JPH0136261B2 - - Google Patents
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- JPH0136261B2 JPH0136261B2 JP56101575A JP10157581A JPH0136261B2 JP H0136261 B2 JPH0136261 B2 JP H0136261B2 JP 56101575 A JP56101575 A JP 56101575A JP 10157581 A JP10157581 A JP 10157581A JP H0136261 B2 JPH0136261 B2 JP H0136261B2
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- thyristor
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- emitter
- electrode
- layer
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はdi／dt耐量の増大と高感度化を図つた
サイリスタに関する。
サイリスタに関する。
サイリスタは導電型を交互に異ならせ、表裏の
半導体層表面にアノード電極とカソード電極とを
取付けた４つの半導体層により構成され、アノー
ド電極側より一般にＰエミツタ層、Ｎベース層、
Ｐベース層、Ｎエミツタ層とした構造を有してい
る。しかしてこのサイリスタは、Ｐベース層に設
けられたゲート電極にトリガ信号を印加すること
によつて、先ずゲート近傍の小面積がターンオン
し、時間の経過に伴つてその接合全面積に亘つて
ターンオン領域が拡大して導通する。この為、タ
ーンオン時の突入電流上昇率di／dtが大きいと、
素子能力以上にゲート近傍の限られた導通部分に
電流が集中し、この結果、局所的な温度上昇によ
る熱破壊が生じることがある。
半導体層表面にアノード電極とカソード電極とを
取付けた４つの半導体層により構成され、アノー
ド電極側より一般にＰエミツタ層、Ｎベース層、
Ｐベース層、Ｎエミツタ層とした構造を有してい
る。しかしてこのサイリスタは、Ｐベース層に設
けられたゲート電極にトリガ信号を印加すること
によつて、先ずゲート近傍の小面積がターンオン
し、時間の経過に伴つてその接合全面積に亘つて
ターンオン領域が拡大して導通する。この為、タ
ーンオン時の突入電流上昇率di／dtが大きいと、
素子能力以上にゲート近傍の限られた導通部分に
電流が集中し、この結果、局所的な温度上昇によ
る熱破壊が生じることがある。
そこで近年では、サイリスタの高耐圧化、大容
量化に伴い、スイツチング時のdi／dt耐量が大き
く、しかもゲート制御電流のできるだけ小さいサ
イリスタの出現が望まれている。然し乍ら一般的
にはdi／dt耐量を大きくするとゲート制御電流が
増大すると云う相反する問題があつた。また近
時、ゲート電流に代えて光信号によりスイツチン
グ動作を制御する光サイリスタが開発されている
が、利用可能な光エネルギーに限度がある上、ハ
イ・ゲート・ドライブが困難な為、di／dt耐量を
大きくできなかつた。これ故、di／dt耐量を損う
ことなしにゲート感度の向上を図つた高耐圧、大
容量のサイリスタの開発が強く望まれていた。
量化に伴い、スイツチング時のdi／dt耐量が大き
く、しかもゲート制御電流のできるだけ小さいサ
イリスタの出現が望まれている。然し乍ら一般的
にはdi／dt耐量を大きくするとゲート制御電流が
増大すると云う相反する問題があつた。また近
時、ゲート電流に代えて光信号によりスイツチン
グ動作を制御する光サイリスタが開発されている
が、利用可能な光エネルギーに限度がある上、ハ
イ・ゲート・ドライブが困難な為、di／dt耐量を
大きくできなかつた。これ故、di／dt耐量を損う
ことなしにゲート感度の向上を図つた高耐圧、大
容量のサイリスタの開発が強く望まれていた。
第１図はこのような問題を解決すべく構成され
た光サイリスタの断面構造を模式的に示したもの
である。図において、Ｐエミツタ層１、Ｎベース
層２、Ｐベース層３、Ｎエミツタ層４からなる４
