DE3225084A1 - Bipolare transistortetrode - Google Patents

Bipolare transistortetrode

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DE3225084A1 DE19823225084 DE3225084A DE3225084A1 DE 3225084 A1 DE3225084 A1 DE 3225084A1 DE 19823225084 DE19823225084 DE 19823225084 DE 3225084 A DE3225084 A DE 3225084A DE 3225084 A1 DE3225084 A1 DE 3225084A1
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Vladimir Avraamovič Ljubercy Moskovskaja oblast' Smoljanskij
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Description

Jie vorliegende urfindun^ bezieht sich auf ü ieltergerate und betrifft insbesondere bipolare Transistortetroden.
Lie genannte ^ifindunr ».an;) mit xirfoig zur J'cuaf fung von bistabilen steuerbaren £il_ziumbaueieu,enten
arus- oder Sperrleitfähig.^e it und einer Schar von li-StroE.opannun-Eicennlinien anregendet werden, ai? zur IIon^iUtierun ;■, itirzeu^ung von ^ec:itecki;apulsen un:. zu., automatischen Schutz elektrischer otrouikreise gegen Stro^- aberlastun^en vor esehen sind.
Zur Zeit tendiert die üntv/icklun^ der Leistun /ε- -iijilbleiterbäueleuiente aus biliziuiu zur Schaffung i'u:akt;.:.onaler lialbleiterbaueleuiente, die kompliziertere Operatione als aie einzelnen Transistoren -iusfuhren. Hieroei tritt al Kriterium der ^,ffektivi.t:i.t aerartijer Bauelemente auJjer de »aiii zu erfüllender Funktionen aie Gesar;,theit deren e Ie':- vi-i£cher eigenschaften uni . arair-vter (Dui-cnlaß- und
2C Co err widers ta.'- -» öchnellwirkun' , elektrische jesti "kcit üei erhöhten ie;.;peratuien ^.es ua_;ebenuen i-ediuins, --enor^te rolarität von Sreuersi ;nslen u.a.) auf den Plan, l-1-j '2h'jr Ls Loren ν darunter abschaltbare Thyristoren um ihnerannliche Bauelemente) erfallen uie Funktionen der £peic:;erun5, einer Impulssteuerung aer J>in~ Ausschaltun-, ..eis
den Transistoren) einen erhöhten ",»ert uer auf, sind bei erhöhten werten der ÜD^eoun so'jr:.peratur und bei betracntiichen Fegein von öchciitEti'öiaen cchv;er abzuschalten, erfoxv.ern eine Lperr-
3,? ε - annual zuii. Sperren un·.- besitzen keinen hohen ,Vert der' i-.rbeit£freqa3-.z. Ijie bipolaren Jetroo.en (o.ispiulswcise ihyrist rtetroden) u.it einer S-Stro-s^annun -skennlinio "rönnen ,.:,: ch Irapulse der Lurchla3s;vannun abgeschaltet v/erden, :i3ch den anderen luigenschaften und 'aiauietern entt ν rechen aie t1ed:ch den Thyriatoren. Lie bipolarer; Ie tr ^eη .-.it ö_ner Jchar -ron l\-c. tro^snaanun^skennlinier: vereini· ;:"en eine ^erin-e Lestspannunt=;, eine erhöhte Schnc-11 v/irkun-, oinon stabilen Chara'.:rer von ^usschaltv i'^an en bei. erhöhten TJii.gobun-stemperatu^en, die aen Transistoren eisind, ait den Funktionen der Speicherung, ait der
ORIGINAL
■■ ♦
.Öglicake it einer impulssteuerung der Sin- und Ausschaltung, die den aDschaltbaren Thyristoren eit:en ein., mit der Unipolarität von Speise- und Steuerspannungen Li sich. Hierbei oesitzen diese Bauelemente auf -iruna c;etsen,
p daß ihre Ausgangs-Stromspannungskennlinien die HOrm von K-Kurven aufweisen, eine zusätzliche funktionale Eigenschaft - eine Fähigkeit zur automatischen Abschaltung bei einer Erhöhung des Schaltstroms auf den !.7ert des Abschaltstroms, oer einem Punkt an der Spitze des U-Zweiges oer otromspannungskei^nlinie entspricht, dessen -.Vahl durch die Art der speisung der einen der Steuerelektroden vorgegeben wird.
