DE966276C - Halbleiteranordnung mit wenigstens zwei Steuerelektroden oder Steuerelektrodengruppenfuer elektronische Abtast- oder Schaltanordnungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. JULI 1957

S 3239

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit wenigstens zwei Steuerelektroden oder Steuerelektrodengruppen für elektrische Abtast- oder Schaltanordnungen.

Hierbei ist bereits bekannt, Transistoren mit zwei oder mehreren Spitzenkontakten zu verwenden, verschiedene Spannungen mit voneinander abweichenden Frequenzen oder Frequenzgemischen entweder voneinander unabhängig zu verstärken und an der Kollektorelektrode gemeinsam abzunehmen oder die Spannungen verschiedener Frequenzen durch geeignete Wahl der Vorspannungen und Spitzenabstände so zu überlagern, daß von der Kollektorelektrode eine modulierte Spannung abgenommen werden kann.

Dabei sind die Steuerelektroden von gleicher Art, aber in verschiedener Weise elektrisch vorgespannt und in bestimmten Abständen gegeneinander und gegen die Kollektorelektrode auf den Halbleiterkörper angeordnet.

Ferner ist es bereits bekannt, bei elektronischen Abtast- oder Schaltanordnungen Transistoren zu verwenden mit zwei gleichartigen Steuerelektroden. Hierbei ist es erforderlich, eine relativ exakte rechteckförmige Pulsform zu verwenden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Formierung der Spitzen auf die Steuermöglichkeiten einen entscheidenden Einfluß hat. Insbesondere läßt sich durch an sich bekannte Formierungsverfahren erreichen, daß der Strom, der von einer

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solchen in Flußrichtung vorgespannten Kontaktspitze in den Halbleiterblock emittiert wird, sich in bestimmten Verhältnissen aus Elektronen und Defektelektronen zusammensetzt und daher den Stromkreis der Kollektorelektrode in verschiedenartiger, durch das Verhältnis der Stromanteile bestimmter Weise beeinflußt. Durch die Erfindung kann beispielsweise erreicht werden, daß eine Pulsmodulation eines gegebenen Signals - ίο von der Pulsform in sehr weiten Grenzen unabhängig ist.

Die Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung mit wenigstens zwei Steuerelektroden oder Steuerelektrodengruppen für elektronische Abtast- oder Schaltanordnungen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterblock an den Steuerelektrodenkontaktstellen so formiert oder die die Steuerelektroden darstellenden Halbleitergrenzflächen durch die Auswahl des beteiligten n- und p-leitenden Halbleitermaterials so präpariert sind, daß bei Anlegen von Puls- oder Schaltspannungen an die eine Gruppe von Steuerelektroden und Anlegen von Signalspannungen an die andere Gruppe von Steuerelektroden die von der Halbleiteranordnung abgegebenen Spannungen oder Ströme im Takt der Puls- oder Schaltspannungen abwechselnd verschwinden oder ein verstärktes, im zeitlichen Verlauf getreues Abbild der Signalspannungen darstellen, wobei die Zeitpunkte der Umschaltung lediglich durch bestimmte Grenzwerte der Pulsoder Schaltspannungen gegeben sind und nicht von deren zeitlichem Verlauf zwischen den Umschaltzeitpunkten abhängen, soweit sie. nicht die Grenzwerte für die Umschaltung überschreiten. Hierbei sind die Steuerelektroden entweder als Spitzenkontakte ausgebildet, wobei der Halbleiterblock an den Kontaktstellen der für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehenen Steuerelektroden derart formiert ist, daß diese Signal-Steuerelektroden in Flußrichtung vorwiegend Ladungsträger nur eines Vorzeichens in den Halbleiterkörper emittieren, während der Halbleiterkörper an den für die Zuführung der Pulsoder Schaltspannungen vorgesehenen Spitzenelektroden derart formiert ist, daß diese Schalt-Steuerelektroden in Flußrichtung vorwiegend nur Ladungsträger des anderen Vorzeichens aus dem Halbleiter aufnehmen, oder es sind die Steuerelektroden als Flächenkontakte ausgebildet, wobei die die Steuerelektroden darstellenden Halbleitergrenzflächen so präpariert sind, daß die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehenen Steuerelektroden vorwiegend nur Ladungsträger aus dem Halbleiter aufnehmen, deren Vorzeichen demjenigen der Ladungsträger, die vorwiegend von den für die Schaltspannungen vorgesehenen Steuerelektroden in den Halbleiter emittiert werden, entgegengesetzt sind.

In Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die eine Gruppe von Steuerelektroden als Flächenkontakte und die andere Gruppe von Steuerelektroden als Spitzenkontakte ausgebildet sind, wobei die Halbleitergrenzflächen, die die eine Gruppe von Steuerelektroden darstellen, so präpariert und der Halbleiter an den Spitzenkontaktstellen der anderen Gruppe von Steuerelektroden derart formiert sind, daß die eine Gruppe von Steuerelektroden vorwiegend nur Ladungsträger aus dem Halbleiter aufnimmt, deren Vorzeichen demjenigen der Ladungsträger, die von der anderen Gruppe von Steuerelektroden in den Halbleiter emittiert werden, entgegengesetzt sind. Dabei ist es zweckmäßig, entweder die Kollektorelektrode und die für die Zuführung der Signalspannung vorgesehene Steuerelektrode als Flächenkontakte auszubilden und die Steuerelektrode für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannung als Spitzenkontakt an der zwischen Kollektor- und Signal-Steuerelektrode befindlichen Basisschicht anzubringen oder darüber hinaus die für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannung bestimmte Steuerelektrode als Flächenkontakt ohne Richtwirkung an der zwischen Kollektorelektrode und Signal-Steuerelektrode befindlichen Basisschicht anzubringen.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, in der Basiszuleitung Schaltmittel anzuordnen, die für bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche der Puls- oder Schaltspannungen einen Spannungsabfall zwischen Basisschicht und Basisanschlußklemme hervorrufen.

In Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß entweder die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehene Steuerelektrode, die Basis- und die Kollektorelektrode einen vierschichtigen Flächentransistor bilden, an dessen sonst ohne Anschluß bleibende, an die Kollektorschicht grenzende Schicht die als Spitzenkontakt ausgebildete, für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannungen vorgesehene Steuerelektrode angebracht ist und die Halbleiterschicht an der Spitzenkontaktstelle derart formiert ist, daß sie in Fluß richtung Ladungsträger des gleichen Vorzeichens aus der zugehörigen Halbleiterschicht aufnimmt, wie dasjenige der Träger, die die Signal-Steuerelektrode in die ihr zugehörige Schicht emittiert, oder daß die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehene Steuerelektrode, die Basis- und die Kollektorelektrode einen vierschichtigen Flächentransistor bilden, an dessen sonst ohne Anschluß · bleibende, an die Kollektorschicht grenzende Schicht die für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannung bestimmte Steuerelektrode in Form eines Flächenkontaktes angebracht und so präpariert ist, daß sie in Flußrichtung Ladungsträger des gleichen Vorzeichens aus der zugehörigen Halbleiterschicht aufnimmt, wie dasjenige der Träger, die die Signal elektrode in die ihr zugehörige Schicht emittiert.

Um positive und negative Impulse am Ausgang zu erhalten, ist vorgesehen, daß zwei Halbleiteranordnungen derselben Art in Gegentakt zusammenarbeiten.

Die Erfindung wird an Hand von fünf in den Fig. ι bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. ι stellt schematisch einen Transistor mit zwei nach der Erfindung formierten Steuerelektroden, einer Kollektorelektrode und einer Basiselektrode dar;

Fig. 2 zeigt als Beispiel den zeitlichen Verlauf des Stromes der Steuerelektrode 3;

Fig. 3 zeigt als Beispiel den zeitlichen Verlauf des Stromes der Steuerelektrode 4;

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Stromes in der Kollektorelektrode 5;

Fig. 5 zeigt eine Gegentaktschaltung unter Verwendung von zwei Transistoren nach der Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Transistors nach der Erfindung, bei dem nur die beiden Steuerelektroden als Spitzenkontakte, der Kollektor dagegen als Flächenkontakt ausgebildet ist;

Fig. 7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Transistors nach der Erfindung, bei dem die Signal-Steuerelektrode als Flächenkontakt ausgebildet ist;

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Transistors nach der Erfindung, bei dem ein sogenannter p-n-p-n-Transistor bzw. ein vierschichtiger Transistor verwendet wird, bei dem der Tastpuls an der zweiten p-Schicht vor dem Kollektor zugeführt wird.

