JPS583284A - サイリスタ - Google Patents
サイリスタInfo
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- JPS583284A JPS583284A JP56101595A JP10159581A JPS583284A JP S583284 A JPS583284 A JP S583284A JP 56101595 A JP56101595 A JP 56101595A JP 10159581 A JP10159581 A JP 10159581A JP S583284 A JPS583284 A JP S583284A
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- JP
- Japan
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- thyristor
- layer
- current
- main
- base layer
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/26—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
- H10F30/263—Photothyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は”／ａｓ耐量の増大と高感度化を図ったサイリ
スタに関する。
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は九４つの
半導体層によシ構成され、アノード電極側より一般にＰ
エイ、り層、Ｎベース層、Ｐペース層、Ｎエイ、夕層と
し九構造を有している。しかしてこのサイリスタでは、
Ｐペース層に設けられたｒ−）電極にトリガ信号を印加
することによって、先ずｆ−）近傍の小面積がターンオ
ンし、時間の経過に伴ってその接合全面積に亘りてター
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”／ａ ｔが大きいと、素子能力以上
にダート近傍の限られた導通部分に電流が集中し、こＯ
１ｓ果、局所的な温度上昇による熱破壊が生じることが
ある。
表面にアノード電極とカソード電極とを取付は九４つの
半導体層によシ構成され、アノード電極側より一般にＰ
エイ、り層、Ｎベース層、Ｐペース層、Ｎエイ、夕層と
し九構造を有している。しかしてこのサイリスタでは、
Ｐペース層に設けられたｒ−）電極にトリガ信号を印加
することによって、先ずｆ−）近傍の小面積がターンオ
ンし、時間の経過に伴ってその接合全面積に亘りてター
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”／ａ ｔが大きいと、素子能力以上
にダート近傍の限られた導通部分に電流が集中し、こＯ
１ｓ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ζで近年で祉サイリスタの高耐圧化、人害量化に伴い
、スイッチング時ｏ ａｉ、／ｌｔ耐量が大きく、シか
もｆ−）制御電流のできるだけ小さいが増大すると云う
相反する問題があり九、を九近時、ｆ−）電流に代えて
光信号によりスイッ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、・・イ・ｆ−）・ドライブが困難な為、ｄ ｉ
／ｄｔ耐量を大きくできなかつ九、これ故、”／ａｔ耐
量を損うことなしにｆ−）感度の向上を図った高耐圧・
大容量のサイリスタの開発が強く望まれていた。
、スイッチング時ｏ ａｉ、／ｌｔ耐量が大きく、シか
もｆ−）制御電流のできるだけ小さいが増大すると云う
相反する問題があり九、を九近時、ｆ−）電流に代えて
光信号によりスイッ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、・・イ・ｆ−）・ドライブが困難な為、ｄ ｉ
／ｄｔ耐量を大きくできなかつ九、これ故、”／ａｔ耐
量を損うことなしにｆ−）感度の向上を図った高耐圧・
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、りの断面構造を模式的に示し丸ものである０図に
おいて、Ｐエミッタ１Ｉｉ１１、Ｎベース層２、Ｐベー
スＮ１１、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Ｏ上記Ｐエミッタ層１表面にはアノード
電極５が、またＮエイ、り層４の表面にはカソードｗ５
が配設されており、メインサイリスクが形成されている