Ss ist eine bipolare Transistortetrode (s. beispielsweise den SU-Urheberschein 864474, K1.H02 P ί?/0δ, HO 3 K 17/00, 19"äl) bekannt, die eine Le i^tungs-Irans ist orstruktur und mindestens eine Zünci- Trans ist or Struktur enthält, die gerneinsam über ein Kollektorgebiet unc eine an diesem anliegende starkdotierte Kontaktgegend verfügen und je ein Basisgebiet, das sich aus einem aktiven
^O ßereicn und einem passiven Gr und bereich .iusamaensetzt, und mindestens ein Emittergebiet aufweisen, während das Basisgebiet der Leictungs-Transistorstruktur mindestens einen zusätzlichen passiven Bereich besitzt, d-sr is. XoI-lektorgebiet in erneu Abstand vom passiven Grunabereich 2p öes ßasisgebiets liegt, der kleiner als j ie Diffus i ons lange der „linor it at si ad ungst rager des Aollektorgebiets ist, unu die eine Passivierungsschicht auf der Oberfläche des iiollektorgebiets, der üaittergebiete und c-er passiven 3ereiche der Basisgebiete besitzen.
In der vorliegenden bipolaren Transistortetrode führt aber die gegenseitige Anordnung der Kontaktfenster in der Passivierungsschicht über dem liuiiitt er gebiet und über dem nächstliesenden passiven Bereich ihres Basisgebiets zur Entstehung einer ungleichmäßigkeit im Stromfluii zwischen den
p'5 passiven Bereichen des Basisgebiets und dem Smitterbereich, worauf eine ungleichmäßige Injektion von Majoritatslaaungstragern auf dem Umfang des fimiitergebiets eintritt, die auf die Stromverteilung iu Kollektorgebiet einwirkt und eine Beihe vuii negativen Erscheinungen nervorruft, wie sie
Ernöhung cer Abschaltspannung, j.ntstehung eines zusat-zlicnen stabilen Punktes auf der Ausgangs-Stromspannungskennl inie , gesteigerte Gefahr eines sekundären üurcnsC^iIa6,1 es sind, was die Arbeitszuverlässigkeit der Tetrode, insbesondere bei einer erhöhten Dichte des Kollektor-Stroms und bei Fehler-Lastströmen heracsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bipolare Iransistortetrode mit derartiger Anordnung konstruktiver Elemente zu schaffen, die es gestattet, die Arbeits- · zuverlässigkeit der genannten Tetrode für deren störungs-· freie automatische Abschaltung bei Stroiauberlastungen oder Fenler-Lastströmen zu erhöhen.
ines wird dadurch erreicnt, daß bei der bipolaren Trans ist ort etrooe , die eine Leistungs-l'ransistorstruktür und mindestens eine Zünd-Transistorstruktur entnält, die gemeinsam über ein Kollektorgebiet und eine an diesem anliegende starkdotierte Kontaktgegend verfügen und je ein Basisgebiet, das sicn aus einem aktiven Bereich und einem passiven Grundbereich zusammensetzt und mindestens ein ■ iwni.t er gebiet aufweisen, wtlhxend das Basisgebiet der Leicturigs-Transistorstruktur mindestens einen zusätzlichen passiven Bereicn besitzt, der im Kollektorgebiet in einem Abstand vom passiven Grunobereicn des Basisgebiets liegt,. «Jer Kleiner als r.ie Diffusionslän^e der Minoritätsladungsträger des Kollektorgebiets ist, und die eine Passivierun.jsschicut auf der Oberfläche des Kollektorgebiets, der iiinitcergebiete und öer passiven Bereiche der Basisgebiete besitze-, gemäß der Erfindung mindestens in einer ihrer Tra/isistorstrukturen die Kontaktfenster in der Passivie-
;30 runt-ssciiicht über dem Emitterbereich und über dem nachst-1 ie gene en passiven Bereich ihres 3asisgebiets voneinan-Jer in einem Abstand liegen, der 3 bis 5 Diffusionslängen der i.;inoritätsträger des Kollektorgebiets beträgt.
