DE2500384C3 - Hochfrequenz-Thyristor - Google Patents
Hochfrequenz-ThyristorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Thyristor mit vier aneinandergrenzenden Halbleiterzonen abwechselnd
entgegengesetzten Leitungstyps, nämlich einer Anodenemitterschicht, einer Anodenbasisschicht,
einer Kathodenbasisschicht und einer Kathodenemitterzone, mit zwei gegenüberliegenden, von der Anodenemitterschicht
bzw. Kathodenemitterzone und den darauf angeordneten Elektroden gebildeten Hauptflächen,
mit einem im Abstand zur Kathodenemitterzone angeordneten Hilfsemitter und einer von dem Hilfsemitter
in Abstand angeordnete Steuerelektrode und gegebenenfalls zwischen Hilfsemitter und Kathodenemitterzone
angeordneten Hilfselektrode.
Ein derartiger Hochfrequenz-Thyristor ist bereits aus der US-Patentschrift 35 86 y27 bekannt. Die Hauptkathode
dieses Hochfrequenz-Thyristors ist gezackt ausgebildet bzw. mit wenigstens fünf Zähnen ausgeführt,
wobei sich die Zähne bis über den Emitterübergang erstrecken und bis nahe zu einer Hilfskathode reichen.
Die Bereiche zwischen den Zähnen führen zu einer erhöhten Träger-Injektion.
Dieser in der üblicnen Weise aufgebaute, bekannte Thyristor besitzt zusätzlich eine η-leitende Hilfskathodenzone.
die mit einer benachbarten Steuerelektrode zusammenwirkt Die erwähnte Hilfskathode ist mit
mehreren Hilfssteuerelektroden verbunden, welche die
Hauptkathode umgeben. Wird bei dieser bekannten Anordnung die Anode gegenüber der Kathode positiv,
so werden aus der genannten Hilfskathodenzone Elektronen in die darunter befindliche p-Zone injiziert,
so daß der linke Abschnitt der Vorrichtung von der Anode zur Hilfskathode hin leitend wird. Diese
anfängliche Zündung bei relativ niedrigem Strom pflanzt sich dann über die verschiedenen Abgleichwiderstände,
die zwischen den genannten verschiedenen Steuerelektroden eingeschaltet sind, fort, wodurch
dann der Hauptabschnitt des Thyristors mit einem sehr steilen Stromanstieg zündet Der genannte Übergang
is hat hier also die bekannte Funktion einer Hilfsemitterzone.
Die bisher bei Umformer- oder Umsetzervorrichtung üblicherweise verwendeten Hochleistungs-Thyristoren
sind auf eine Betriebstrequenz von 5 kHz beschränkt In
letzter Zeit ergab sich jedoch ein Bedarf für Thyristoren mit einer höheren Betriebsfrequenz, z. B. einer solchen
von 10 kHz. Zur Erhöhung der Betriebsfrequenz von Thyristoren auf 10 kHz oder mehr müssen diese
Thyristoren folgende Eigenschaften besitzen:
2s 1. Die Abschaltzeit sollte 10 MikroSekunden oder
weniger betragen.
2. Die Schaltverluste sollten niedrig sein. Genauer gesagt: Der Gesamtbereich sollte innerhalb einer
sehr kurzen Zeitspanne in den Durchschaltzustand bringbar sein, wobei im Durchschaltzustand ein
geringer Spannungsabfall vorhanden sein sollte.
Hochfrequenz-Thyristoren der herkömmlichen Bauart mit Hauptthyristorabschnitt und Hilfsthyristorabschnitt werden in der Weise hergestellt, daß ihr Siliziumsubstrat mit einem Schwermetall wie Gold (Au) od. dgl. dotiert wird, um die Lebensdauer der Träger zu verkürzen und dadurch die Sperr- oder Abschaitzeit herabzusetzen. Bekanntlich bewirkt bei derartigen Thyristoren die Anlegung eines Triggerimpulses zunächst das Durchschalten des Hilfsthyristorabschnitts, worauf das Durchschalten des Hauptthyristorabschnitts erfolgt. Derartige Thyristoren erfordern daher im Vergleich zu den herkömmlichen Thyristoren ohne Hilfsabschnitt nur eine kurze Zeitspanne zum Durchschalten ihres Gesamtbereichs.