。上記Ｎエン、夕層４は、Ｐベース層ｊ（Ｄ外周−に同
項状に形成され九ものである。
リス、りの断面構造を模式的に示し丸ものである０図に
おいて、Ｐエミッタ１Ｉｉ１１、Ｎベース層２、Ｐベー
スＮ１１、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Ｏ上記Ｐエミッタ層１表面にはアノード
電極５が、またＮエイ、り層４の表面にはカソードｗ５
が配設されており、メインサイリスクが形成されている
。上記Ｎエン、夕層４は、Ｐベース層ｊ（Ｄ外周−に同
項状に形成され九ものである。
壕だこのメイントランジスタのＰペース＠ｊには被数の
）ダイロットサイリスタを形成するエミツタ層Ｆ ａ
ｍ ｒ ｈ ａ Ｆ ＠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ａが形成されてい
る。
）ダイロットサイリスタを形成するエミツタ層Ｆ ａ
ｍ ｒ ｈ ａ Ｆ ＠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ａ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
ｈｖＩを照射すると、これによって発生する光電流■ｐ
ｈ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ξに流れる。このとき上記光電流１．ｈによって
Ｐベース層３に発生する横方向電位差は、ノ豐イロ、ト
サイリスタのＮエイ１１層７ａ、Ｆｂ、７ａを順方向に
バイアスする。この順方向／譬イアスの一書深い部分、
つま）受光部８の電圧がＰベース層３とＮ 工＜ 、夕
層ｒｍ＋ｒｂ、１ｍとの間に形成される接合部のビルト
インポテンシャルの値に近付くと、Ｎエイ、り層Ｆａ、
Ｆｂ。
ｈｖＩを照射すると、これによって発生する光電流■ｐ
ｈ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ξに流れる。このとき上記光電流１．ｈによって
Ｐベース層３に発生する横方向電位差は、ノ豐イロ、ト
サイリスタのＮエイ１１層７ａ、Ｆｂ、７ａを順方向に
バイアスする。この順方向／譬イアスの一書深い部分、
つま）受光部８の電圧がＰベース層３とＮ 工＜ 、夕
層ｒｍ＋ｒｂ、１ｍとの間に形成される接合部のビルト
インポテンシャルの値に近付くと、Ｎエイ、り層Ｆａ、
Ｆｂ。
７ａからＰベース層１への電子の注入が急増し、この結
果・母イロットサイリスタは受光部１の領域からターン
オンする。このターンオン電流は電極ＩＤ＊ｔ４！由し
て次段の・母イロ、トサイリスタに流れ、ハイｒ−Ｆド
ライ！電流として同・９イロツトサイリスクを最適な条
件でターンオンさせる。そして同様にしてこの・譬イロ
、トサイリスタのサイリスタのターンオンによす、第３
段目のノ４イロ、トサイリスタが駆動され、更にこれＫ
よってメインサイリスタがターンオン線動されることに
なる。
果・母イロットサイリスタは受光部１の領域からターン
オンする。このターンオン電流は電極ＩＤ＊ｔ４！由し
て次段の・母イロ、トサイリスタに流れ、ハイｒ−Ｆド
ライ！電流として同・９イロツトサイリスクを最適な条
件でターンオンさせる。そして同様にしてこの・譬イロ
、トサイリスタのサイリスタのターンオンによす、第３
段目のノ４イロ、トサイリスタが駆動され、更にこれＫ
よってメインサイリスタがターンオン線動されることに
なる。
このようにして多段構成された・譬イａ ｙ ）サイリ
スタによって、ターンオン初期時に発生する過大な電力
損失を各・々イロ、トサイリスタに分散させることによ
シ、ホラトス４．トの発生を防止し、 ｄｉ／、Ｈ耐
量の改善を図ることが行われている。
スタによって、ターンオン初期時に発生する過大な電力
損失を各・々イロ、トサイリスタに分散させることによ
シ、ホラトス４．トの発生を防止し、 ｄｉ／、Ｈ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ｒ−）構造のサイ
リスタにあっては、次のような欠点がありた。
リスタにあっては、次のような欠点がありた。
即ち、初段の・ｆイロ、トサイリスタのＰベース層Ｊの
抵抗値を大きくシ、光電流１．ｈによって発生するＰペ
ース層３の横方向電位差を太きくすると、これによシ光
感度（ｒ−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５′とカソード電極６間に加わると、
これによっ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
ズによっ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ｄマ／ｄｔ値がｄマ／（