ös ist zweckmäßig, daß in der bipolaren Transistortetroje das Kontaktfenster in der Passivierungsscnicnt über de:.. Emittergebiet und das Emittergebiet selbst in Form eines Streifens ausgeführt sind, wobei das Kontaktfei-ster entlang der Längsachse Jes Emittergebiets ver-
"'··* '·■ ■·' : '··" :- 322508/f
läuft und dinas ε tens an eine'", hand des iiiiutergebiets Zähne ausgeführt sind., während das Kontaktfenstex· in der Passivierungsschicht über der entsprechenden passiven Bereich des Basisgebiets seitens der Zähne des Επ-ittergebiets liegt.
Es ist erwünscht, äa.i die Zähne des ik^ittergebieus mit.einem Profil rechteckiger Fon;, ausgeführt sina, wobei das Verhältnis des Abstanies zwischen den Zähnen zur , Breite der.Zähne gleich A,//L,. B ist, worin y#5 lö den überflächenwiderstand des passiven GrundbereLches des Basisgebiets und ß-,~. - den Oberflächenwiderstanc!. des Emittergebiets, B- den statischen Verstärkun sfaktor aer Transistorstruktur bei deren Nenn—Arbeitsstrsr. bezeichnet.
Sinnvoll ist, daß in der Leistungs-Transistoistruktur der teinuestabstand zwischen den Stirnseiten üer Zähne des Emittergebiets und dem nachstliegenden Außenrand des passiven Grundbereiches des Basisgebiets 1-cleiner als die Diffusionslänje der Linoritätsladun;:striker des ivollektorgebiets ist.
Es ist bevorzugt, da4 iui !«'alle einer Vielzahl der zusätzlichen passiven Bereiche des Basisgebiets in der Leistun^s-Transistorstruktur sie zusätzlich «idei-scanie enthält, deren jeder mit dem entsprechenden zusätzlichen passiven 3ereich_verbunden ist.
Die vorliegende ürfindiing gestattet es,- eine größere Gleichmäßigkeit im Stro^dui'chfluB innerhalb der bioolaren Transistortetrcae unter gleichzeitiger Erhöhung der Lichte aes Cchaltstrocis zu erreichen, was die Arbeitszuveriäs- y~j sigkeit der 'I'etrode für dsren störungsfreie automatische Abschaltung bei Stromüberlastunken und i^ehler-Laststr'iu-en steigert.
Die ν:-rliegende JJrfinaung wird nachstehend du^-ch die oeschreibun; ein'S konkreten AusführungsbeiS'ieis anhanü der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Ls zeigt:
Fig.l eine G-eya..;.^usieht einer erfin.iun ;sge:r.äie:i bipolaren Transistor tetrode im. querschnitt; Fig. 2 eine Absicht in rTeilrichtung A nach Ii1Lj. I
mit einer zum Teil aufgebrochenen ivietallisierun^ gemäß der Erfindung.
Die bipolare Transistortetroje enthält eine .ueist unr;s-Trans ist or struktur I (Fig.I) und eine Zünd-Tran-ε ist orstruktur 2. Die Strukturen 1,2 weisen ein gemeinsames Kollektorgebiet 3, beispielsweise aus Siliziumeinkristall vom n-T.yp mit einer Dotierungskonzentration von ca. 0,5 bis 20.10 cm"·' mit einer an diesem anliegenden (ois zu 10 cm"*) starkdotierten Kontaktgegend 4, Basis^ebiete 5 bzw. 6 uno Emittergebiete 7 bzw. 8, die beispielsweise durch Akzeptor- und Donatorembau erzeugt werden, auf. Die Basisgebiete 5 und 6 besitzen aktive Bereiche 9 bzw.-10 und passive Grundbereicne il bzw. 12. Das .basisgebiet 5 weist zusätzliche passive Bereiche 13, 14 auf,
χ5 die im Kollektorgebiet 3 in einem Abstand vom passiven Grundbereich 11 des Basisgebiets 5 liegen, der kleiner als die Diffusionslänge der Minoritätsladungsträ^er des Kollektorgebiets 3 ist. Die btrukturen I und 2 naben eine Passivierungsschicht 15, die Kontaktfenster 16, 17, Io über den Gebieten 5 (Bereich 13) bzw. 7 und 5 (Bereich