Das in Fig. 1 bis 4 erläuterte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf sogenannte Pulsabtastschaltungen, bei denen aus einer Signalspannung mit einem beispielsweise in Fig. 3 dargestellten zeitlichen Verlauf in bestimmten Abständen Augenblickswerte entnommen und auf den Ausgangskreis, der in der Schaltungsanordnung nach Fig. ι im wesentlichen durch die Kollektorelektrode 5 und den Ausgangswiderstand 6 gebildet wird, übertragen werden sollen. Gemäß der Erfindung ist die Steuerelektrode 3 so formiert, daß sie bei positiver Spannung gegen den Halbleiterblock i, für den beispielsweise Germanium verwendet wird, aus diesem praktisch nur Elektronen aufnimmt, aber keine Defektelektronen in diesen emittiert. Durch diesen Elektronenstrom wird in der Umgebung der Steuerelektrode 3 ein elektrisches Strömungsfeld erzeugt, so daß die dicht benachbarte Signal-Steuerelektrode 4 bei allen Werten der nach Fig. 3-verlaufenden Signalspannung negativ gegen die Kontaktstelle bleibt und daher nur einen sehr kleinen Elektronenstrom in den Halbleiterblock liefert. Unter diesen Bedingungen beeinflussen weder die Signalspannung noch der von der Schalt-Steuerelektrode 3 hervorgerufene Strom den Kollektorkreis. Sinkt dagegen der Strom der Elektrode 3, wie das Diagramm nach Fig. 2 zeigt, für eine kurze Zeit unter einen bestimmten Wert, z. B. auf Null, so verändert sich das Strömungsfeld bzw. es verschwindet, und die Signal-Steuerelektrode 4 erscheint gegen die Kontaktstelle in Flußrichtung vorgespannt, und es fließt je nach Höhe des Augenblickswertes der Signalspannung ein bestimmter Strom in das Halbleitermaterial. Die Steuerelektrode 4 ist nun erfindungsgemäß so formiert, daß sie in Flußrichtung vorwiegend oder ausschließlich Defektelektronen in das Halbleitermaterial emittiert, die unter der Wirkung der negativen Vorspannung der Kollektorelektrode zu dieser hinwandern und in der aus der Transistorphysik bekannten Weise einen verstärkten Strom im Kollektor verursachen. Am Außenwiderstand 6 entsteht daher ein verstärkter Stromstoß, der in seiner Dauer dem der Elektrode 3 zugeführten negativen Impuls entspricht und in seiner Höhe den Augenblickswerten der Signalspannung während dieser kurzen Impulsdauer proportional ist.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind die für den Betrieb erforderlichen Gleichspannungsquellen der Einfachheit halber nicht mitaufgenommen worden. Die nichtsperrende Elektrode der Halbleiteranordnung ist die Basiselek- Bo trode 2.

Die Halbleiteranordnung zur Pulsabtastung einer Signalspannung gemäß der Erfindung hat gegenüber bereits bekannten Anordnungen die folgenden Vorteile: «5

Der Tastimpuls mit dem beispielsweise in Fig. 2 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellten Verlauf beeinflußt den Ausgangskreis nicht oder nur verschwindend wenig, da der vom Tastimpuls gesteuerte Strom als Elektronenstrom aus dem Halbleiterblock 1 in die Puls-Steuerelektrode 3 fließt. Dabei ist es gleichgültig, ob der Elektronenstrom über die Kollektorelektrode 5 oder die Basiselektrode 2 in den Halbleiterblock hineinfließt. Es kommt daher auf die Form des Pulses und auf den genauen Verlauf der Pulsfunktion zwischen den negativen Impulsen, die zur Freigabe der Steuerelektrode führen, nicht an. Auch der Scheitelwert des Impulses kann in gewissen Grenzen, im Beispiel nach der negativen Seite, überschritten werden, da die Schalt-Steuerelektrode 3 dann im Sperrgebiet arbeitet, der Sperrstrom also verhältnismäßig sehr klein gegenüber den Flußstromwerten bleibt und das sich in der Umgebung der Schalt-Steuerelektrode 3 bildende Potentialfeld relativ sehr schwach bleibt und die Potentialdifferenz zwischen dem Halbleiterkörper und der Signal-Steuerelektrode 4 praktisch nicht beeinflußt. Selbst bei Pulsformen, die von der Rechteckform erheblich abweichen, wird der Augenblickswert der Signalspannung, der an der Signal-Steuerelektrode 4 wirksam ist und den verstärkten Signalspannungswert am Außenwiderstand 6 bestimmt, nicht merklich beinträchtigt.