Hochfrequenz-Thyristoren der herkömmlichen Bauart mit Hauptthyristorabschnitt und Hilfsthyristorabschnitt werden in der Weise hergestellt, daß ihr Siliziumsubstrat mit einem Schwermetall wie Gold (Au) od. dgl. dotiert wird, um die Lebensdauer der Träger zu verkürzen und dadurch die Sperr- oder Abschaitzeit herabzusetzen. Bekanntlich bewirkt bei derartigen Thyristoren die Anlegung eines Triggerimpulses zunächst das Durchschalten des Hilfsthyristorabschnitts, worauf das Durchschalten des Hauptthyristorabschnitts erfolgt. Derartige Thyristoren erfordern daher im Vergleich zu den herkömmlichen Thyristoren ohne Hilfsabschnitt nur eine kurze Zeitspanne zum Durchschalten ihres Gesamtbereichs.
Bei der Herstellung der Thyristoren der genannten Art bewirkt jedoch die Verkürzung der Lebensdauer
der Träger infolge der Diffusion eines Schwermetalls einerseits eine Erhöhung des Spannungsabfalls während
des Durchschaltens und andererseits eine Erhöhung des Streustroms, so daß es schwierig ist, eine hohe
Sperrzustandsspannung des Thyristors zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist es schwierig, die beiden
vorstehend unter 1. und 2. aufgeführten Erfordernisse
ss gleichzeitig zu erfüllen.
Eine bekannte Möglichkeit zur Verringerung der Abschaltzeit besteht zudem darin, den Hauptstromfluß
durch einen Hochfrequenz-Thyristor durch Umkehrung einer an Anode und Kathode desselben anliegenden
Spannung zu unterbrechen und anschließend eine Rückwärts- oder Gegenspannung an diese beiden
Elektroden anzulegen, wodurch die Abschaltzeit erheblich verkürzt wird. Da diese Möglichkeit die Verkürzung
der Abschaltzeit ohne Verringerung der Lebensdauer der Träger erlaubt, ist sie insofern höchst vorteilhaft, als
nach dieser Möglichkeit Hochfrequenz-Thyristoren hergestellt werden können, welche den beiden vorgenannten
Erfordernissen genügen. Hierbei ist es jedoch
25 OO 384
erforderlich, eine ausreichend große Gegenspannung anzulegen. Selbst wenn die genannte Möglichkeit
unmittelbar auf Hochfrequenz-Thyristoren der bekannten Bauart angewandt wird, ist es daher dabei
unmöglich, eine Gegenspannung einer ausreichenden Größe über die Übergangszone anzulegen, so daß
unzufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, einen Hochfrequenz-Thyristor der
eingangs definierten Art zu schaffen, bei welchem die Abschaltzei; durch Anlegen einer Gegenspannung bzw.
rückwärtsgerichteten Spannung an die Steuerelektrode und Kathode besonders wirksam verkürzt werden kann.
Ausgehend von dem Hochfrequenz-Thyristor der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß zwischen der Kathoden-Emitterzone
und dem Hilfsemitter eine Halbleiterzone mit gegenüber der Kathoden-Basisschicht entgegengesetztem
Leitungstyp ausgebildet ist, die mit der Steuerelektrode elektrisch leitend verbunden ist
Durch die Ausbildung einer derartigen Halbleiterzone an der genannten Stelle läßt sich ein Hochfrequenz-Thyristor
mit sehr hoher Leistung realisieren, der eine Abschaltzeit von 10 Mikrosekunden oder weniger und
eine Betriebsfrequenz von 10 kHz oder mehr besitzt, während die restlichen elektrischen Eigenschaften des
Thyristors durch die Halbleiterzone unbeeinträchtigt bleiben.