14) der Struktur 1 und Kontaktfenster 19,20 über den Gebieten 6 (Bereich 12) bzw. 8 der Struktur 2 aufweisen. Die Fenster 16 und 17, 17 und 18, 19 und 20 liegen voneinander in einem Abstand 1, der 3 bis 5 Diffusionslangen der Minoritätsladungsträger, des Kollektor gebiets 3 ausmacht. Die metallisierten Kontakte 21, 22 sind mit den Gebieten 7 bzw. 8 über die Fenster 17 bzw. 20 verbunden, miteinander ^usa-jaenges ehalt et und stellen einen Katodenanschluii 23 der bipolaren Tetrode dar. Die metallisierten Kontakte 24, 25 sind mit uen Bereichen 13 bzw. 14 des Gebiets 5 über die jeweiligen Fenster 16, 18 verbunden, miteinander zusa..mengeschaltet und stellen einen Toranschluß 2ό der bipolaren Tetrode dar. Der metallisierte Kontakt 27 ist mit dem Bereich 12 des Gebiets 6 über das Fenster 19 verbunden und stellt einen Anschluß 2ö der Zündsteuerele*:- trode jer bipolaren Tetrode dar. Der metallisierte Kontakt 29 ist mit der Gegend 4 verbunden und stellt einen Anodenarisculuß 30 der bipolaren Tetrode dar. An die Anschlüsse
und 50 sind Belastungen 31, 32 mit Anschlüssen 33»?4 gelegt. Die Emittergebiete 7,6 sind in Form von Streifen hergestellt, an deren einem Rand Zähne 35, 3° und an deren anderem Hand oahne 37, 38 (Fig. 2) ausgeführt sind.
Die Fenster 16, 17,18,19,20 sind in Form von Streifen hergestellt. Dis Fenster 17 und 20 verlaufen entlang der Längsachsen 39,40 der Gebiete 7,8. Die Fenster 16 und 18 liegen seitens der Zähne 35 bzw. 37 des Gebiets 7 und das Fenster 19 seitens der Sahne Ja des Gebiets β. Die Zähne IG 35, 36, 37, 30 sind mit einem Profil rechteckiger Form
ausgeführt. Das Verhältnis des Abstandes Ij (I9) zwiscnen beliebigen benachbarten Zähnen 35 oder 37 (36 oder J>c) au deren Breite iu. (h2) beträgt yög/y^.B, worin y?_. den Oberflächenwiderstand der passiven Gru-dbereiche II, 12 der Basisgebiete 5 bzw. 6, P - den Oberflächenwiderstand der Βία it terge biete 7,8, B - den statischen Verstärkungsfaktor Λ B = oP der 06wei-liSen Transistor-Struktur I oder 2 bei deren-Nenn~Arbe itεstrom bezeichnet. In der Struktur I ist der Mindest abstand 1-, zwischen einer beliebigen der Stirnseiten der Zahne -35) 37 des Gebiets 7 und der. entsprechenden Rand 41,42 des passiven Grundbereico.es II des Gebiets 5 kleiner als die Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger des Kollektorgebiets 3· Die Struktur I enthält zwei widerstände 43,44 (nach der 'ahl der zusätzlichen passiven Bereiche 13,14 des Gebiets 5)» die an den Stirnseiten der entsprechenden Bereiche 13>14 aus dem gleicnen Material wie auch die Bereiche 13,14 hergestellt sind, und Kontaktfenster 45, 46 in cer Passivierungsschicht 15 über diesen Widerständen 43, 44.
Die bipolare 'Irans istortet rode arbeitet wie folgt.
Zwischen den Anschlüssen 34 und 23» 33 und 23 (Fig. I) werden eine Betriebs- bzw. Steuerspannung angelegt. Im gesperrten Ausgangsζustand der Tetrode muß das Anodenpotential höher als das Potential ihrer Steuerelektrode liegen.
j^ Hierbei sind die pn-Übergange zwischen den Bereichen 9, II, 13, 14 des Gebiets 5 und dem Gebiet 3 in Rückwärtsrichtung (Sperrichtung) vorgespannt. Dann entspricht ein über den Anscoluß 30 fließender Strom dem Anocenstroni der
- ίο -
Tetrode im gesperrten 'ustand und ein über den Anscnlu.5 26 fließender Str^m dem Strom der Steuerelektrode auch im gesperrten Zustand.
"ur Umsteuerung der Tetrode in den leitenden Zustand wird ein Zündimpuls zwischen dem Anscnluß 28 der 7ündsteuerelsktroae und dem Katodenanschluß 23 angelegt, was eine Einschaltung der Zünd-Transist orstruktur 2 bewirkt.
