JP2009218291A - 双方向サイリスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】双方向サイリスタ1において、ゲート電極(G)23、それに接続される第2の半導体領域(ベース領域)12との第1の接続部31及び第6の半導体領域(ゲート領域)16の平面形状がリング形状により構成され、これらと一定の距離で離間され、第1の主電極(T1)21、それに接続される第2の接続部32及び第4の半導体領域(表面エミッタ領域)14の平面形状がリング形状により構成される。また、第5の半導体領域(裏面エミッタ領域)15の平面形状は同様にリング形状により構成される。更に、ゲート電極23から内輪側には逆並列接続の一方の主サイリスタが配設される。
【選択図】図1
Description
第1のモードは、第1の主電極111を基準にして第2の主電極113が正電位のときに、ゲート電極112を正電位にし、ターンオンを実行する。この第1のモードにおいては、第2の主電極113からp型ベース領域103、n型半導体領域101、p型ベース領域102、n型エミッタ領域104のそれぞれを通して第1の主電極111に主電流が流れる。
第2のモードは、第1の主電極111を基準にして第2の主電極113が正電位のときに、ゲート電極112を負電位にし、ターンオンを実行する。第2のモードにおいては、第1のモードと同様に、第2の主電極113からp型ベース領域103、n型半導体領域101、p型ベース領域102、n型エミッタ領域104のそれぞれを通して第1の主電極111に主電流が流れる。
第3のモードは、第1の主電極111を基準にして第2の主電極113が負電位のときに、ゲート電極112を負電位にし、ターンオンを実行する。第3のモードにおいては、第1の主電極111からp型ベース領域102、n型半導体領域101、p型ベース領域103、n型エミッタ領域105のそれぞれを通して第2の主電極113に主電流が流れる。
第4のモードは、第1の主電極111を基準にして第2の主電極113が負電位のときに、ゲート電極112を正電位にし、ターンオンを実行する。第4のモードにおいては、第3のモードと同様に、第1の主電極111からp型ベース領域102、n型半導体領域101、p型ベース領域103、n型エミッタ領域105のそれぞれを通して第2の主電極113に主電流が流れる。
本発明の第1の実施の形態は、この発明の基本的な構造を有する双方向サイリスタを説明するものである。
図1乃至図4に示すように、第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ(トライアック)1は、半導体基板10と、半導体基板10の一方の表面10A(図1中、上側表面)上に配設された第1の主電極21(T1)及びゲート電極23(G)と、半導体基板10の一方の表面10Aと反対の他方の表面10B(図1中、下側裏面)上に配設された第2の主電極22(T2)とを備えている。
次に、前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1の動作及び作用効果について図5乃至図8を用いて説明する。
図5に示すように、第1のモード(モード1)は、第1の主電極(T1)21を基準にして、第2の主電極(T2)22に正電位を印加し、ゲート電極(G)23に正電位を印加し、ターンオン動作を実行する。ここで、電子Eの流れは細い線幅の破線により示し、正孔H及びゲートトリガ電流IGTの流れは細い線幅の実線により示す。また、半導体基板10の他方の表面10Bから一方の表面10Aに向かう第1の主電流I1及び逆に一方の表面10Aから他方の表面10Bに向かう第2の主電流I2の流れは太い線幅の実線により示す。この表記方法は第1のモードに限らず第2のモード乃至第4のモードにおいても同様である。
図6に示すように、第2のモード(モード2)は、第1の主電極(T1)21を基準にして、第2の主電極(T2)22に正電位を印加し、ゲート電極(G)23に負電位を印加し、ターンオンを実行する。第2のモードにおいては、次の動作によって第1の主サイリスタがオン状態になる。
図7に示すように、第3のモード(モード3)は、第1の主電極(T1)21を基準にして第2の主電極(T2)22が負電位のときに、ゲート電極(G)23を負電位にし、ターンオンを実行する。第3のモードにおいては、次の動作によって第2の主サイリスタがオン状態になる。
図8に示すように、第4のモード(モード4)は、第1の主電極(T1)21を基準にして、第2の主電極(T2)22に負電位を印加し、ゲート電極(G)23に正電位を印加し、ターンオン動作を実行する。第4のモードにおいては、次の動作によって第2の主サイリスタがオン状態になる。
本発明の第2の実施の形態は、前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1において、ゲート電極23特に第1の接続部31を中心として、第4の半導体領域14及び第2の接続部32と第3の接続部33との配置位置を反転させた例を説明するものである。
第2の実施の形態に係る双方向サイリスタ1の各部の符号は前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1の基本構造と同じとする。すなわち、双方向サイリスタ1は、図9に示すように、半導体基板10と、半導体基板10の一方の表面10A(図9中、上側表面)上に配設された第1の主電極21(T1)及びゲート電極23(G)と、半導体基板10の一方の表面10Aと反対の他方の表面10B(図9中、下側裏面)上に配設された第2の主電極22(T2)とを備えている。
以上説明したように、第2の形態に係る双方向サイリスタ1においては、前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1により得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