１を耐量と称されるものである。
抵抗値を大きくシ、光電流１．ｈによって発生するＰペ
ース層３の横方向電位差を太きくすると、これによシ光
感度（ｒ−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５′とカソード電極６間に加わると、
これによっ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
ズによっ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ｄマ／ｄｔ値がｄマ／（
１を耐量と称されるものである。
一方、初段の・譬イロ、トサイリスタのＮエイ、り層１
ａの半径Ｒを小さくシ、この領域で発生する変位電流の
量を抑制し、且つＮエイ、り噛１ａ直下のＰイー１層Ｓ
の抵抗値を大きくすることで、上記ｄマｋｔ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、”／ａｔ耐量の低下を防止する為に１初段の
／ｌイロ、トサイリスタで発生するスイッチング損失を
軽減することが必要となる。この点、前述したように・
昔イロットサイリスタの段数を増やすことによって、各
段におけるスイッ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Ｉ、ｈと違りて接合領域の全
面積に亘って流れるから、メインサイリスタＯＮエイ、
り層４の前記短絡部９に近付くに従ってその値が大きく
なる。この為、）ダイロνトサイリスタの段数を増した
場合、逆に後段のノクイロ、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。
ａの半径Ｒを小さくシ、この領域で発生する変位電流の
量を抑制し、且つＮエイ、り噛１ａ直下のＰイー１層Ｓ
の抵抗値を大きくすることで、上記ｄマｋｔ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、”／ａｔ耐量の低下を防止する為に１初段の
／ｌイロ、トサイリスタで発生するスイッチング損失を
軽減することが必要となる。この点、前述したように・
昔イロットサイリスタの段数を増やすことによって、各
段におけるスイッ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Ｉ、ｈと違りて接合領域の全
面積に亘って流れるから、メインサイリスタＯＮエイ、
り層４の前記短絡部９に近付くに従ってその値が大きく
なる。この為、）ダイロνトサイリスタの段数を増した
場合、逆に後段のノクイロ、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・ダイロ、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１６フインガ電圧
が増６加する傾向がある。このフィ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
イリスタの絢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って決定されてし
まう為、フィンガ電圧の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。
ンオンに必要な最小アノード電圧、つ１６フインガ電圧
が増６加する傾向がある。このフィ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
イリスタの絢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って決定されてし
まう為、フィンガ電圧の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／ｄ、耐量やフィンガ電圧
等の特性を損うことなしに、光感度（ｒ−）感度）の向
上とｄ ｉ／ａ を耐量の改善を図ることのできる時特
性に優れたサイリスタを提供することにある。
の目的とするところは、ｄｖ／ｄ、耐量やフィンガ電圧
等の特性を損うことなしに、光感度（ｒ−）感度）の向
上とｄ ｉ／ａ を耐量の改善を図ることのできる時特
性に優れたサイリスタを提供することにある。
即ち本発明は、／母イロットサイリスタの初期点弧領域
の電流方向、゛および初段の・ダイロットサイリスタを
除く他のノ９イロットサイリスタとメインサイリスタの
各初期点弧領域の電流方向をそれぞれ最適な結晶軸方向
に規定することによりて、またペース層に設けた溝によ
って電流方向を制限することによって上述し九０的を効
果的に達成したものであ〜る。