つの半導体層からなるサイリスタの上記Ｐエミツ
タ層１表面にはアノード電極５が、またＮエミツ
タ層４の表面にはカソード電極６が配設されてお
り、メインサイリスタが形成されている。上記Ｎ
エミツタ層４は、Ｐベース層３の外周側に円環状
に形成されたものである。またこのメインサイリ
スタのＰベース層３には、複数のパイロツトサイ
リスタを形成するエミツタ層７ａ，７ｂ，７ｃが
相互に離間して同心円状に形成されており、その
中央部には受光部８が形成されている。
た光サイリスタの断面構造を模式的に示したもの
である。図において、Ｐエミツタ層１、Ｎベース
層２、Ｐベース層３、Ｎエミツタ層４からなる４
つの半導体層からなるサイリスタの上記Ｐエミツ
タ層１表面にはアノード電極５が、またＮエミツ
タ層４の表面にはカソード電極６が配設されてお
り、メインサイリスタが形成されている。上記Ｎ
エミツタ層４は、Ｐベース層３の外周側に円環状
に形成されたものである。またこのメインサイリ
スタのＰベース層３には、複数のパイロツトサイ
リスタを形成するエミツタ層７ａ，７ｂ，７ｃが
相互に離間して同心円状に形成されており、その
中央部には受光部８が形成されている。
しかして今、このサイリスタの受光部８に光ト
リガ信号h〓を照射すると、これによつて発生する
光電流Iphは、Ｐベース層３を横方向に流れ、メ
インサイリスタのＮエミツタ層４に設けられた短
絡部９を経由してカソード電極６に流れる。この
とき、上記光電流IphによつてＰベース層３に発
生する横方向電位差は、パイロツトサイリスタの
Ｎエミツタ層７ａ，７ｂ，７ｃを順方向にバイア
スする。この順方向バイアスの一番深い部分、つ
まり受光部６の電圧がＰベース層３とＮエミツタ
層７ａ，７ｂ，７ｃとの間に形成される接合部の
ビルトインポテンシヤルの値に近付くと、Ｎエミ
ツタ層７ａ，７ｂ，７ｃからＰベース層３への電
子の注入が急増し、この結果パイロツトサイリス
タは受光部６の領域からターンオンする。このタ
ーンオン電流は電極１０ａを経由して次段のパイ
ロツトサイリスタに流れ、ハイゲートドライブ電
流として同パイロツトサイリスタを最適な条件で
ターンオンさせる。そして同様にしてこのパイロ
ツトサイリスタのサイリスタのターンオンによ
り、第３段目のパイロツトサイリスタが駆動さ
れ、更にこれによつてメインサイリスタがターン
オン駆動されることになる。
リガ信号h〓を照射すると、これによつて発生する
光電流Iphは、Ｐベース層３を横方向に流れ、メ
インサイリスタのＮエミツタ層４に設けられた短
絡部９を経由してカソード電極６に流れる。この
とき、上記光電流IphによつてＰベース層３に発
生する横方向電位差は、パイロツトサイリスタの
Ｎエミツタ層７ａ，７ｂ，７ｃを順方向にバイア
スする。この順方向バイアスの一番深い部分、つ
まり受光部６の電圧がＰベース層３とＮエミツタ
層７ａ，７ｂ，７ｃとの間に形成される接合部の
ビルトインポテンシヤルの値に近付くと、Ｎエミ
ツタ層７ａ，７ｂ，７ｃからＰベース層３への電
子の注入が急増し、この結果パイロツトサイリス
タは受光部６の領域からターンオンする。このタ
ーンオン電流は電極１０ａを経由して次段のパイ
ロツトサイリスタに流れ、ハイゲートドライブ電
流として同パイロツトサイリスタを最適な条件で
ターンオンさせる。そして同様にしてこのパイロ
ツトサイリスタのサイリスタのターンオンによ
り、第３段目のパイロツトサイリスタが駆動さ
れ、更にこれによつてメインサイリスタがターン
オン駆動されることになる。
このようにして多段構成されたパイロツトサイ
リスタによつて、ターンオン初期時に発生する過
大な電力損失を各パイロツトサイリスタに分散さ
せることにより、ホツトスポツトの発生を防止
し、di／dt耐量の改善を図ることが行われてい
る。
リスタによつて、ターンオン初期時に発生する過
大な電力損失を各パイロツトサイリスタに分散さ
せることにより、ホツトスポツトの発生を防止
し、di／dt耐量の改善を図ることが行われてい
る。
ところが、このような従来の多段増幅ゲート構
造のサイリスタにあつては、次のような欠点があ
つた。
造のサイリスタにあつては、次のような欠点があ
つた。
即ち、初段のパイロツトサイリスタのＰベース