本発明の第3の実施の形態は、前述の第1の実施の形態並びに第2の実施の形態に係る双方向サイリスタ1において、各々の半導体領域や各々の電極の平面形状を変えた例を説明するものである。
図10(A)及び図10(B)に示す第3の実施の形態の第1の変形例に係る双方向サイリスタ1は、前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1の第4の半導体領域14,第5の半導体領域15、第6の半導体領域16、第1の接続部31、第2の接続部32、第3の接続部33、第4の接続部34のそれぞれの平面形状を楕円リング形状により構成している。これらの平面形状以外の双方向サイリスタ1の基本構造は、第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1と同一である。楕円リング形状は長手方向に終端がない閉じた形状である。
図11(A)及び図11(B)に示す第3の実施の形態の第2の変形例に係る双方向サイリスタ1は、前述の第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1の第1の主電極(T1)21、第2の主電極(T2)22、ゲート電極(G)23、第4の半導体領域14,第5の半導体領域15、第6の半導体領域16,第1の接続部31,第2の接続部32、第3の接続部33のそれぞれの平面形状を多角形のリング形状により構成している。多角形のリング形状は、ここでは方形のリング形状であるが、三角形のリング形状や五角形以上の多角形のリング形状であってもよい。この多角形のリング形状は長手方向に終端がない閉じた形状である。また、多角形のリング形状においては、角部分の電流密度が高くなり、電界集中が発生し易くなるので、適度な曲率半径の円弧を持たせることが好ましい。これらの平面形状以外の双方向サイリスタ1の基本構造は、第1の実施の形態に係る双方向サイリスタ1と同一である。
上記のように、本発明を第1の実施の形態乃至第3の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。例えば、本発明は、前述の双方向サイリスタ1の第1の半導体領域11〜第6の半導体領域16の導電型を反転させてもよい。
10…半導体基板
11…第1の半導体領域
12…第2の半導体領域
13…第3の半導体領域
14…第4の半導体領域
15…第5の半導体領域
16…第6の半導体領域
21、T1…第1の主電極
22、T2…第2の主電極
23、G…ゲート電極
31…第1の接続部
32…第2の接続部
33…第3の接続部
Claims (6)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の表面上に配設された第1の主電極及びゲート電極と、
前記半導体基板の前記一方の表面と反対の他方の表面上に配設された第2の主電極と、を備え、
前記半導体基板が、第1の導電型の第1の半導体領域と、前記第1の半導体領域の前記一方の表面側に隣接して配設された前記第1の導電型とは逆の第2の導電型の第2の半導体領域と、前記第1の半導体領域の前記他方の表面側に隣接して配設された前記第2の導電型の第3の半導体領域と、前記第2の半導体領域の前記一方の表面側に配設された前記第1の導電型の第4の半導体領域と、前記第3の半導体領域の前記他方の表面側に配設された前記第1の導電型の第5の半導体領域と、前記第2の半導体領域の前記一方の表面側に前記第4の半導体領域と離間して配設された前記第1の導電型の第6の半導体領域と、を備え、
前記第1の主電極が前記第2の半導体領域及び前記第4の半導体領域に電気的に接続され、前記第2の主電極が前記第3の半導体領域及び前記第5の半導体領域に電気的に接続され、前記ゲート電極が前記第2の半導体領域及び前記第6の半導体領域に電気的に接続された双方向サイリスタであって、
長手方向に終端がない閉じた平面形状を有する前記第6の半導体領域と、
この第6の半導体領域の幅方向の一方の側に隣り合って前記ゲート電極と前記第2の半導体領域とを電気的に接続する第1の接続部と、
前記第6の半導体領域の前記幅方向の前記一方の側において、前記第1の接続部から前記第6の半導体領域の長手方向の全周に渡って長手方向に終端がない閉じた平面形状を有する前記第4の半導体領域と、
この第4の半導体領域の幅方向の前記第1の接続部とは反対側の前記一方の側に隣り合って前記第1の主電極と前記第2の半導体領域とを電気的に接続する第2の接続部と、
前記第6の半導体領域の前記幅方向の前記一方の側と反対側の他方の側において、前記第6の半導体領域からこの第6の半導体領域の長手方向の全周に渡って長手方向に終端がない閉じた平面形状を有し、前記第1の主電極と前記第2の半導体領域とを電気的に接続する第3の接続部と、
を備えたことを特徴とする双方向サイリスタ。 - 前記第1の接続部から均一距離離間し均一幅を有する前記第2の接続部、均一幅を有する前記第4の半導体領域の平面形状が、同心のリング形状であることを特徴とする請求項1に記載の双方向サイリスタ。
- 前記第3の接続部から均一距離離間し均一幅を有する前記第1の接続部、前記第6の半導体領域の平面形状が、同心のリング形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の双方向サイリスタ。
- 前記第5の半導体領域の平面形状は、長手方向に終端がない閉じた平面形状を有し、
前記半導体基板の前記一方の表面の法線方向から見て前記第5の半導体領域と前記第6の半導体領域との重複部が均一幅を有し、同心のリング形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の双方向サイリスタ。 - 前記第6の半導体領域の平面形状がリング形状により構成され、前記第4の半導体領域の平面形状が前記第6の半導体領域の外側に形成され、前記第5の半導体領域の平面形状が前記第6の半導体領域の内側に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の双方向サイリスタ。