Durch das Anlegen einer Gegenspannung über der Steuerelektrode und der Kathode wird eine rückwärtsgerichtete
Vorspannung am Übergang zwischen der Kathoden-Basisschicht und der Kathoden-Emitterzone
bewirkt, während die genannte Halbleiterzone mit dem entgegengesetzten Leitungstyp in Durchlaßrichtung
vorgespannt wird. Dadurch wirkt praktisch die pesamte Gegenspannung an der Steuerelektrode und Kathode
über den genannten Übergang, wodurch die Abschaltzeit sehr viel wirkungsvoller als bei den bekannten
vergleichbaren Thyristoren verkürzt wird.
Besonders zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Asprüchen 2 bis 5.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele zum Stand der Technik und gemäß der vorliegenden
Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen Hochfrequenz-Thyristor
gemäß dem Stand der Technik,
F i g. 2 eine graphische Darstellung der Strom- und Spannungswellenformen an verschiedenen Punkten der
Konstruktion gemäß F i g. 1 bei Anwendung eines Verfahrens zur Anlegung einer Gegenspannung an
Gate-Elektrode und Kathode,
F i g. 3 eine F i g. 1 ähnelnde Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens der Anlegung einer Gegenspannung
an Steuerelektrode und Kathode der Konstruktion gemäß F ig. 1,
Fig.4 eine Teilschnittdarstellung eines Hochfrequenz-Thyristors,
der ein Ausführungsoeispiel der Erfindung darstellt,
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Abschaltzeit in Abhängigkeit von der Gegenspannung an Gate-Elektrode
und Kathode,
F i g. 6 eine F i g. 4 ähnelnde Darstellung eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung und
F i g. 7 eine F i g. 4 ähnelnde Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In F i g. 1 ist ein bereits verwendeter Hochfrequenz-Thyristor dargestellt, der eine Scheibe aus einem
Halbleitermaterial mit einer Anoden-Emitterschicht 10, einer Anoden-Basisschicht 12, einer Kathoden-Basisschicht
14 und einer Kathoden-Emitterschicht 16 aufweist, die jeweils abwechselntie Leitfähigkeit besitzen
und in der genannten Reihenfolge unter Bildung eines pnpn-Halbleitersubstrats mit pn-Übergängen
zwischen den benachbarten Schichten aufgebaut sind. Die Kathode .1-Emitterschicht 16 ist in einem vorbestimmten
Anschnitt der Kathoden-Basisschicht 14 angeordnet, so daß sie an der einen Hauptfläche der
Scheibe freiliegt. Eine Hilfsemitterschicht 18 vom gleichen Leittyp wie die Kathoden-Emitterschicht 16 ist
in einem anderen vorbestimmten Abschnitt der ι j Kathoden-Basisschicht 14 mit Abstand von der Schicht
16 so angeordnet, daß sie ebenfalls an der einen Hauptfläche der Scheibe freiligt.
Weiterhin ist eine Anode 20 in ohmschen Kontakt mit der Anoden-Emitterschicht 10 und mithin mit der
anderen Hauptfläche der Scheibe angeordnet, während eine Kathode 22 in ohmschen Kontakt mit der
Kathoden-Emitterschicht 16 und folglich mit der ersten Hauptfläche der Scheibe angeordnet ist Ein Hilfsemitter
24 steht in ohmschen Kontakt mit der Hilfsemitterschicht 18, und eine Steuerelektrode 26 ist in ohmschen
Kontakt mit dem Abschnitt der Kathoden-Basisschicht 14 angeordnet, welcher sich an der von der Kathoden-Emitterschicht
16 entfernten Seite der Hilfsemitterschicht 18 befindet. Weiterhin ist eine Hilfselektrode 28
zwischen Steuer-Elektrode 24 und Kathode 22 in ohmschen Kontakt mit der Kathoden-Basisschicht 14
angeordnet und elektrisch mit dem Hilfsemitter 24 verbunden.
