, USA Anwaltsakte M-3087

Patentansprüche

IJ Thyristor mit einem aus vier wechselweise, angeordneten Schichten aus P- und N-Halbleitermaterial gebildeten Körper, dadurch gekenneichnet, daß die erste P-Schicht (11) mit einem als Anode arbeitenden ohmischen Kontakt (15) versehen ist, daß die erste N-Schicht (12) mit der ersten P-Schicht einen ersten Endübergang (Jl) bildet und mit einem als Anodentor arbeitenden ohmischen Kontakt (25) versehen ist, daß die zweite P-Schicht (13) mit den ersten N-Schicht (12) den Mittelübergang (J2) bildet, ferner daß die zweite N-Schicht (14) mit der zweiten P-Schicht (13) einen zweiten Endübergang (J3) bildet und mit einem als Kathode arbeitenden ohmischen Kontakt (20) bestückt ist, so daß der Thyristor durch Anlegen einer gegenüber der Anodenspannung negativen Spannung an das Anodentor angeschaltet werden kann, und schließlich dadurch, daß der Thyristorkörper (30) im allgemeinen von einem gegebenen Durch-

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messer der ersten als Anode arbeitenden P-Schicht bis zu einem größeren Durchmesser der zweiten als Kathode dienenden N-Schicht kegelförmig ausgestaltet ist.
2. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten N-Schicht (12) und ihrem ohmischen Kontakt (25) eine erweiterte Kontaktfläche (Ringbahn 31) ausgeformt ist, um einen verteilten Toranscnluß zu erzielen.
3. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristorkörper (30) von einem gegebenen Durchmesser der ersten P-Schicht-Anode zur zweiten N-Schicht-Kathode kegelförmig ausgebildet ist sowie dadurch, daß zwischen der ersten P-Schicht-Anode und dem ersten N-Schicht-Anodentor eine erweiterte Kontaktfläche (31) vorgesehen ist.
4. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Anode und Kathode des Thyristors (30) weitere Schaltungselemente (35,40) gekoppelt sind, um den Thyristor anzusteuern und abzuschalten, daß zusätzliche Schaltbausteine

(41) zwischen die Anode und das Anodentor des Thyristors (30) geschaltet sind, um diesen anzusteuern sowie dadurch, daß ein Austastkreis (42) zwischen das Anodentor und/äie Kathode geschaltet ist, um an den Mittelübergang (J2) des Thyristors

(30) während des Abschaltvorgangs des Thyristors einen Austast impuls anzulegen, um seine (30) Abschaltzeit zu verringern.

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j
5. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kör- I per (30) kegelförmig ausgebildet ist, so daß die erste P-Schicbt

(11) von einem gegebenen Durchmesser ist, und der Durchmesser des Körpers (30) stetig über die zweite N-Schicht (14) zunimmt, daß ein erster ohmischer Kontakt (15) an der ersten P-Schicht (11) angebracht ist, um einen Anodenanschluß zu erhalten, daß die erste N-Schicht (12) mit der ersten P-Schicht einen ersten Endübergang (Jl) bildet, wobei die erste N-Schicht

(12) mit einem ohmischen Kontakt (25) versehen ist, um einen Anodentoranschluß zu erhalten, ferner daß die zweite P-Schicht

(13) mit der ersten N-Schicht (12) einen Mittelübergang (J2) bildet, und schließlich, daß die zweite N-Schicht (14) mit der zweiten P-Schicht (13) einen zweiten Endübergang (J3) bildet und mit einem ohmischen Kontakt (20) bestückt ist, um einen KathodenanSchluß zu erhalten, so daß der Thyristor

(30) durch Anlegen eines gegenüber der Anodenspannung negativer Signals an das Anodentor angeschaltet werden kann.

6. Thyristor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristorkörper (30) im allgemeinen stumpfkegelig ausgeformt ist, wobei die erste P-Schicht (11) einen gegebenen Durchmesser besitzt und der Kegel sich bis zu einem größeren Durchmesser der zweiten N-Schicht (14) erweitert.

7. Thyristor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine erweiterte Kontakt fläche (31) des an der ersten N-SdaLcht (12) angebrachten ohmischen Kontakts(25), der den Anodentoranschluß darstellt, ein verteiltes Tor geschaffen wird.

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8. Thyristor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristorkörper (30) so ausgebildet ist, daß ein erweiterter Teil (Ringbahn 31) der ersten N-Schicht (12) durch die erste P-Schicht (11) hindurchragt, so daß die oberste Fläche des Thyristorkörpers (30) sowohl eine Fläche der ersten P-Schicht j

(11) als auch eine erweiterte Fläche (31) der ersten N-Schicht j

(12) umfaßt, um einen Anschluß für ein verteiltes Tor (25) an j

die Oberfläche des Thyristorkörpers (30) zu schaffen.

9.Thyristor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, die erweiterte Fläche der ersten N-Schicht (12), die bis zur Ober-

'. fläche des Thyristorkörpers (30) reicht, im allgemeinen ring-

j förmig (Ringbahn 31) ausgebildet ist sowie dadurch, daß ein ringförmiger Torkontakt (Ringtor 25) an der erweiterten Oberfläche der N-Schicht (12) angebracht ist, um einen verteilten Toranschluß zu schaffen.

10. Thyristor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltvorrichtungen (35,40) zur Ansteuerung und Abschaltung des Thyristors (30) vorgesehen sind, daß ein/weiterer Schaltkreis (41) zwischen die Anode und das Anodentor des Thyristors (30) gekoppelt ist, um zur Ansteuerung des Thyristors ein Anschaltsignal abzugeben, ferner daß zwischen das Anodentor und die Kathode ein Austastkreis (42) geschaltet ist, um während des Abschaltvorgangs des Thyristors an das Anodentor ein Austastsignal anzulegen, das gegenüber der Kathodenspannung positiv ist, um die Ladungsträger in der Nähe des Mittelübergangs (J2) des Thyristors zu löschen, die sich sonst über eine längere —(Fig. 6) rekombinieren würden.

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