- 前記第6の半導体領域の平面形状がリング形状により構成され、前記第4の半導体領域の平面形状が前記第6の半導体領域の内側に形成され、前記第5の半導体領域の平面形状が前記第6の半導体領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の双方向サイリスタ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108899360A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-27 | 西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司 | 一种新型结构的双向晶闸管 |
CN110600545A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-20 | 上海韦尔半导体股份有限公司 | 一种双向晶闸管及电子产品 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS508314B1 (ja) * | 1970-01-31 | 1975-04-03 | ||
JPS596071B2 (ja) * | 1976-12-28 | 1984-02-08 | 三菱電機株式会社 | 逆導通サイリスタ |
JPS6150392B2 (ja) * | 1980-05-14 | 1986-11-04 | Siemens Ag | |
JPS6219079B2 (ja) * | 1977-03-25 | 1987-04-25 | Nippon Electric Co | |
JPS63260078A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 過電圧自己保護型サイリスタ |
JP2904798B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1999-06-14 | アゼア ブラウン ボヴェリ アクチェンゲゼルシャフト | 電力遮断器 |
JP3238415B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2001-12-17 | オイペツク オイロペーイツシエ ゲゼルシヤフト フユール ライスツングスハルプライター エムベーハー ウント コンパニイ コマンデイートゲゼルシヤフト | ブレークダウン領域をもつサイリスタ |
JP2003517189A (ja) * | 1998-06-10 | 2003-05-20 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | サイリスタを制御するための装置および方法 |
-
2008
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS508314B1 (ja) * | 1970-01-31 | 1975-04-03 | ||
JPS596071B2 (ja) * | 1976-12-28 | 1984-02-08 | 三菱電機株式会社 | 逆導通サイリスタ |
JPS6219079B2 (ja) * | 1977-03-25 | 1987-04-25 | Nippon Electric Co | |
JPS6150392B2 (ja) * | 1980-05-14 | 1986-11-04 | Siemens Ag | |
JPS63260078A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 過電圧自己保護型サイリスタ |
JP2904798B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1999-06-14 | アゼア ブラウン ボヴェリ アクチェンゲゼルシャフト | 電力遮断器 |
JP3238415B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2001-12-17 | オイペツク オイロペーイツシエ ゲゼルシヤフト フユール ライスツングスハルプライター エムベーハー ウント コンパニイ コマンデイートゲゼルシヤフト | ブレークダウン領域をもつサイリスタ |
JP2003517189A (ja) * | 1998-06-10 | 2003-05-20 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | サイリスタを制御するための装置および方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108899360A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-27 | 西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司 | 一种新型结构的双向晶闸管 |
CN108899360B (zh) * | 2018-07-03 | 2023-11-17 | 西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司 | 一种新型结构的双向晶闸管 |
CN110600545A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-20 | 上海韦尔半导体股份有限公司 | 一种双向晶闸管及电子产品 |
CN110600545B (zh) * | 2019-10-09 | 2023-08-11 | 上海韦尔半导体股份有限公司 | 一种双向晶闸管及电子产品 |
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