Anode 20, Kathode 22 und Steuer-Elektrode 26 sind an eine Anodenklemme A, eine Kathodenklemme K
bzw. eine Steuer-Klemme G angeschlossen.
Die Hilfsemitterschicht 18 und die darunter befindlichen
Abschnitte der Schichten 14,12 und 10 bilden einen Hilfsthyristorabschnitt mit dem Hilfsemitter 24 und dem
unter ihm befindlichen Teil der Anode 20. Dieser Hilfsthyristorabschnitt ist in F i g. 1 mit a bezeichnet.
Der restliche Teil der Konstruktion gemäß F i g. 1 bildet einen mit bbezeichneten Hauptthyristorabschnitt.
Bekanntlich wird bei der Anordnung gemäß F i g. 1 zunächst eine Steuerspannung an die Steuer-Elektrode
26 angelegt, um den Hilfsthyristorabschnitt a in den Durchschaltzustand zu bringen, worauf der Hauptthyristorabschnitt
b in den Durchschaltzustand versetzt wird, so daß die gesamte Konstruktion gemäß F i g. 1 leitend
wird.
Die genannte Maßnahme ist im folgenden an Hand von F i g. 2 kurz erläutert. Zum Zeitpunkt fi wird eine
Steuerspannung (Gate-Spannung) mit der Wellenform c gemäß F i g. 2 an die Steuerelektrode eines Thyristors
angelegt, durchzuschalten. Infolgedessen beginnt ein Hauptstrom mit der Wellenform b gemäß F i g. 2 über
den Thyristor zu fließen, während die Spannung über Anode und Kathode des Thyristors auf die durch die
Wellenform a in F i g. 2 angedeutete Weise variiert Zum (10 Zeitpunkt & wird die Spannung an Anode und Kathode
umgekehrt, um den Hauptstromfluß zu unterbrechen, wie dies in F i g. 2a und 2b angedeutet ist.
Nach der Unterbrechung des Hauptstromflusses wird ein- Gegenspannung mit der gemäß F i g. 2 auf einen
<>5 negativen Wert übergehenden Wellenform c während
eines vorbestimmten festen Intervalls, welches den Zeitpunkt, zu welchem die Anlegung der Vorwärtsspannung
an Anode und Kathode des Thyristors eingeleitet
25 OO
wird, einschließt, an Steuer-Elektrode und Kathode angelegt. Gemäß F i g. 2 erfolgt die Anlegung der
Gegenspannung an die Steuer-Elektrode während einer Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt /3, an welchem die
Anodenspannung auf die Vorwärtsrichtung Überzugehen beginnt, und einem Zeitpunkt is, an welchem die
Anodenspannung ihre vorbestimmte positive Größe bereits erreicht hat. Die Anodenspannung durchläuft
ihren Nullpunkt zu dem innerhalb des Intervalls (ti — U)
liegenden Zeitpunkt U-
Im folgenden ist nunmehr das Verhalten der Thyristorkonstruktion gemäß F i g. 1 an Hand von
Fig.3 speziell in bezug auf das Intervall zwischen den
Zeitpunkten U und h erläutert. Die dargestellte Anordnung weist eine Anoden-Emitterschicht 10 und !5
eine Kathoden-Basisschicht 14 vom p-Leittyp sowie eine Anoden-Basisschicht 12. eine Kathoden-Emitterschicht
16 und eine Hilfsemitterschicht 18 vom n-Leitungstyp auf. Im folgenden sei angenommen, daß
die Anoden-Basisschicht 12 infolge von Elektronenmangelstellen
von einem Strom fo durchflossen wird.