層３の抵抗値を大きくし、光電流Iphによつて発
生するＰベース層３の横方向電位差を大きくする
と、これにより光感度（ゲート感度）の向上を図
り得るが、その反面、サイリスタ主回路から混入
する電圧ノイズに対して誤点弧しやすくなる。つ
まり、急峻な電圧上昇率を持つ電圧ノイズがアノ
ード電極４とカソード電極５間に加わると、これ
によつて発生する変位電流が上記光電流Iphと同
じ経路を通る為、この結果光感度を高くすると電
圧ノイズによつて誤点弧し易すくなる。この電圧
ノイズに対して誤点弧しないための許容最大
dV／dt値がdV／dt耐量と称されるものである。
層３の抵抗値を大きくし、光電流Iphによつて発
生するＰベース層３の横方向電位差を大きくする
と、これにより光感度（ゲート感度）の向上を図
り得るが、その反面、サイリスタ主回路から混入
する電圧ノイズに対して誤点弧しやすくなる。つ
まり、急峻な電圧上昇率を持つ電圧ノイズがアノ
ード電極４とカソード電極５間に加わると、これ
によつて発生する変位電流が上記光電流Iphと同
じ経路を通る為、この結果光感度を高くすると電
圧ノイズによつて誤点弧し易すくなる。この電圧
ノイズに対して誤点弧しないための許容最大
dV／dt値がdV／dt耐量と称されるものである。
一方、初段のパイロツトサイリスタのＮエミツ
タ層７ａの半径Ｒを小さくし、この領域で発生す
る変位電流の量を抑制し、且つＮエミツタ層７ａ
直下のＰベース層３の抵抗値を大きくすること
で、上記dV／dt耐量を損うことなしに光感度の
向上を図ることができる。然し乍らこのとき、
di／dt耐量の低下を防止する為に、初段のパイロ
ツトサイリスタで発生するスイツチング損失を軽
減することが必要となる。この点、前述したよう
にパイロツトサイリスタの段数を増やすことによ
つて、各段におけるスイツチング損失を少なくす
ることができるが、前記変位電流は光電流Iphと
違つて接合領域の全面積に亘つて流れるから、メ
インサイリスタのＮエミツタ層４の前記短絡部９
に近付くに従つてその値が大きくなる。この為、
パイロツトサイリスタの段数を増した場合、逆に
後段のパイロツトサイリスタやメインサイリスタ
において、電圧ノイズによる誤点弧が生じ易くな
ると云う新たな問題が生じた。
タ層７ａの半径Ｒを小さくし、この領域で発生す
る変位電流の量を抑制し、且つＮエミツタ層７ａ
直下のＰベース層３の抵抗値を大きくすること
で、上記dV／dt耐量を損うことなしに光感度の
向上を図ることができる。然し乍らこのとき、
di／dt耐量の低下を防止する為に、初段のパイロ
ツトサイリスタで発生するスイツチング損失を軽
減することが必要となる。この点、前述したよう
にパイロツトサイリスタの段数を増やすことによ
つて、各段におけるスイツチング損失を少なくす
ることができるが、前記変位電流は光電流Iphと
違つて接合領域の全面積に亘つて流れるから、メ
インサイリスタのＮエミツタ層４の前記短絡部９
に近付くに従つてその値が大きくなる。この為、
パイロツトサイリスタの段数を増した場合、逆に
後段のパイロツトサイリスタやメインサイリスタ
において、電圧ノイズによる誤点弧が生じ易くな
ると云う新たな問題が生じた。
更にパイロツトサイリスタの段数が増加する
と、ターンオンに必要な最小アノード電圧、つま
りフインガ電圧が増加する傾向がある。このフイ
ンガ電圧の大きなサイリスタを例えば並列運転す
ると、並列運転される各サイリスタの両端に印加
されるアノード電圧が、最初にターンオンしたサ
イリスタのオン電圧によつて決定されてしまう
為、フインガ電圧が更に大きい他のサイリスタが
ターンオンしなくなると云う不具合が生じる。こ
のような各種の問題は、上述した光サイリスタに
限らず、通常の電気トリガ式のサイリスタにも同
様に存在する。
と、ターンオンに必要な最小アノード電圧、つま
りフインガ電圧が増加する傾向がある。このフイ
ンガ電圧の大きなサイリスタを例えば並列運転す
ると、並列運転される各サイリスタの両端に印加
されるアノード電圧が、最初にターンオンしたサ
イリスタのオン電圧によつて決定されてしまう
為、フインガ電圧が更に大きい他のサイリスタが
ターンオンしなくなると云う不具合が生じる。こ