の電流方向、゛および初段の・ダイロットサイリスタを
除く他のノ９イロットサイリスタとメインサイリスタの
各初期点弧領域の電流方向をそれぞれ最適な結晶軸方向
に規定することによりて、またペース層に設けた溝によ
って電流方向を制限することによって上述し九０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
。
。
第２図は実施例に係るサイリスタの平面構成図であ！１
％ ８３図は同サイリスタの断面構成図である。仁のサ
イリス１社、先の第１１に示す従来構造のサイリスタと
同様に、４つの半導体層ｒ、：１．３．４を導電型を交
互に異ならせて積層し、最外周にメインサイリスタを、
そして内側より第１乃至第３のＩ母イロ、トサイリスタ
を形成して構成される。しかしてＰペース層１には、・
ダイロットサイリスタからメインサイリスタに至る初期
点弧電流方向を規定する溝ＪＺａ＋１１ｂ、１１ｏが、
例えばケミカルエツチングによって形成され、この溝部
１１＊、１１ｂ＊１１ｍにおけるＰペース抵抗が他のＰ
ペース層３より高く設定されている。そして、メインサ
イリスタＯＮエイ、り層４から分離１、且つ同導電型に
形成されるノ４イロ、トサイリスタの各Ｎエイ、り層は
、初期ターンオン領域におけるＫＮ方向が次のように所
定の結晶軸方向となるべく、その長さ方向を規定して設
けられている。
％ ８３図は同サイリスタの断面構成図である。仁のサ
イリス１社、先の第１１に示す従来構造のサイリスタと
同様に、４つの半導体層ｒ、：１．３．４を導電型を交
互に異ならせて積層し、最外周にメインサイリスタを、
そして内側より第１乃至第３のＩ母イロ、トサイリスタ
を形成して構成される。しかしてＰペース層１には、・
ダイロットサイリスタからメインサイリスタに至る初期
点弧電流方向を規定する溝ＪＺａ＋１１ｂ、１１ｏが、
例えばケミカルエツチングによって形成され、この溝部
１１＊、１１ｂ＊１１ｍにおけるＰペース抵抗が他のＰ
ペース層３より高く設定されている。そして、メインサ
イリスタＯＮエイ、り層４から分離１、且つ同導電型に
形成されるノ４イロ、トサイリスタの各Ｎエイ、り層は
、初期ターンオン領域におけるＫＮ方向が次のように所
定の結晶軸方向となるべく、その長さ方向を規定して設
けられている。
即ち、前記溝１１ｍ、１１ｂ、１１ｅｒＫよって３つの
ノダイロットサイリスタ列に区分された各列の第１段目
のノ帯イロットサイリスタＩＩＩ。
ノダイロットサイリスタ列に区分された各列の第１段目
のノ帯イロットサイリスタＩＩＩ。
ＪＪｂ、１１＠ｌｄ、Ｎエン、り層１ｊａ＋Ｚ、Ｊｂ。
ＩＳ会の長手方向が受光部１４を囲んで結晶軸〔ｏｔｒ
）、（ｔｒｏ〕、ｒｔｏ丁〕方向となるべく設定されて
おシ、これによって各パイロ、トサイリスｆｉｌ；ｔ＊
ｅ１２ｂｐ １２ｅでは、それぞれ上記結晶軸方向と直
角な方向に初期ターンオン電流が流れるよう桜なってい
る。ま九［２段目および第３段目の・母イロ、トサイリ
スタ目１ｅ Ｊ ５ ｂ １１５ ＠ ｐ Ｉ ６ ｍ
＠ １６ ｂ ＊ＩＣ＠はそのＮ −Ｃ（ｙり層１７
ａｇｌｌｂｅＪＦ＠ｅＪ＃ａｅＪ＃ｂ、Ｊｊａの長手方
向を結晶軸（ｏＴｔ）、（ｒｘｏ〕、（Ｔｏｌ）方向と
なるべく定められ、と・□れによって前記溝１１ａｐＨ
ｂａ１１ｍと相俟って、初段のノタイロットサイリスタ
１１１ｍ１２ｂ、１２ｅからの電流を、上記各結晶軸方
向と直角な方向に流すべく、初期ターンオン領域を形成
している。
）、（ｔｒｏ〕、ｒｔｏ丁〕方向となるべく設定されて
おシ、これによって各パイロ、トサイリスｆｉｌ；ｔ＊
ｅ１２ｂｐ １２ｅでは、それぞれ上記結晶軸方向と直
角な方向に初期ターンオン電流が流れるよう桜なってい
る。ま九［２段目および第３段目の・母イロ、トサイリ
スタ目１ｅ Ｊ ５ ｂ １１５ ＠ ｐ Ｉ ６ ｍ
＠ １６ ｂ ＊ＩＣ＠はそのＮ −Ｃ（ｙり層１７
ａｇｌｌｂｅＪＦ＠ｅＪ＃ａｅＪ＃ｂ、Ｊｊａの長手方
向を結晶軸（ｏＴｔ）、（ｒｘｏ〕、（Ｔｏｌ）方向と
なるべく定められ、と・□れによって前記溝１１ａｐＨ
ｂａ１１ｍと相俟って、初段のノタイロットサイリスタ
１１１ｍ１２ｂ、１２ｅからの電流を、上記各結晶軸方
向と直角な方向に流すべく、初期ターンオン領域を形成
している。
そして、メインサイリスタ１＃は、上記電流を第３段目
のｌヤイロットサイリスタＪ＃ａ、Ｊ＃ｂ＋ｌｅｅと同
じ方向に流すべく、その集電電極２０に短絡部２１を形
成している。尚、図中２２はメインサイリスタ１９ＯＮ
エミ、り層を示しており、２３はＰペース層を示してい
る。
のｌヤイロットサイリスタＪ＃ａ、Ｊ＃ｂ＋ｌｅｅと同
じ方向に流すべく、その集電電極２０に短絡部２１を形
成している。尚、図中２２はメインサイリスタ１９ＯＮ
エミ、り層を示しており、２３はＰペース層を示してい