Die der Signal-Steuerelektrode 4 zugeführte Signalleistung wird durch die Transistorwirkung zwischen den Elektroden 4 und 5 verstärkt an den Widerstand 6 abgegeben.

Die Signal-Steuerelektrode 4 arbeitet mit einer Vorspannung in Flußrichtang gemäß dem Diagramm nach Fig. 3 strichliert eingetragenen zeitlichen Mittelwert, so daß durch geeignete Wahl dieser Vorspannung in einem hinreichend linearen Gebiet des Kennlinienfeldes, das für den Verstärkungsvorgang zwischen den Elektroden 4 und 5 maßgebend ist, gearbeitet werden kann.

Am Außenwiderstand 6 erscheinen die Augenblickswerte der Signalspannung über einen Gleichspannungswert entsprechend dem Arbeitspunkt überlagert, so daß die Weiterverarbeitung der Signalimpulse z. B. in einem Pulswandler, der in bekannter Weise die Höhe jedes Impulses in eine diesem proportionale Phasenabweichung des Impulses von der Nullage umwandelt, unmittelbar erfolgen kann, während bei anderen bekannten Verfahren der Signalpuls mit wechselnd positiven und negativen Werten erscheint und erst durch geeignete Schaltungen, beispielsweise im Zuge eines Verstärkers, in einseitige Werte umgewandelt werden muß.

In den Fällen, in denen es erwünscht ist, nicht einseitige Signal-Pulswerte, sondern gemäß der ursprünglichen Signalwechselspannung positive und negative Impulse am Ausgang der Abtastschaltung zu erhalten, werden gemäß der Erfindung zwei der beschriebenen Anordnungen, beispielsweise so wie es die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 zeigt, in Gegentakt betrieben. Mit 1' und 1" sind die beiden Halbleiterkörper, 2' und 2" die Basiselektroden, 3' und 3" die Schalt-Steuerelektroden, 4' und 4" die Signal-Steuerelektroden und 5' und 5" die Kollektorelektroden bezeichnet. Der Außenwiderstand 6 ist mittels des Übertragers 12 an beide Ausgangskreise gemeinsam angeschaltet. Die Vorspannung für die Steuerelektroden 3' und 4' können beispielsweise durch die Schaltglieder 10' und 11', für 3" und 4" durch 10" und 11" automatisch erzeugt werden.

Die Signalspannung wird von dem Klemmenpaar 7 über den Übertrager 13 den beiden Steuerelektroden 4' und 4" im Gegentakt zugeführt, wobei der Mittelanschluß 8 dafür sorgt, daß bei Arbeiten einer der beiden Steuerelektroden 4' und 4" in Durchlaßrichtung die andere, in Sperrichtung beanspruchte Steuerelektrode keinen hochohmigen Reihenwiderstand für die erstere darstellt, sondern über den Mittelanschluß kurzgeschlossen erscheint.

Die Pulsspannung nach Fig. 2 wird über die

Anschlußklemme 9 den beiden Steuerelektroden 3'

4-5 und 3" gemeinsam zugeführt. Die Stromquelle zur Speisung der Kollektorkreise 5' und 5" ist mit 14 bezeichnet.