のような各種の問題は、上述した光サイリスタに
限らず、通常の電気トリガ式のサイリスタにも同
様に存在する。
本発明は、このような事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、dV／dt耐量
を犠性にすることなく、ゲート感度（光感度）の
向上とdi／dt耐量の増大を図ることのできる実用
性の高いサイリスタを提供することにある。
もので、その目的とするところは、dV／dt耐量
を犠性にすることなく、ゲート感度（光感度）の
向上とdi／dt耐量の増大を図ることのできる実用
性の高いサイリスタを提供することにある。
即ち本発明は、サイリスタのベース層に形成さ
れた集電電極に取囲まれるように個々のパイロツ
トサイリスタを形成し、これらのパイロツトサイ
リスタを順次電気的に接続すると共に、最終段の
パイロツトサイリスタのエミツタ電極を上記集電
電極と共通化してメインサイリスタと電気的に接
続したゲート電極構造とすることによつて、上述
した目的を効果的に達成したものである。
れた集電電極に取囲まれるように個々のパイロツ
トサイリスタを形成し、これらのパイロツトサイ
リスタを順次電気的に接続すると共に、最終段の
パイロツトサイリスタのエミツタ電極を上記集電
電極と共通化してメインサイリスタと電気的に接
続したゲート電極構造とすることによつて、上述
した目的を効果的に達成したものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。
説明する。
第２図および第３図は実施例に係るサイリスタ
の構成を示すもので、第２図はゲート電極の平面
配置構成図、第３図は断面構成図である。
の構成を示すもので、第２図はゲート電極の平面
配置構成図、第３図は断面構成図である。
Ｐエミツタ層１、Ｎベース層２、Ｐベース層
３、Ｎエミツタ層４の４つの積層された半導体層
からなるメインサイリスタの上記Ｎエミツタ層４
に隣接するＰベース層３表面には集電電極１１が
形成されており、この集電電極１１に囲まれて複
数のパイロツトサイリスタが形成されている。こ
こでは、受光部８を備えた第１のパイロツトサイ
リスタ１２、そのエミツタ電極を集電電極１１と
共通化した第５のパイロツトサイリスタ１６ま
で、計５個のパイロツトサイリスタ１２，１３〜
１６が形成されている。尚、集電電極１１の周辺
部、つまりパイロツトサイリスタ１２，１３〜１
６の周りにはメインサイリスタ１７が形成され
る。しかして、第１のパイロツトサイリスタ１２
は、受光部８の周りに円環状にＮエミツタ層１２
ａを形成し、その表面にエミツタ電極１２ｂを配
設して構成される。また、第２乃至第５のパイロ
ツトサイリスタ１３，１４，１５，１６は、Ｐベ
ース層３中に集電電極１１に囲まれてＮエミツタ
層１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａをそれぞれ形
成し、これらのＮエミツタ層１３ａ，１４ａ，１
５ａ，１６ａ上にそれぞれエミツタ電極１３ｂ，
１４ｂ，１５ｂ，１６ｂを形成すると共に、Ｐベ
ース層３上に各ゲート電極１３ｃ，１４ｃ，１５
ｃ，１６ｃを形成して構成される。このうち、第
５のパイロツトサイリスタ１６のエミツタ電極１
６ｂは前記集電電極１１と共通化されている。し
かして、各段のパイロツトサイリスタ１３，１
４，１５，１６の各ゲート電極１３ｃ，１４ｃ，
１５ｃ，１６ｃは、それぞれ前段のパイロツトサ
イリスタ１２，１３，１４，１５の各エミツタ電
極１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂにAl線等の
配線層１８を介して順次電気的に接続されてい
る。従つて、各段のパイロツトサイリスタ１３，
１４，１５，１６は、それぞれ前段のパイロツト
サイリスタ１２，１３，１４，１５のターンオン
電流をゲート電流として受けて、ターンオン動作
するようになつている。そしてメインサイリスタ
１７は、第５のパイロツトサイリスタ１６のター
ンオン電流を集電電極１１を介して受けて、ター
ンオンするようになつている。尚、パイロツトサ
イリスタ１２〜１６の配置構造は、特に規定され
るものではない。