る。
従って、このサイリスタでは受光部１４に光トリだ信号
を照射して生起される初期ター７オン電流が、図中太線
矢印で示すように、溝１１ａ。
を照射して生起される初期ター７オン電流が、図中太線
矢印で示すように、溝１１ａ。
１１ｂ、１１ｃによりて区分された・量イロ、トサイリ
スタＪＪａ、Ｊ！ｂ、Ｊｊａ、Ｊｊａ。
スタＪＪａ、Ｊ！ｂ、Ｊｊａ、Ｊｊａ。
１５ｂ、１６ｃ、１１ｊ＆ｍ１６ｂｇｌａｍの各列をそ
れぞれ介してメインサイリスタ１９に流れるように表っ
ている。
れぞれ介してメインサイリスタ１９に流れるように表っ
ている。
即ち、ｌＧ３図に示す断面構造を参照してその動作を一
次元的に簡易化して説明すると、光トリガ信号を受光部
１４に照射すると、その中央接合部の空乏鳩領域で主に
発生する光電ａ ＩｐｈはＰペース層Ｊに流入する。こ
の光電流Ｉｐｈは受光部１４の周囲に設けられ九集電電
極ＪＪＫ集められ九のち、溝部１１＊＊１１ｂ、１１ａ
による高抵抗層によって電流方向を規制され、各列の・
母イロットサイリスタのＰペース層３をそれぞれ介して
メインサイリスタＫＲれ込む。
次元的に簡易化して説明すると、光トリガ信号を受光部
１４に照射すると、その中央接合部の空乏鳩領域で主に
発生する光電ａ ＩｐｈはＰペース層Ｊに流入する。こ
の光電流Ｉｐｈは受光部１４の周囲に設けられ九集電電
極ＪＪＫ集められ九のち、溝部１１＊＊１１ｂ、１１ａ
による高抵抗層によって電流方向を規制され、各列の・
母イロットサイリスタのＰペース層３をそれぞれ介して
メインサイリスタＫＲれ込む。
そして、このメインサイリスタでは、Ｐペース層３とカ
ソード電極４とを短絡する短絡部２１を介して上記カソ
ード電極４に流れることになる。しかして、この・ダイ
ロットサイリスタの各列において電流方向を規定され、
Ｐベース壱３を横方向に流、れる光電流１．ｈは、Ｐペ
ース層３に横方向電位差を発生させ、各・母イロットサ
イリスクのＮエン、夕をそれぞれ順方向にバイアスする
ことになる。これＫよって先の第１図に示す従来構造の
サイリスタと同様にして各）４イロ、トサイリ、スタが
順次ターンオン後、このターンオン電流がハイｒ−）ド
ライ！電流としてメインサイリスタ１９をターンオンす
ることになる。
ソード電極４とを短絡する短絡部２１を介して上記カソ
ード電極４に流れることになる。しかして、この・ダイ
ロットサイリスタの各列において電流方向を規定され、
Ｐベース壱３を横方向に流、れる光電流１．ｈは、Ｐペ
ース層３に横方向電位差を発生させ、各・母イロットサ
イリスクのＮエン、夕をそれぞれ順方向にバイアスする
ことになる。これＫよって先の第１図に示す従来構造の
サイリスタと同様にして各）４イロ、トサイリ、スタが
順次ターンオン後、このターンオン電流がハイｒ−）ド
ライ！電流としてメインサイリスタ１９をターンオンす
ることになる。
ところでサイリスタにおける初期ターンオン領域の導通
状態は、結晶軸方向によりて異なる。
状態は、結晶軸方向によりて異なる。
例えば下記の文献
８ｏ１１ｄ −５ｔａｌ＠ １１＊嘲ｔｒｏｍｉ＠ｓ″
’ Ｏｂｍ＠ｒｖａｔｌＯｎ ｏｆ ｔｈ＠Ｉｗｓｌｔ
ｉａｌ Ｐｈａｓａａ ｏｆＴｈｙｒｉｓｔｏｒ ＴＵ
ＲＮ −ＯＮ″′１９７４、 Ｖｏｌ １７ ｐｐ ８
７９〜８８０に紹介されるように、リング状のＮエン、
夕を持つ・ぐイａ、トサイリスタでは、リング状にター
ンオンした導通領域は、ターンオン後１〜２／Ｊ ｍ＠
＊ 経過ｔ ｈ ト、結晶軸（Ｏｔｉ ）（ｘｒｏ）（
１０１）方向に導通領域が残シ、結晶軸〔０１１〕〔ｉ
ｌＯ〕〔１０１〕方向Ｏ導通領域が急激に消滅する。し
かして本構造のサイリスタはこの結晶軸方位の異方性を
積極的に利用するととによって、従来構造の問題点を効
果的に解決している。
’ Ｏｂｍ＠ｒｖａｔｌＯｎ ｏｆ ｔｈ＠Ｉｗｓｌｔ
ｉａｌ Ｐｈａｓａａ ｏｆＴｈｙｒｉｓｔｏｒ ＴＵ
ＲＮ −ＯＮ″′１９７４、 Ｖｏｌ １７ ｐｐ ８
７９〜８８０に紹介されるように、リング状のＮエン、
夕を持つ・ぐイａ、トサイリスタでは、リング状にター
ンオンした導通領域は、ターンオン後１〜２／Ｊ ｍ＠
＊ 経過ｔ ｈ ト、結晶軸（Ｏｔｉ ）（ｘｒｏ）（
１０１）方向に導通領域が残シ、結晶軸〔０１１〕〔ｉ
ｌＯ〕〔１０１〕方向Ｏ導通領域が急激に消滅する。し
かして本構造のサイリスタはこの結晶軸方位の異方性を
積極的に利用するととによって、従来構造の問題点を効
果的に解決している。
即ち、本サイリスタで社、１段目の／＃イロットｔイリ
スタ１１ｍ、１１ｂｍ１１＠Ｏ初期ターンオン領域の長
さ方向が、結晶軸（０１１）〔１１０〕〔１０１〕方向
となるべくＮエンツタ層ＪＪａ＠ＪＪｂｅＪ＆＠の形成
方向が定められており、従って、これらの第１段目のノ
量イロットサイリスタ１１ｍ、１１ｂ、１１・によって