Beim Fehlen einer an die Steuer-Elektrode 26 und Kathode 22 angelegten Gegenspannung, bei welcher
erstere gegenüber letzterer negativ wird, werden die Elektronenmangelstellen in der Anoden-Basisschicht 12
durch eine zum Zeitpunkt U (F i g. 2) wieder an Anode 20 und Kathode 22 angelegte Vorwärtsspannung angezogen,
welche die Anode 20 relativ zur Kathode 22 positiv werden läßt. Ein Teil des Stroms fo fließt daher über den
Übergang /' zwischen Kathoden-Basisschicht 14 und -Emitterschicht 16, bis er die Kathode 22 erreicht. Dies
führt zur Injektion von Elektronen aus der Kathoden-Emitterschicht 16 in die Kathoden-Basisschicht 14.
Das Ergebnis dieser Elektroneninjektion ähnelt der Anlegung einer Triggerspannung an die Steuer-Elektrode
26, um den Thyristor in den Durchschaltzustand zu versetzen. Ungeachtet dessen, daß nach dem Zeitpunkt
U keine Triggerspannung an die Steuer-Elektrode angelegt wird, kann der Thyristor mithin durchgeschaltet
und nicht mehr fähig sein zu sperren bzw. abzuschalten. Ersichtlicherweise wird somit die Abschaltzeit
durch den Injektionswirkungsgrad am Übergang /'stark beeinflußt.
Wenn jedoch an der Steuer-Elektrode 26 eine kleinere Spannung als diejenige an der Kathode anliegt,
so daß über den Übergang /'eine Gegenspannung einer ausreichenden Größe vorhanden ist, hindert diese
Spannung den Strom ID daran, über den Übergang / zu
fließen. Folglich fließt der Strom ID längs der Pfeillinie
gemäß Fig.3, bis er an der Steuer-Elektrode 26 abgenommen wird. Unter diesen Bedingungen wird ein
Spannungsabfall über einen Flächenwiderstand des unter dem Übergang /befindlichen, mit R\ bezeichneten
Abschnitts der Kathoden-Basisschicht 14 hervorgerufen. Wenn dieser Spannungsabfall größer ist als die fiber
den Übergang /' angelegte Gegenspannung, wird an einen Teil des Übergangs /' Vorwärtsspannung
angelegt. Infolgedessen werden Elektronen aus der Kathoden-Emitterschicht 16 in die Kathoden-Basisschicht 14 injiziert Unabhängig davon, daß keine
Triggerspannung am Thyristor anliegt, kann dieser daher in den Durchschaltzustand gebracht werden. Zur
Vermeidung dieses ungünstigen Zustands ist es erforderlich, an den Übergang /'eine Gegenspannung einer
ausreichenden Größe anzulegen. fts
Bei der in den F i g. 1 und 3 dargestellten herkömmlichen Konstruktion von Hochfrequenz-Thyristoren wird
iedoch nur ein kleiner Teil einer über Steuer-Elektrode
35
40 und Kathode des Thyristors anliegenden Gegenspannung über den Übergang /' angelegt. Dadurch wird
zwar die Abschaltzeit etwas verkürzt, doch kommt die Wirkung der Gegenspannung über Steuer-Elektrode
und Kathode nicht zufriedenstellend zur Geltung. Wie noch näher erläutert werden wird, wurde dieser
Umstand durch Versuchsdaten belegt. Genauer gesagt, wenn eine Gegenspannung über Steuer-Elektrode und
Kathode angelegt wird, wird sie über den Übergang /' zwischen Kathoden-Emitterschicht 16 und -Basisschicht
14 und über die Summe der Querwiderstände R2, Ri und
R* der Kathoden-Basisschicht 14 (vgl. Fig.3) angelegt.
Von diesen Widerständen wird der Widerstand A3, der
einen ziemlich hohen Wert besitzt, durch einen Flächenwiderstand des tiefen Abschnitts der Kathoden-Basisschicht
bestimmt. Dies bedeutet, daß ein ziemlich großer Anteil der Gegenspannung über den Widerstand
Ri wirkt. Bei der Konstruktion gemäß F i g. 3 kann daher die Gegenspannung nicht zufriedenstellend über den
Übergang /' angelegt werden, so daß die Abschaltzeit nicht ausreichend verkürzt werden kann.