３、Ｎエミツタ層４の４つの積層された半導体層
からなるメインサイリスタの上記Ｎエミツタ層４
に隣接するＰベース層３表面には集電電極１１が
形成されており、この集電電極１１に囲まれて複
数のパイロツトサイリスタが形成されている。こ
こでは、受光部８を備えた第１のパイロツトサイ
リスタ１２、そのエミツタ電極を集電電極１１と
共通化した第５のパイロツトサイリスタ１６ま
で、計５個のパイロツトサイリスタ１２，１３〜
１６が形成されている。尚、集電電極１１の周辺
部、つまりパイロツトサイリスタ１２，１３〜１
６の周りにはメインサイリスタ１７が形成され
る。しかして、第１のパイロツトサイリスタ１２
は、受光部８の周りに円環状にＮエミツタ層１２
ａを形成し、その表面にエミツタ電極１２ｂを配
設して構成される。また、第２乃至第５のパイロ
ツトサイリスタ１３，１４，１５，１６は、Ｐベ
ース層３中に集電電極１１に囲まれてＮエミツタ
層１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａをそれぞれ形
成し、これらのＮエミツタ層１３ａ，１４ａ，１
５ａ，１６ａ上にそれぞれエミツタ電極１３ｂ，
１４ｂ，１５ｂ，１６ｂを形成すると共に、Ｐベ
ース層３上に各ゲート電極１３ｃ，１４ｃ，１５
ｃ，１６ｃを形成して構成される。このうち、第
５のパイロツトサイリスタ１６のエミツタ電極１
６ｂは前記集電電極１１と共通化されている。し
かして、各段のパイロツトサイリスタ１３，１
４，１５，１６の各ゲート電極１３ｃ，１４ｃ，
１５ｃ，１６ｃは、それぞれ前段のパイロツトサ
イリスタ１２，１３，１４，１５の各エミツタ電
極１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂにAl線等の
配線層１８を介して順次電気的に接続されてい
る。従つて、各段のパイロツトサイリスタ１３，
１４，１５，１６は、それぞれ前段のパイロツト
サイリスタ１２，１３，１４，１５のターンオン
電流をゲート電流として受けて、ターンオン動作
するようになつている。そしてメインサイリスタ
１７は、第５のパイロツトサイリスタ１６のター
ンオン電流を集電電極１１を介して受けて、ター
ンオンするようになつている。尚、パイロツトサ
イリスタ１２〜１６の配置構造は、特に規定され
るものではない。
さて、このように構成された本サイリスタの受
光部８に光ゲート信号h〓を照射すると、第１のパ
イロツトサイリスタ１２の中央接合部の空乏層領
域で発生した光電流IphがＰベース層３に流れ込
む。この光電流IphはＰベース層３を横方向に流
れ、Ｐベース層３に設けた集電電極１１を介した
のち、Ｐベース層３とカソード電極６との間に設
けられた短絡部９を介して上記カソード電極６に
流れ込む。この結果、光電流Iphは、第１のパイ
ロツトサイリスタ１２領域のＰベース層３に横方
向電位差を発生し、これによつて第１のパイロツ
トサイリスタ１２のＮエミツタ層１２ａが順方向
にバイアスされることになる。この順方向バイア
ス電圧の一番深い電位が、上記Ｎエミツタ層１２
ａとＰベース層３との間の接合部のビルトインポ
テンシヤルの値に近付くと、これによつてＮエミ
ツタ層１２ａからＰベース層３への電子の注入が
急激に増加し、第１のパイロツトサイリスタ１２
は上記接合部からターンオンすることになる。し
かして、この第１のパイロツトサイリスタ１２の
ターンオン電流は、配線層１８を介して第２のパ
イロツトサイリスタ１３のゲート電極１３ｃにゲ
ート電流として印加され、これによつて第２のパ
イロツトサイリスタ１３がターンオンすることに
なる。同様にして、パイロツトサイリスタ１３の
ターンオンによつて、第３〜第５のパイロツトサ
イリスタ１４，１５，１６が順次ターンオンする
ことになる。そして第５のパイロツトサイリスタ
１６のターンオン電流は、集電電極１１から短絡
部９を介してカソード電極５に流れ、このとき上
記ターンオン電流はメインサイリスタ１７のゲー
ト電流として機能することから、メインサイリス
タ１７がターンオンすることになる。
光部８に光ゲート信号h〓を照射すると、第１のパ
イロツトサイリスタ１２の中央接合部の空乏層領
域で発生した光電流IphがＰベース層３に流れ込