Gemäß der Erfindung gestattet die Wahl des Abstandes 1 zwischen dem Kontaktfenster 19 über dem passiven Bereich — 10 12 oes Basisgebiets 6 und dem Kontaktfenster 20 über dem
Ümittergebiat S in Grenzen von 3 eis 5 .Diffusionslängen der lninoritätsladungsträger des Kollektorgebiets 3,dai Gtrce* im Smittergebiet S auf dessen Umfang gleichmäßig zu verteilen sowie die Dichte öes ScnaltStroms zu erhöhen.
j_r. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die ;<iinoritäts-
iadungsträgsr im Kollektorgebiet 3 nicht menr als um 2 bis 3 Di:fus ionslangen gestreut werden können. Im irgecriis wird der Strom i::. Bmittergebiet ü zuerst in der Längsrichtung auf einer Strecke vun I bis 3 Diffusionslängen flie.:en, unc erst später ιritt er in den aktiven Bereich 10 des Basisgebiets 6 ein. Die Struktur 2 setzt das Potential des Anschlusses 3° auf einen 7/ert unterhalb des Pocentials des Anschlusses 26 herab. Infolgedessen werden die pn-Üoergange zwischen den Bereichen 13, 14 des Gebists 5 und uem Gebiet 3 leitend, und in dieses Gebiet 3 werden aiinoritätsladungsträger injiziert. Ein Lroßer Teil der üinoritatslad längsträger, die durch das ie ld des Kollektorgebiets 3 abgestoßen werden, gelangt in den aktiven Bereich 9 und in aen passiven Grundbereic.i II des Basisgebiets 5 und erhöht deren Potential. In der ?olge injiziert das ü'mittergebiet 7 ..lajoritätsladunjsträger, die, inc em sie den aktiven Bereich 9 des Gebiets 5 passieren, durcn das Gebiet 3 gesammelt werden. Hierbei rekombinieren die ..:ajorität~- und die ...'inoritätsladungsträger im Kollektorgebie-c 3 2UUi l'eil untereinander, wodurch dessen Leitfähigkeit moduliert wird. Bei einem ausreichenden Strom über den Torüiscnluß 26 wird das Gebiet 3 -'»it den ivlinorixatsladunjsträgern gefüllt, und die Struktur I gebt in den Sattigungs-
- ii -
betrieb über. Infol-sjeaessen fallt aas ϊΌζαηζΪ2ΐ +es Anoden anschlüsse s 3V' zusätzlich ab, und o.er litrou "Aber cien icranschla3 26 steigt zusätzlich an, 'Aas zur ^instellur. eines sLabilen leitenden Zustande aer Leist^nö--Tran:;isterstruktur I unabhängig vom Zustand der Zäna-Ti-ansistorstruktur 2 f üart.
Die erfindun^sgeaiä^e V.-ahl -des instances 1 zwische^ dem Kontaktfenscer 17 über de.η Suitter..ebiet 7 un'1 den Xoniaktfenstern 16 und 13 über aen zusätzlichen passiven Bereichen Ij bzw. 14- de.s Basisgebiets 5 in Grenzen ν in 3 bis 5 Dil'fusiouslängen der :.l inori tat si adurrvs träger aes Koilektorgebiets 3 gestattet es, den Stroa im -•Gitter-Gebiet 7 auf dessen Umfang gleichmäßig zu verteilen sowie die Lichte des Schaltstron.s zu erhöhen. Dies wird in Aualogie zum oben Beschriebenen erklärt, riierbei fliegt der Stroiii im j^initter;.,ebiet 7 zuerst in der Längsrichtung auch auf einer Strecke von I bis 3 üffusionslängen und tritt aann in den aktiven Bereich y des ßasis^ebieös 5 ein.