各列の２一段目および３段目の／ｌイロ、トナサイスタ
がターンオンされると共に、上記１段目のΔイロットサ
イリスタ１２％、ｌ１ｂｔ１１＠の初期導通領域が急速
に消滅する。この結果、ターンオン初期に発生する過大
な電力損失が第１の／譬イロ、トサイリスタ１ ｊａ＋
Ｊｊｂ＋１２・に集中することが未然に防がれ、あるい
は大幅に軽減され５．これ故初段（第１）の・母イロッ
トサイリスタＪＪａ＊ＪＪｔｂｓＪＪ＠の初期ターンオ
ン領域を十分に小さ゛くすることができる・またこの初
期ターンオン領域は、主としてＮエン、ターＪＪａ、Ｊ
Ｊｂ、ＪＪ＊の長さによって決定される。従って１．こ
のＮエン、り珈ＪＪａ、ＪＪｂ、ＪＪｅの長さを小さく
することによって、第２８！１１に示す平向構成から明
らかなように、集電電極ＺＳＯ部分で発生する変位電流
の量を小さくする仁とができる。故に、Ｎエン、夕陽１
３ｈｒｌＪｂｅｌｌｅ下のＰペース層Ｓの抵抗を大きく
して、光電流Ｉ、ｈＫ対する感度を高めても、これによ
ってｄマ／Ｓｔ耐量が損われることはないと云う著しい
効果が奏せられる。更には、前記溝部１１ｍ、１１ｂ＋
１１−−の下、のベース層Ｓで発生する変位電流は各・
９イロ、トサイリスタのＰペース層３領域を流れること
は殆んどないから、例え・譬イロットサイリスタの構成
段数を増加させても、その最外周、つｔｂｖｋ段のノ４
イａ ｙ ）サイリスタのｄマ／ｄｔ耐量が犠牲になる
ことはない、従って・譬イロ、トサイリスタの仕様設計
を非常に簡易に行うことが可能となる。更に本構造によ
れげｄｉ／ｄ、耐量を上げる為に、必要以上に／４イロ
。
スタ１１ｍ、１１ｂｍ１１＠Ｏ初期ターンオン領域の長
さ方向が、結晶軸（０１１）〔１１０〕〔１０１〕方向
となるべくＮエンツタ層ＪＪａ＠ＪＪｂｅＪ＆＠の形成
方向が定められており、従って、これらの第１段目のノ
量イロットサイリスタ１１ｍ、１１ｂ、１１・によって
各列の２一段目および３段目の／ｌイロ、トナサイスタ
がターンオンされると共に、上記１段目のΔイロットサ
イリスタ１２％、ｌ１ｂｔ１１＠の初期導通領域が急速
に消滅する。この結果、ターンオン初期に発生する過大
な電力損失が第１の／譬イロ、トサイリスタ１ ｊａ＋
Ｊｊｂ＋１２・に集中することが未然に防がれ、あるい
は大幅に軽減され５．これ故初段（第１）の・母イロッ
トサイリスタＪＪａ＊ＪＪｔｂｓＪＪ＠の初期ターンオ
ン領域を十分に小さ゛くすることができる・またこの初
期ターンオン領域は、主としてＮエン、ターＪＪａ、Ｊ
Ｊｂ、ＪＪ＊の長さによって決定される。従って１．こ
のＮエン、り珈ＪＪａ、ＪＪｂ、ＪＪｅの長さを小さく
することによって、第２８！１１に示す平向構成から明
らかなように、集電電極ＺＳＯ部分で発生する変位電流
の量を小さくする仁とができる。故に、Ｎエン、夕陽１
３ｈｒｌＪｂｅｌｌｅ下のＰペース層Ｓの抵抗を大きく
して、光電流Ｉ、ｈＫ対する感度を高めても、これによ
ってｄマ／Ｓｔ耐量が損われることはないと云う著しい
効果が奏せられる。更には、前記溝部１１ｍ、１１ｂ＋
１１−−の下、のベース層Ｓで発生する変位電流は各・
９イロ、トサイリスタのＰペース層３領域を流れること
は殆んどないから、例え・譬イロットサイリスタの構成
段数を増加させても、その最外周、つｔｂｖｋ段のノ４
イａ ｙ ）サイリスタのｄマ／ｄｔ耐量が犠牲になる
ことはない、従って・譬イロ、トサイリスタの仕様設計
を非常に簡易に行うことが可能となる。更に本構造によ
れげｄｉ／ｄ、耐量を上げる為に、必要以上に／４イロ
。
トサイリスタの構成段数を増加させる会費がなく、故に
”／ｄｔ耐量の改善に伴うフィンガ電圧の増大も最小限
に抑えることができる−の絶大なる効果を奏する。
”／ｄｔ耐量の改善に伴うフィンガ電圧の増大も最小限
に抑えることができる−の絶大なる効果を奏する。
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ｓ１
４のＰベース層上にｆ−）電極を設けた電気トリガ式の
ものであっても同様に適用できる。また溝の形状や深さ
、その個数、更にはノ譬イロ、トサイリスタの構成段数
は仕様に応じて定めればよいものである。また実施例で
は第１の・譬イロ、トサイリスタの初期ターンオン領域
の長さ方向のみを結晶軸（０１Ｔ ）（１１０）（１０
１）方向としたが、２段目のノ帯イロ、トサイリスタも
これと同方向に形成するようにしてもよい。
、実施例では光サイリスタにつき例示したが、受光ｓ１
４のＰベース層上にｆ−）電極を設けた電気トリガ式の
ものであっても同様に適用できる。また溝の形状や深さ
、その個数、更にはノ譬イロ、トサイリスタの構成段数
は仕様に応じて定めればよいものである。また実施例で
は第１の・譬イロ、トサイリスタの初期ターンオン領域