In F i g. 4, in welcher die den Teilen von F i g. 1 oder 3
entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung
ein Hochfrequenz-Thyristor dargestellt. Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich nur
darin von der Konstruktion gemäß F i g. 1 oder 3, daß in der Kathoden-Basisschicht 14 eine Halbleiterzone 30
mit gegenüber der Schicht 14 entgegengesetzten Leitungstyp zwischen der Hilfsemitterzone 18 und der
Kathoden-Emitterzone 16 vorgesehen ist, so daß sie mit dem benachbarten Abschnitt der Kathoden-Basisschicht
14 einen pn-übergang / bildet. Sodann ist zwischen Hilfsemitterelektrode 24 und Hilfselektrode
28 eine weitere Elektrode 32 in ohmschem Kontakt mit der Halbleiterschicht 30 angeordnet. Die Steuer-Elektrode
26 ist elektrisch mit der weiteren Elektrode 32 verbunden, während die Hilfsemitterelektrode 24
gegenüber der Hilfselektrode 28 elektrisch isoliert ist.
Bei der Anordnung gemäß Fig.4 bewirkt die
Anlegung einer Gegenspannung über Steuer-Elektrode 26 und Kathode 22 eine Rückwärtsvorspannung des
Übergangs /' zwischen Kathoden-Basisschicht 14 und -Emitterschicht 16, während der Übergang / zwischen
der Halbleiterschicht 30 und der Kathoden-Basisschich! 14 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Mithin wird
praktisch die gesamte Gegenspannung an Steuer-Elektrode und Kathode über den Übergang /' angelegt, se
daß die Abschaltzeit ausreichend verkürzt wird.
Es wurden Versuche sowohl mit einem Ppjfelemem
gemäß Fig.4 als auch mit der herkömmlicher Konstruktion gemäß F i g. 1 oder 3 durchgeführt, inderr
zur Messung der Abschaltzeit dieser Elemente eine Gegenspannung über Steuer-Elektrode und Kathode
angelegt wurde. Die Ergebnisse dieser Versuche sind ir Fig.5 dargestellt, in welcher die Abschaltzeit ir
MikroSekunden auf der Ordinate in Abhängigkeit vor einer Gegenspannung (in V) an Steuer-Elektrode unc
Kathode auf der Abszisse aufgetragen ist In Fig.! entsprechen die mit den kleinen Kreisen bezeichnetet
Meßwerte der Konstruktion gemäß F i g. 4, während die durch die Kreuzchen angegebenen Meßwerte für die
bekannte Konstruktion gelten.
Aus F i g. 5 geht hervor, daß die Konstruktion gemäl
Fig.4 eine ausgezeichnete Verkürzung der Abschalt
zeit gewährleistet Beispielsweise kann zur Halterunj der Abschaltzeit eine Gegenspannung von etwa 10 Λ
über Steuer-Elektrode und Kathode angelegt werden
wobei die Abschaltzeit dann 10 MikroSekunden oder weniger beträgt Weiterhin ist experimentell belegt
worden, daß die gleichen Versuchselemente in der Lage
sind, sinusförmige Halbwellenströme mit Spitzenwerten
von 600-700 A bei einer Betriebsfrequenz von 10 kHz zu leitea
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß
es bei Anwendung der Konstruktion gemäß Fig.4 möglich ist, Hochfrequenz-Thyristoren hoher Leistung
zu realisieren, die eine Abschaltzeit von 10 Mikrosekunden oder weniger und eine Betriebsfrequenz von 10 kHz
oder mehr besitzen, während ihre restlichen elektrischen Eigenschaften unbeeinträchtigt bleiben.