Das Vorhandensein der Zahne 35 und 37 und 3^ und 33 (Fig. 2) der Eraittergebiete 7 bzw. 8 vergrößert die Uiufangslänge dieser Gebiete 7> 8 und damit auch den Hochststr.jiii der Strukturen 1, 2. irfindun^sgemäß beträgt das Verhältnis des Abstandes 1-j- (Ip) zwischen den benachbarten Zähnen 35, 37 des Gebiets 7 (36, 33 des Gebiets 8) zu deren Breite h-r(h2) fl-o/ /3^" B> w^rin/?r> - den ^berflächenwideistand des passiven Bereiches II (12) des Basisgebiets 5 (oder 6) , P - den ü^erf lächenwiderstand des Siairtergebiets 7 (3), B - den statischen Verstärkungsfaktor der Strukturen I (2) bein lienn-Arbeitsstroc. bezeich-
net. Dies gestattet es, den gesagten Uuiang des iJL-ittergebiets 7 (8) zu den Zeitpunkten des Uüschaltens gleichmäßig auszunutzen, was zu einer Erhöhung der Dichte des ScholtstrouiS beiträgt. Dies ist darauf zur-icirzuf -.ihre.., daii der üin^an.-swiderstand für den Stroru in dichtung von den nontaktfens tern 16 und 18 zum ücntaktfenster 17 in. Jebiet 7 und voiu Jiontaicufenster 19 zui Kontakrfenster 20 vom Stro.:.pfad des genannten Stroms nicht abhängt.
In der Structur I gestattet die Ausv;anl des Abstan.ies
1-. zwischen den Stirnseiten der 3ahne 35» 37 des Gebiets 7 und dem nächstllegenden Außenrand 41 bzw. 42 des Bereiches II äes Gebiets 5 unterhalb der Diffusionslänge der ...inoritätsiaalängsträger des Gebiets 3> den Widerstand c, des Gebiets 3 zu reduzieren, was die Restspannung verringert, sowie den Umfang des Gebiets 7 selbst zu vergrößern.
Zur Abschaltung der bipolaren Tetrode wird das Verhältnis des Stroms cies Anodenanschlusses 30 zum Strom des Toranschlusses 26 vergrößert. Hierbei steigt das Po-IU tential des Koilektorgebiets 3· an, und die Minor it ät si adungsträger werden aus seinen Bereichen verdrängt, die über uea aktiven Bereich 9 des Basisgebiets 5 liegen. Die Struktur I tritt aus dem oattigungszustand aus. Der Austritt clex Struktur I aus dem Satt ig ungs zustand erfolgt in L'j x-cieivtun«, v-jm Kontakt fenster 17 au den Kontakt fenstern
16, la, worauf der ^.inoritatsträgerstrom nur in den passiven Bereich II des Basisgebiets 5 einfließt. Hierbei beginnt ein Vorgang oer Abnahme des Stroms des Anodenansciilusses 30 und des Tor anschlüge es 26, dar einen regenerativen Charakter aufweist.
Darüber hinaus betraft das Vernältnis des Abstandes Ij zwischen den Zähnen 35»37 zu deren Breite hj y2u///2 „.β, was es gestattet, die gesamte Uinfangslange des Gebiets 7 gleichmäßig auszunutzen, und was seinerseits in Analogie 2p zum ober. Beschriebeneu bei der Umsteuerung der Tetrode die
Dichte ces ^cnaltStroms ernöht sowie die Löschspannunt der Titrode reduziert.
Χι:; Ausschalt Vorgang fällt an den tfiderständen 4^, 44 j ie spannung zusätzlich ab, was es erlaubt, die Stro&verpO teilung zwischen den passiven Bereichen 13, 14 des Gebiets 5 zu verbessern. Der regenerative Vorgang der Abnahme des otrom,: der Anschlüsse J>0 und 26 endet mit dem Übergang der Tetrode in einen stabilen Sperrzustand.
Die vorliegende Erfindung gewahrleistet eine sichere 3,5 Arbeit der bipolaren 'Transistortetrode bei verschiedenen Arten von Stromüberlastungen und Fehler-Last strömen.