Die für den Ausgangspuls an 6 erforderliche Symmetrie kann durch Wahl genügend gleichartiger Transistoren nach der Erfindung und durch Wahl der Basiswiderstände io' und 10", die die Arbeitspunkte der beiden Transistoren einzustellen erlauben, erreicht werden. Im Bedarfsfalle können auch den Kreisen der Elektroden 3' und 3" sowie der Elektroden 4' und 4", bei letzteren beispielsweise gemeinsam im Zuge der Mittelverbindung 8, noch zusätzlich oder ausschließlich Vorspannungen oder entsprechende Einströmungen gegeben werden. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist angenommen, daß als Halbleiter ein Spitzenkontakttransistor Verwendung findet. Gemäß der Erfindung kann der Halbleiter auch als Flächentransistor oder als ein gemischter Typ ausgebildet sein. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 6 zeigt beispielsweise einen solchen gemischten Typ. Die Kollektorelektrode ist als Flächenkontakt ausgebildet, die Sperrschicht wird durch die Grenzschicht zwischen den Halbleiterschichten 20 und 21, die verschiedenen Leitfähigkeitstyps sind, gebildet. Die Steuerelektroden 3 und 4 sind als Spitzenkontakte auf die Schicht 20 aufgesetzt. Es ist dabei nach der Erfindung zweckmäßig, die Signalelektrode 4 räumlich zwischen die Pulselektrode 3 und dem Basisanschluß 2 anzuordnen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Schaltungsanordnung nach Fig. 7. Hier wird ein an sich bekannter Flächentransistor verwendet, dessen Emitteranschluß 4 die Signalspannung zugeführt wird. Die Pulsspannung wird der Elektrode 3 zugeführt, die an der Halbleiterschicht 23 angebracht ist. Die Halbleiterschichten 22, 23, 24 sind abwechselnd von verschiedenem Leitfähigkeitstyp. Die Basiselektrode 2 ist ebenfalls an der Schicht 23 angebracht, aber räumlich getrennt, vor allem gegenüber der Steuerelektrode 3. Der Kollektoranschluß ist mit 5 bezeichnet. Die für die Pulszuführung dienende Steuerelektrode kann als gewöhnlicher, richtwirkungsfreier Kontakt ausgebildet sein. Das zwischen den Elektroden 2 und 3 sich ausbildende Potentialfeld steuert den Einstrom der Defektelektronen von der Signalelektrode 4 her. Um eine genügende Unabhängigkeit von der Pulsform zu erreichen, kann erfindungsgemäß eine Impedanz 25, insbesondere ein Widerstand in die Zuleitung der Elektrode 2 gelegt werden. Dann wird der Anschlußpunkt 2 beispielsweise nach Überschreitung eines bestimmten positiven Wertes der Pulsspannung an Elektrode 3 positiv gegen die Signal-Steuerelektrode 4, und es können von dort keine Defektelektroden mehr in die Schicht 23 emittiert werden. Eine weitere Unabhängigkeit von der Pulsform kann gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Schalt-Steuerelektrode 3 als Spitzenkontakt ausgebildet ist. Es bleibt dann beispielsweise bei positiven Pulsspannungswerten die vorstehend beschriebene Wirkungsweise in Verbindung mit dem Widerstand 25 erhalten. Hierbei ist gemäß der Erfindung die Spitzenelektrode 3 so formiert, daß sie praktisch nur Elektronen aus der Schicht 23 aufnimmt und keine Defektelektronen in diese emittiert, so daß keine Beeinflussung des Kollektorkreises durch die Schalt-Steuerelektrode 3 eintritt. Bei negativer Pulselektrode arbeitet diese in Sperrichtung, sendet also mit wachsender negativer Spannung nur einen gegen die Fluß ströme vernachlässigbar kleinen Sperrstrom in die Schicht 23, so daß die Potentialdifferenz zwischen den Schichten 23 und 22, die für die Höhe des von 4 her emittierten Defektelektronenstromes maßgebend ist, praktisch nicht durch die Höhe der negativen Pulsspannung, sondern nur durch die Signalspannung an Elektrode 4 bestimmt wird. Es ist selbstverständlich, daß bei Vertauschen der Leitfähigkeitstypen der Schichten 22, 23, 24 alle Potentialdifferenzen das Zeichen wechseln und daß Elektronen- und Defekt-