の長さ方向のみを結晶軸（０１Ｔ ）（１１０）（１０
１）方向としたが、２段目のノ帯イロ、トサイリスタも
これと同方向に形成するようにしてもよい。
なお本発明の効果は、・母イロ、トサイリスタの分割数
によらない、第４図（１） （ｂ）に示すように例えば
、芥割数が「１」の場合でも、本発明の効果はかわらな
い。同図において、スイッチＪ１を閉じ、ダート信号を
ｆ−）電極３２に印加するとダート電流１ｇは溝部３３
に阻まれるため、集電電極３４を経由して、Ｐペースの
カソード電極翅絡部３５を経由して流れる。ｒ−４ト電
流によりて、／４イロットサイリスタ部３６が、ターン
オンするとターンオン電流は集電電極３４を経由して、
短絡部３５を経由して、カソード電極３１へ流れ、メイ
ンサイリスタ部３８のｒ−）電極として機能する。この
場合・譬イロットサイリスタｊｊｒ−）電極対向長方向
を例えば（１１０）方向にメインサイリスタ３８の集電
電極対向長方向を（１１０）すれば本発明の効果を得る
ことができる。１！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。
によらない、第４図（１） （ｂ）に示すように例えば
、芥割数が「１」の場合でも、本発明の効果はかわらな
い。同図において、スイッチＪ１を閉じ、ダート信号を
ｆ−）電極３２に印加するとダート電流１ｇは溝部３３
に阻まれるため、集電電極３４を経由して、Ｐペースの
カソード電極翅絡部３５を経由して流れる。ｒ−４ト電
流によりて、／４イロットサイリスタ部３６が、ターン
オンするとターンオン電流は集電電極３４を経由して、
短絡部３５を経由して、カソード電極３１へ流れ、メイ
ンサイリスタ部３８のｒ−）電極として機能する。この
場合・譬イロットサイリスタｊｊｒ−）電極対向長方向
を例えば（１１０）方向にメインサイリスタ３８の集電
電極対向長方向を（１１０）すれば本発明の効果を得る
ことができる。１！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。
以上詳述したように本発明によれば、フィンガ電圧やｄ
マ／ｄｔ耐量等の主要な特性を損うことなしに、ｄ ｌ
／ａ を耐量の向上とｒ−）感度の大幅な向上を図９得
る。しかも・譬イロ、トサイリスタの初期ターンオン領
域の長さ方向を規定し、且つ溝によって電流方向を規定
するだけで上記目的を極めて効果的に達成することがで
き、実用上絶大なる利点効果を奏し得る。
マ／ｄｔ耐量等の主要な特性を損うことなしに、ｄ ｌ
／ａ を耐量の向上とｒ−）感度の大幅な向上を図９得
る。しかも・譬イロ、トサイリスタの初期ターンオン領
域の長さ方向を規定し、且つ溝によって電流方向を規定
するだけで上記目的を極めて効果的に達成することがで
き、実用上絶大なる利点効果を奏し得る。
！＠ｌｖは従来構造のサイリスタを示す＃ＩＭ、図、第
２“図゛は本発明の一実施例に係る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（ａ） 、（ｂ）は本発明の別の実施例を示す構成図
である。 ３・・・Ｐベース層、４・・・Ｎエイ、ター、６・・・
カソード電極、１１ ａ ｍ １１ ｂ ＃ １１ ＠
−・溝、１ ｊ ａ 、 Ｉ Ｊ ｂ 、 Ｉ Ｊ
ｓ−第１のａ４イロ、トサイリスタ、ＪＪａ＋ １３ｂ
ｅ １３＠・ Ｎエイ。 り層、Ｊ ４ ・・・受光部、Ｉ Ｓ ａ ＠ Ｊ ５
ｂ ＠目１゜１６ｍ、１６ｂ、１６ｍ・−第２および
第３のノ４イロットサイリスタ、Ｊ７ａｓＪＦｂ、Ｊ７
ｅ。 １１１＊、１８ｂ、Ｉｌｇ・・・Ｎエイ、り層、ｌ＃・
・・パメ・イ、・ンサイリスタ、ｔｏ、ｘｓ・−集電電
極、２１・・・短絡部、２２・・・Ｎエミツタ層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第３図 ９２図 ｆａｔｅ図 （ａ）
２“図゛は本発明の一実施例に係る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（ａ） 、（ｂ）は本発明の別の実施例を示す構成図
である。 ３・・・Ｐベース層、４・・・Ｎエイ、ター、６・・・
カソード電極、１１ ａ ｍ １１ ｂ ＃ １１ ＠
−・溝、１ ｊ ａ 、 Ｉ Ｊ ｂ 、 Ｉ Ｊ
ｓ−第１のａ４イロ、トサイリスタ、ＪＪａ＋ １３ｂ
ｅ １３＠・ Ｎエイ。 り層、Ｊ ４ ・・・受光部、Ｉ Ｓ ａ ＠ Ｊ ５
ｂ ＠目１゜１６ｍ、１６ｂ、１６ｍ・−第２および
第３のノ４イロットサイリスタ、Ｊ７ａｓＪＦｂ、Ｊ７
ｅ。 １１１＊、１８ｂ、Ｉｌｇ・・・Ｎエイ、り層、ｌ＃・
・・パメ・イ、・ンサイリスタ、ｔｏ、ｘｓ・−集電電