む。この光電流IphはＰベース層３を横方向に流
れ、Ｐベース層３に設けた集電電極１１を介した
のち、Ｐベース層３とカソード電極６との間に設
けられた短絡部９を介して上記カソード電極６に
流れ込む。この結果、光電流Iphは、第１のパイ
ロツトサイリスタ１２領域のＰベース層３に横方
向電位差を発生し、これによつて第１のパイロツ
トサイリスタ１２のＮエミツタ層１２ａが順方向
にバイアスされることになる。この順方向バイア
ス電圧の一番深い電位が、上記Ｎエミツタ層１２
ａとＰベース層３との間の接合部のビルトインポ
テンシヤルの値に近付くと、これによつてＮエミ
ツタ層１２ａからＰベース層３への電子の注入が
急激に増加し、第１のパイロツトサイリスタ１２
は上記接合部からターンオンすることになる。し
かして、この第１のパイロツトサイリスタ１２の
ターンオン電流は、配線層１８を介して第２のパ
イロツトサイリスタ１３のゲート電極１３ｃにゲ
ート電流として印加され、これによつて第２のパ
イロツトサイリスタ１３がターンオンすることに
なる。同様にして、パイロツトサイリスタ１３の
ターンオンによつて、第３〜第５のパイロツトサ
イリスタ１４，１５，１６が順次ターンオンする
ことになる。そして第５のパイロツトサイリスタ
１６のターンオン電流は、集電電極１１から短絡
部９を介してカソード電極５に流れ、このとき上
記ターンオン電流はメインサイリスタ１７のゲー
ト電流として機能することから、メインサイリス
タ１７がターンオンすることになる。
ところで、このような構造であれば、dV／dt
値の大きな電圧ノイズが、アノード・カソード間
に加つた場合、Ｐベース層３に発生する変位電流
は、各パイロツトサイリスタ１２，〜１６を取囲
んで設けられた集電電極１１から、短絡部９を通
つてカソード電極６に流出する。従つて、本構造
では従来問題となつた変位電流の悪影響が生じな
い。しかも、この変位電流の影響は、パイロツト
サイリスタの配置構造に対しても本質的に全く依
存することがない。従つて、パイロツトサイリス
タの構成段数を増やしても、最終段のパイロツト
サイリスタおよびメインサイリスタのdV／dt耐
量が低下すると云う不具合の生じる虞れがない。
値の大きな電圧ノイズが、アノード・カソード間
に加つた場合、Ｐベース層３に発生する変位電流
は、各パイロツトサイリスタ１２，〜１６を取囲
んで設けられた集電電極１１から、短絡部９を通
つてカソード電極６に流出する。従つて、本構造
では従来問題となつた変位電流の悪影響が生じな
い。しかも、この変位電流の影響は、パイロツト
サイリスタの配置構造に対しても本質的に全く依
存することがない。従つて、パイロツトサイリス
タの構成段数を増やしても、最終段のパイロツト
サイリスタおよびメインサイリスタのdV／dt耐
量が低下すると云う不具合の生じる虞れがない。
しかして、本サイリスタにおける第１のパイロ
ツトサイリスタのターンオン電流最大値Ip1nは、
パイロツトサイリスタの構成段数Ｎとの間に第４
図に示す如き関係を有し、段数Ｎの増加に伴つて
直線的に減少する。従つて、上記段数を或る程度
大きくすることによつて第１のパイロツトサイリ
スタ１２への電力集中を軽減することができ、故
にその半径Ｒを小さくすることが可能となる。ま
たこのように第１のパイロツトサイリスタ１２の
半径Ｒを小さくすることによつて、この領域で発
生する変位電流の値（量）を抑制することができ
るから、このＮエミツタ層１２ａ直下のＰベース
層３の抵抗を大きく設定することができ、故に
dV／dt耐量を損うことなしにゲート感度の向上
を図ることが可能となる。ちなみに実施例構造に
よればゲート感度を２〜3mWと高感度化するこ
とができる上、di／dt耐量を第１図に示す従来構
造のものに比して２〜３倍に改善することができ
る。
ツトサイリスタのターンオン電流最大値Ip1nは、
パイロツトサイリスタの構成段数Ｎとの間に第４
図に示す如き関係を有し、段数Ｎの増加に伴つて
直線的に減少する。従つて、上記段数を或る程度
大きくすることによつて第１のパイロツトサイリ
スタ１２への電力集中を軽減することができ、故
にその半径Ｒを小さくすることが可能となる。ま
たこのように第１のパイロツトサイリスタ１２の