elektronen miteinander vertauscht werden, wobei die Wirkungsweise der Anordnung prinzipiell dieselbe bleibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist durch die Schaltungsanordnung nach Fig. 8 erläutert. Hier wird ein an sich bekannter p-n-p-n oder n-p-n-p-Flächentransistor verwendet, der an allen vier Schichten 26, 27, 28 und 29 Anschlußkontakte besitzt. 2, 3, 4 und 5 bezeichnen wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 die Anschlüsse für Basis-, Steuer- und Kollektorelektroden. Die Wirkungsweise beruht nach dem Erfindungsgedanken darauf, daß der Stromverstärkungsfaktor der p-n-p-n-Verbindung, der wesentlich durch die Schicht 28 in an sich bekannter Weise bestimmt wird, durch Zuführung von Strömen über den Kontakt 3 in die Schicht 28 gesteuert werden kann. Nach der Erfindung kann eine weitgehende Unabhängigkeit von der Form der dem Anschluß 3 zugeführten Pulsspannung dadurch erreicht werden, daß die Elektrode 3 als Spitzenkontakt ausgeführt und in dem Beispiel einer n-p-n-p-Verbindung, bei der die Elektrode 3 auf eine η-Schicht arbeitet, so formiert wird, daß sie in Flußrichtung Elektronen aus dem n-leitenden Halbleitermaterial aufnimmt, während die Emitterschicht 26 in diesem Falle vorzugsweise in Flußrichtung Elektronen emittiert und die Kollektorgrenzfläche zwischen den Schichten 27 und 28 eine Sperrspannung in positiver Richtung erfordert. Da die Stromverstärkung der n-p-n-p-Verbindung wesentlich darauf beruht, daß in der Schicht 28 sich die vom Emitter 4 her eingeführten Elektronen längere Zeit aufhalten, ehe sie mit Defektelektronen rekombinieren, und während dieser Zeit den Durchtritt eines erhöhten Defektelektronenstromes von der Kollektorseite her bewirken, wird die Spitzenelektrode 3 gemäß der Erfindung so formiert, daß sie in Flußrichtung, also bei positiver Vorspannung gegen die n-Schicht 28, praktisch keine Defektelektronen nach 28 emittiert, sondern nur Elektronen aus 28 herauszieht. Dadurch ist es möglich, bei Überschreitung einer bestimmten positiven Vorspannung der Schalt-Steuerelektrode 3 die Verstärkung der Signalströme völlig zu unterbinden, während bei Vorspannung von 3 in Sperrrichtung, also negativ gegen 28, nur ein schwacher Sperrstrom in Form von Elektronen von 3 nach 28 fließt, der die nun voll zur Wirkung kommende Stromverstärkung praktisch nicht erhöht, wobei die Höhe der negativen Vorspannung praktisch ohne Belang ist. Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, die Pulsspannungsquelle nicht wie in den vorhergehenden Beispielen zwischen 3 und die Basis 2, sondern zwischen 3 und die Kollektorelektrode 5 anzulegen, um mit einer möglichst niedrigen Spannung und Leistung auszukommen.

Die Arbeitsweise der Schaltanordnung nach der Erfindung wurde bisher an dem Beispiel des PuIsabtastverfahrens erläutert. Der Erfindungsgedanke beschränkt sich jedoch nicht auf dieses Beispiel, sondern umfaßt alle Vorrichtungen, bei denen eine Signalspannung periodisch oder nicht periodisch { wechselnd voll durchgelassen und verstärkt weitergegeben werden oder vollständig unterdrückt werden soll. Ein weiteres Beispiel ist die Anwendung in der Wechselstromtelegrafie, bei der eine Signalspannung, in der Regel von fester Frequenz und Amplitude, im Takte der Telegrafiezeichen übertragen bzw. unterdrückt werden muß. Hier haben die Anordnungen nach der Erfindung den Vorteil, daß es auf die genaue Höhe und Form der Telegrafiezeichen nicht ankommt, sondern selbst sehr stark deformierte Zeichen durch die Anordnung mit genau rechteckförmigem Verlauf weitergegeben, also aufgefrischt werden.

Es ist ferner möglich, statt je einer Steuerelektrode für Signal und Puls jeweils mehrere Steuerelektroden vorzusehen, um mehrere Signale gleichzeitig durch einen Puls oder durch mehrere, von verschiedenen Pulsspannungsquellen gelieferte verschiedenartige Pulse gemeinsam oder auch paar- oder gruppenweise zu steuern. Ebenso ist es möglich, in sinngemäßer Anwendung andere Halbleiteranordnungen zu verwenden.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Halbleiteranordnung mit wenigstens zwei Steuerelektroden oder Steuerelektrodengruppen für elektronische Abtast- oder Schaltanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterblock an den Steuerelektrodenkontaktstellen so formiert oder die die Steuerelektroden darstellenden Halbleitergrenzflächen durch die Auswahl des beteiligten n- und p-leitenden Halbleitermaterials so präpariert sind, daß bei Anlegen von Puls- oder Schaltspannungen an die eine Gruppe von Steuerelektroden und Anlegen von Signalspannungen an die andere Gruppe von Steuerelektroden die von der Halbleiteranordnung abgegebenen Spannungen oder Ströme im Takt der Puls- oder Schaltspannungen abwechselnd verschwinden oder ein verstärktes, im zeitlichen Verlauf getreues Abbild' der Signalspannungen darstellen, wobei die Zeitpunkte der Umschaltung lediglich durch bestimmte Grenzwerte der Puls- oder Schaltspannungen gegeben sind und im übrigen nicht von deren zeitlichem Verlauf zwischen den Umschaltzeitpunkten abhängen.
2. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden als Spitzenkontakte ausgebildet sind, wobei der Halbleiterblock an den Kontaktstellen der für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehenen Steuerelektroden derart formiert ist, daß diese Signal-Steuerelektroden in Flußrichtung vorwiegend Ladungsträger nur eines Vorzeichens in den Halbleiterkörper emittieren, während der Halbleiterkörper an den für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannungen vorgesehenen Spitzenelektroden derart formiert ist, daß diese Schalt-Steuerelektroden in Flußrichtung vorwiegend nur Ladungsträger des