Claims (5)

  1. 3IPULARE
    ^ATiUTAH SERiJCHE
    Bipolare Transistortetrode, die "^ eine ^e ist ungs-Trans ist or struktur (1) und
    - mindestens eine Zünd-Tr ans is tor struktur (2) entuait , die gerne ins am. über
    - ein Rolle κι orgebiet (3) und
    - eine an diesem anliegende starkdotierte Kontaktgegend (4)verfügen und je ein Bas isgebiet (p, S)5 das sicn aus einem aktiven ^ereicn und einem passiven irandbereich (4, 10 und 11, 12) zusammensetzt, unc
    - mindestens ein iSmittergebiet ('/,fc, aufweisen, während
    - das ßasisgebiet (5) -er Leist ungs-'i'r anbist orstruktur (1) mindestens einen zusätzlichen passiven Bereich (13> 1*0 besitzt, der im Kollektorgebiet (15) iseinem Abstand vom passiven Jrundbereich (11) des Basis-•j-eoiets (5) üeöt, der kleiner als die Di Zt us ionslänge der iklinoritätsladungsträger des Kollektor gebiets ist, und die
    - eine Passivierungsschicht (1$) auf der überfläche des Kollektorgebiets dex Jjiittergebiete (3,7,8) und der pasc-iven Bereiche der Basisgebiete (5, o) besitzen,
    - 2 dadurch gekennzeichnet, daß
    - mindestens in einer ihrer Trans ist or st rukt or en (1,2) die Kontaktfenster (16 und 1?, 1? und la, 19 und 20) in der Passivierungsschicht (15) über dem Saitterbereich (v,c) und über dem nächstllegenden passiven Bereich (12, 13, 14) ihres Basisgeoiets (5,6) voneinander in einem Abstand 1 liegen, der 3 bis 5 Dii'fusionslängen der Minorität eladungstrager des Kollektorgebiets (3) betragt.
  2. 2. Bipolare Tetrode nach Anspruch 1, d ad ur ch gekennzeichnet, c aß das Kontakt fenster (1"/,2O) in der Passivierungsschicht (15) über dem Emittergebiet (7,8) und das IDmittergebiet (7, 8) selbst in Form eines Streifens ausgeführt sind, wobei das Kontaktfenster (17,2U) entlang der Längsachse (39,40) des Ämittergebiets (V,6) verläuft und mindestens an einem Rand des ümitterjebiets (7,d) Zähne (35,36,37»38) ausgeführt sind, während das Kontaktfenster (16,Id,19) in der Passivierungsschicht (15) über dem entsprechenden passiven Bereich (13,14,12) des Basisgebiets (5? 6) seitens der Zähne (35,37,30) des Emittergebiets (7,ö) liegt.
  3. 3· bipolare Tetrode nach Anspruch 2, d ad ur cn oekennze ichnet, dußdie Zähne ( 35»37 j 36, 3&) des Emitter gebiets (7,ü) rnix. einem Profil rechteckiger Fora ausgeführt sind, wobei das Verhältnis des Abstandes (It»Ip) zwischen den Zahnen (35»37 und 36,3S) zur Breite (hj.hjp) aer Zähne (35,37,36,3ö) gleich y?ß //\··Β ist, worin /0 - den Oberflächenwiderstand des passiven Grundbereiches (11,12) des Basisgebiets (5,6) und /^, den überflächer-widerstand des Emitter gebiets (7»ö), j>0 3 - den statischen Verstärkungsfaktor der Trans ist orstriktur (1,2) bei deren Nenn-Arbeitsstrom bezeichnet. 4. Bipolare Tetrode nach eineru der Ansprüche 2,3, d ad ur ch ge kennze ichnet, daii in der Le istungs-Traasist orstruktur (I) der .dinciest abstand .55 (1-0 zwischen den otirnseiten der Zähne (35,37) des Smittergebiets (7) und de.α nächstliegeneen Außenrand (41,42) des passiven Grundbereiches (II) des iiasisgebiets (5) kleiner als die Diffusionslän^e eier Liinoritätsladun^sträjer
  4. - 3
    Qes Jioiiekcor^ebiets (3) ist.
  5. 5. Bipolare Tetrode nach Anspruch 4, α a ei u r c ii f.-;eKenr^zeichnc:t , aari in Falle einer Vielzahl der zusatzlichen passiven hereiche (13> 14) des BasisgelDie'cs (5) in der ^.eistun:-s-Transi£toistruK.tur sie zusätzlich
    -Widerstände (43, 44) enthält, deren jeder iüit dein entsprechenden zusätzlichen passiven Bereich (13> verbunden ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1514062A1 (de) * 1964-11-23 1970-04-02 Itt Ind Gmbh Deutsche Flaechentransistor
US3513367A (en) * 1968-03-06 1970-05-19 Westinghouse Electric Corp High current gate controlled switches

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1514062A1 (de) * 1964-11-23 1970-04-02 Itt Ind Gmbh Deutsche Flaechentransistor
US3513367A (en) * 1968-03-06 1970-05-19 Westinghouse Electric Corp High current gate controlled switches

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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SU-Urheberschein 864474 *

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