Zur Bildung des pn-Obergangs gemäß F i g. 4 unter Heranziehung des zwischen Hilfsemitterschicht 18 und
Kathoden-Emitterschicht 16 befindlichen Abschnitts der Kathoden-Basisschicht 14 kann ein beliebiges der
nachstehenden Verfahren angewandt werden: 1. Diffusion eines Fremdatoms, wie Phosphor (P) oder Arsen
(As); 2. Epitaxialkristall wachstum; 3. Anwendung des Schottky-Übergangs (Metall-Halbleiter-Übergang) und
4. Legieren.
Es hat sich gezeigt, daß die nach einem der vorgenannten Verfahren gebildeten pn-Obergänge die
vorstehend in Verbindung mit den Fig.4 und 5 beschriebene Verkürzung der Abschaltzeit gewährlei-
sten.
In den F i g. 6 und 7, in denen den Teilen von F i g. 4 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet sind, sind abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt Gemäß Fig.6 ist der dem
pn-Übergang / entsprechende Übergang in der Kathoden-Basisschicht 14 räumlich zwischen der
Hilfsemitterelektrode 24 und der damit verbundenen Hilfselektrode 28' angeordnet. Gemäß Fig.7 stehen
zwei Hilfselektroden 28 und 28' in ohmschem Kontakt mit der Kathoden-Basisschicht 14 zwischen Steuer-Elektrode 24 und Kathode 22, wobei der genannte
pn-Übergang in der Kathoden-Basisschicht 14 räumlich zwischen den gemeinsam an die Hilfsemitterelektrode
24 angeschlossenen Hilfselektroden 28 und 28' angeordnet ist Es hat sich gezeigt, daß durch die Anordnungen
gemäß den F i g. 6 und 7 die Abschaltzeit zufriedenstellend und wirksam verkürzt wird.
An Stelle der vorstehend beschriebenen, in Rückwärtsrichtung sperrenden Thyristoren ist die Erfindung
gleichermaßen auf Halbleitervorrichtungen anwendbar, bei denen die Anoden-Emitterschicht über die Anode
elektrisch mit der Oberfläche eines Abschnitts der Anoden-Basisschicht verbunden ist (vgL die US-PS
2S 32 39 728), und welche als »in Rückwärtsrichtung
leitende Thyristoren« bezeichnet werden.
809607/395
Claims (5)
1. Hochfrequenz-Thyristor mit vier aneinandergrcnzenden
Halbleiterzonen abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, nämlich einer Anodenemitterschicht,
einer Anoden-Basisschicht, einer Kathoden-Basisschicht und einer Kathodenemitterzone,
mit zwei gegenüberliegenden, von der Anodenemitterschicht bzw. Kathodenemitterzone
und den darauf angeordneten Elektroden gebildeten Hauptflächen, mit einem im Abstand zur Kathodenemitterzone
angeordneten Hilfsemitter und einer von dem Hilfsemitter im Abstand angeordneten
Steuerelektrode und gegebenenfalls einer zwischen Hilfsemitter und Kathodenemitterzone angeordneten
Hilfselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kathoden-Emitterzone (16)
und dem Hilfsemitter (18, 24) eine Halbleiterzone (30) mit gegenüber der Kathoden-Basisschicht (14)
entgegengesetztem Leitungstyp (pn-übergang /) ausgebildet ist, die mit der Steuer-Elektrode (26)
elektrisch leitend verbunden ist
2. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzone (30) zwischen der
Hilfselektrode (28') und dem Hilfsemitter (18, 24) in der Kathoden-Basisschicht (14) ausgebildet ist.
3. Thyristor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfselektrode (28') mit dem Hilfsemitter (18,24) elektrisch leitend verbunden ist.
4. Thyristor nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halbleiterzone
(30) und dem Hilfsemitter (18, 24) eine zweite Hilfselektrode (28) ausgebildet ist, und daß die erste
und die zweite Hilfselektrode (28) mit dem Hilfsemitter (18,24) verbunden sind.
5. Thyristor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzone (30) zwischen der
Hilfselektrode (28) und der Kathode (22) ausgebildet ist.
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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Publications (3)
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