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   anderen Vorzeichens aus dem Halbleiter aufnehmen.
3. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden als Flächenkontakte ausgebildet sind, wobei die die Steuerelektroden darstellenden Halbleitergrenzflächen so präpariert sind, daß die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehenen Steuerelektroden vorwiegend nur Ladungsträger aus dem Halbleiter aufnehmen, deren Vorzeichen demjenigen der Ladungsträger, die vorwiegend von den für die Schaltspannungen vorgesehenen Steuerelektroden in den Halbleiter emittiert werden, entgegengesetzt sind.
4. 4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe von Steuerelektroden als Flächenkontakte und die andere Gruppe von S teuer elektroden als Spitzenkontakte ausgebildet sind, wobei die Halbleitergrenzflächen, die die eine Gruppe von Steuerelektroden darstellen, so präpariert sind und der Halbleiterkörper an den Spitzenkontaktstellen der anderen Gruppe von Steuerelektroden derart formiert ist, daß die eine Gruppe von Steuerelektroden vorwiegend nur Ladungsträger aus dem Halbleiter aufnimmt, deren Vorzeichen demjenigen der Ladungsträger, die von der anderen Gruppe von Steuerelektroden in den Halbleiter emittiert werden, entgegengesetzt sind.
5. 5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode und die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehene Steuerelektrode als Flächenkontakte ausgebildet sind und die Steuerelektrode für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannungen als Spitzenkontakt an der zwischen Kollektor- und Signal-Steuerelektrode befindlichen Basisschicht angebracht ist.
6. 6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannungen bestimmte Steuerelektrode als Flächenkontakt ohne Richtwirkung an der zwischen Kollektor- und Signal-Steuerelektrode befindlichen Basisschicht angebracht ist.
7. 7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basiszuleitung Schaltmittel angeordnet sind, die für bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche der Puls- oder Schaltspannungen einen Spannungsabfall zwischen Basisschicht und Basisanschlußklemme hervorrufen.
8. 8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehene Steuerelektrode, die Basis- und e Kollektorelektrode einen vierschichtigen Flächentransistor bilden, an dessen sonst ohne Anschluß bleibende, an die Kollektorschicht grenzende Schicht die als Spitzenkontakt ausgebildete, für die Zuführung der Puls- oder Scha spannungen vorgesehene Steuerelektrode angebracht ist und die Halbleiterschicht an der Spitzenkontaktstelle derart formiert ist, daß sie in Fluß richtung Ladungsträger des gleichen Vorzeichens aus der zugehörigen Halbleiterschicht aufnimmt, wie dasjenige der Träger, die die Signal-Steuerelektrode in die ihr zugehörige Schicht emittiert.
9. 9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zuführung der Signalspannungen vorgesehene Steuerelektrode, die Basis- und die Kollektorelektrode einen vierschichtigen Fl;' dientransistor bilden, an dessen sonst ohne Anschluß bleibende, an die Kollektorschicht grenzende Schicht die für die Zuführung der Puls- oder Schaltspannung bestimmte Steuerelektrode in Form eines Flächenkontaktes angebracht und so präpariert ist, daß sie in Fluß richtung Ladungsträger des gleichen Vorzeichens aus der zugehörigen Halbleiterschicht aufnimmt, wie dasjenige der Träger, die die Signalelektrode in die ihr zugehörige Schicht emittiert.
10. 10. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese in Gegentakt mit einer anderen gleichen Anordnung zusammenarbeitet.

    In Betracht gezogene Druckschriften:

    Schweizerische Patentschriften Nr. 282 854,
    857;

    RCA Rev., Dez. 1949, S. 464 und 466;
    Buch »Waveforms« des MIT, 194· S. 379;
    deutsche Patentanmeldung 14541 " ig;

    deutsche Patentanmeldung I 4220 /21g.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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