極、２１・・・短絡部、２２・・・Ｎエミツタ層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第３図 ９２図 ｆａｔｅ図 （ａ）
Claims (5)
- （１）導電型を交互に異ならせて積層された４つの＃−
導体一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、り層を除く他の３つの半導体層
を共有する・々イロットサイリスタのエミツタ層を上記
メインサイリスタのニオツタ層から分離し、且つこのメ
インサイリスタのエヤ、タ層と同導電型に形成してなる
サイリスクにおいて、上記・譬イロットサイリスタの初
期点弧領域の電流方向を結晶軸（０１丁〕。 （ＩＴＯ）、 〔ｒｏｌ）方向と直角な方向に定め、こ
の／ｆイロ、トサイリスタの点弧によって駆動されるメ
インサイリスタの初期点弧領域の電流方向を結晶軸（０
１１）、［Ｔ１０）、（１０１）方向と直角な方向に定
めてなることを特徴とするサイリスク。 - （２） 初期点弧領域の電流方向は、ペース−に形成
される工（、夕層の長手方向と、ベース層に設けられた
溝によって電流の流れる方向を規制して定められるもの
である特許請求の範囲第１項記載のサイリスタ・ - （３）パイロ、トサイリスタは、メインサイリスタに向
って複数の列を形成して設けられるものであって、・ダ
イロットサイリスタの各列はベース層に設けられた溝に
よってそれぞれ分離構成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。 - （４）／ダイロットサイリスタは、メインサイリスクに
向って複数個形成され、初段のパイロ。 トサイリスタから順次点弧駆動するものでおって、初段
のパイロットサイリスタを除く他の／譬イロ、トサイリ
スタの初期点弧領域の電流方向は、七れぞれメインサイ
リスタの電流方向と勢しく設定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。 - （５） 初段の・母イロットサイリスタは、光トリｆ
信号を受けて点弧動作するものである特許請求Ｏ範凹第
１項記載のサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101595A JPS583284A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101595A JPS583284A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583284A true JPS583284A (ja) | 1983-01-10 |
| JPH0136263B2 JPH0136263B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=14304730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56101595A Granted JPS583284A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583284A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004040524A1 (de) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Thyristor mit gleichmäßigem Zündverhalten |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP56101595A patent/JPS583284A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004040524A1 (de) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Thyristor mit gleichmäßigem Zündverhalten |
| DE102004040524B4 (de) * | 2004-08-20 | 2006-06-29 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Thyristor mit gleichmäßigem Zündverhalten |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0136263B2 (ja) | 1989-07-31 |
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