半径Ｒを小さくすることによつて、この領域で発
生する変位電流の値（量）を抑制することができ
るから、このＮエミツタ層１２ａ直下のＰベース
層３の抵抗を大きく設定することができ、故に
dV／dt耐量を損うことなしにゲート感度の向上
を図ることが可能となる。ちなみに実施例構造に
よればゲート感度を２〜3mWと高感度化するこ
とができる上、di／dt耐量を第１図に示す従来構
造のものに比して２〜３倍に改善することができ
る。
かくしてここに、dV／dt耐量等のサイリスタ
に要求される主要な特性を損うことなしに、di／
dt耐量の向上とゲート感度（光感度）の飛躍的な
向上を図つた高性能で実用性の高いサイリスタを
実現することができる。
に要求される主要な特性を損うことなしに、di／
dt耐量の向上とゲート感度（光感度）の飛躍的な
向上を図つた高性能で実用性の高いサイリスタを
実現することができる。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるもの
ではない。実施例では光サイリスタにつき例示し
たが、受光部８にゲート電極を形成してなる電気
トリガ式のサイリスタにも同様に適用することが
できる。また、パイロツトサイリスタの構成段数
や配置構成は仕様に応じて定めればよいものであ
り、要は各パイロツトサイリスタをベース層に設
けられた集電電極によつて囲まれるように配置構
成して、順次電気的に接続すればよい。要するに
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
ではない。実施例では光サイリスタにつき例示し
たが、受光部８にゲート電極を形成してなる電気
トリガ式のサイリスタにも同様に適用することが
できる。また、パイロツトサイリスタの構成段数
や配置構成は仕様に応じて定めればよいものであ
り、要は各パイロツトサイリスタをベース層に設
けられた集電電極によつて囲まれるように配置構
成して、順次電気的に接続すればよい。要するに
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
第１図は従来構造サイリスタの一例を示す構成
図、第２図は本発明の一実施例を示すサイリスタ
の平面構成図、第３図は同実施例サイリスタの断
面構成図、第４図はパイロツトサイリスタの構成
段数と初段のパイロツトサイリスタのターンオン
電流最大値との関係を示す特性図である。 ３…Ｐベース層、４…Ｎエミツタ層、６…カソ
ード電極、８…受光部、９…短絡部、１１…集電
電極、１２，１３，１４，１５，１６…パイロツ
トサイリスタ、１７…メインサイリスタ、１２
ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ…Ｎエミツ
タ層、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ
…エミツタ電極、１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ，１６
ｃ…ゲート電極、１８…配線層。
図、第２図は本発明の一実施例を示すサイリスタ
の平面構成図、第３図は同実施例サイリスタの断
面構成図、第４図はパイロツトサイリスタの構成
段数と初段のパイロツトサイリスタのターンオン
電流最大値との関係を示す特性図である。 ３…Ｐベース層、４…Ｎエミツタ層、６…カソ
ード電極、８…受光部、９…短絡部、１１…集電
電極、１２，１３，１４，１５，１６…パイロツ
トサイリスタ、１７…メインサイリスタ、１２
ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ…Ｎエミツ
タ層、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ
…エミツタ電極、１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ，１６
ｃ…ゲート電極、１８…配線層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電型を交互に異ならせて積層された４つの
半導体層からなるメインサイリスタのベース層中
に、上記メインサイリスタのエミツタ層を除く他
の３つの半導体層を共有する複数のパイロツトサ
イリスタの各エミツタ層を、上記メインサイリス
タのエミツタ層からそれぞれ分離し、且つこのメ
インサイリスタのエミツタ層と同導電型にそれぞ
れ形成してなるサイリスタにおいて、 前記メインサイリスタのエミツタ層に隣接する
ベース層上に設けた集電電極の内側に前記各パイ
ロツトサイリスタをそれぞれ該集電電極に取り囲
まれるように配置し、且つ各パイロツトサイリス
タのエミツタ層に挟まれる各ベース層上にそれぞ
れゲート電極を形成し、これらのパイロツトサイ
リスタのゲート電極を前段のパイロツトサイリス
タのエミツタ層上に設けられたエミツタ電極に順
次電気的に接続すると共に、最終段のパイロツト
サイリスタのエミツタ電極を前記集電電極と共通
化したことを特徴とするサイリスタ。 ２ 初段のパイロツトサイリスタは、光トリガ信
号を受けて点弧駆動されるものである特許請求の
範囲第１項記載のサイリスタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10157581A JPS583282A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
| EP19820105664 EP0069308B1 (en) | 1981-06-30 | 1982-06-25 | Thyristor |
| DE8282105664T DE3268107D1 (en) | 1981-06-30 | 1982-06-25 | Thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10157581A JPS583282A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583282A JPS583282A (ja) | 1983-01-10 |
| JPH0136261B2 true JPH0136261B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=14304189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10157581A Granted JPS583282A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583282A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60106170A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-11 | Toshiba Corp | 過電圧保護機能付サイリスタ |
| JP2609608B2 (ja) * | 1986-09-29 | 1997-05-14 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120279A (ja) * | 1974-02-18 | 1975-09-20 | ||
| JPS5183784A (ja) * | 1974-12-10 | 1976-07-22 | Siemens Ag |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10157581A patent/JPS583282A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120279A (ja) * | 1974-02-18 | 1975-09-20 | ||
| JPS5183784A (ja) * | 1974-12-10 | 1976-07-22 | Siemens Ag |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS583282A (ja) | 1983-01-10 |
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