JPS583386B2 - ソウホウコウセイホトサイリスタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２個の光トリガ一手段によって双方向にスイッ
チング動作をする双方向性ホトサイリスタに関する。

トリガー信号により双方向にスイッチング動作する双方
向性サイリスクは、通常、交互に導電性の異なる連続し
た５層を有し、これら５層は両外側層を一方の端層とす
る互いに逆極性の一対の４層領域を形成してなる半導体
基体と、半導体基体のそれぞれの外側層と隣接中間層に
オーミツク接触した一対の主電極と、トリガー信号を付
与する手段とを具備している。

かかる双方向性サイリスタは、主電極間に一方の主電極
が他方の主電極より高電位となる電圧が印加された状態
でトリガー信号を付与すると、一方の主電極から他方の
主電極に向う方向が順方向となる４層領域が導通状態と
なり、逆に主電極間に他方の主電極が一方の主電極より
高電位となる電圧が印加された状態でトリガー信号を付
与すると、他方の主電極から一方の主電極に向う方向が
順方向となる４層領域が導通状態となるようにスイッチ
ング動作をする。

この双方向性サイリスタは２個の逆阻止形サイリスタ（
以下単にサイリスタと称す）を逆並列接続したものと等
価であるが、２個のサイリスタを逆並列接続したものに
比較して、（１）１個のパッケージ内に収納され冷却フ
ィンも半数となり小形化が可能であること、（２）１個
のトリガー信号により双方向にスイッチング可能となり
、制御装置が小形化できること、（３）逆並列接続のた
めの配線が不要となること、等の利点を有しており、２
個のサイリスクを逆並列接続したものに代って種々の用
途に適用されつつある。

双方向性サイリスクには、上記のような利点がある反面
、実用に際しては次のような問題がある。

双方向性サイリスクの第１の問題点は転流時の誤点弧で
ある。

即ち、双方向性サイリスタは同一半導体基体中に２個の
サイリスタを逆並列に近接して一体化した構造であるた
め、一方のサイリスタが導通状態から非導通状態になり
他方のサイリスタが非導通状態から導通状態に移行しよ
うどするいわゆる転流時に、一方のサイリスタの残留蓄
積キャリアの影響によって他方のサイリスタがトリガー
信号の付与される前に点弧するという好ましくない特性
を有している。

このような誤点弧は、適用される回路の負荷電流が大き
い場合、電圧が高い場合及び動作周波数が高い場合に特
に起り易い。

従って、双方向性サイリスタは転流時の誤点弧の問題を
解決しなければ実用に供し得ないか、実用に供し得ると
しても適用可能な用途が極く狭くなる。

双方向性サイリスタの第２の問題点は２個のサイリスタ
のゲート感度を略等しくすることである。

同一半導体基体中に２個のサイリスタを逆並列に一体化
するとき、ゲート電極を半導体基体の一方側の面に設け
ざるを得なくなり、一方のサイリスタ即ち中央のＰＮ接
合がゲート電極を設けた面から遠い側のサイリスタは他
方のサイリスタに比較してゲート感度が悪くなるという
問題がある。

双方向性サイリスタにおいて２個のサイリスタのゲート
感度に大幅な差があると、同一のゲート信号では双方向
にスイッチングしないか、例えスイッチングしたとして
も初期導通面積に著しい差が生じ実用に供し得なくなる
。

ゲート感度に差があっても双方向のスイッチング特性を
揃えるためにはゲート信号に差をつけるかゲート電極の
構造に差をつける必要があり、実用上は困難なことであ
る。

双方向性サイリスタが２個のサイリスタの逆並列回路に
代って使用されるためには、２個のサイリスクのゲート
感度を略等しくする必要がある。

以上は双方向性サイリスタに共通の問題点であるが、双
方向性サイリスタを誘導負荷回路に使用する場合には更
に別の誤点弧の問題がある。

従来圧延機の駆動装置として使用される電動機の如く精
密制御が要求される直流電動機の速度制御には、サイリ
スタ変換装置を用いた制御方式が採用されている。

通常、この方式では２個のサイリスタを逆並列接続した
サイリスタ単位を６個三相全波整流回路の如く結線して
使用する。

この場合、サイリスタ単位を双方向性サイリスタで置き
換えれば、装置全体の小形化、制御回路の小形化、結線
の低減等が図れ極めて好都合である。

サイリスタ変換装置のサイリスタ単位を双方向性サイリ
スタで置き換えると、上記のような利点がある反面、転
流時の誤点弧及びゲート感度の不均衡の問題の他に誘導
負荷回路特有の問題が存在している。

直流電動機には運転時は常に逆起電力があり、双方向性
サイリスタの各サイリスタを動作（点弧）させるときは
そのサイリスタに印加される順電圧が逆起電力より高い
期間にゲート信号を付与する必要がある。

ところが、直流電動機が正転から逆転する際或いは負荷
が急減した際には、逆起電力が定常運転時よりも高くな
りしかも減速のため位相制御の進み角を遅らせる必要が
あることから、サイリスタに印加される順電圧が逆起電
力より低くなる状態でゲート信号を付与する事態が生じ
る。

即ち、点弧すべきサイリスタは逆バイアスとなり、それ
に逆並列なサイリスクが順バイアスとなった状態でゲー
ト信号が付与される。

この場合、双方向性サイリスタが同一のゲート信号によ
って双方向にスイッチング動作をさせるか或いは同一制
御回路からの２個の（同期した）ゲート信号によって双
方向にスイッチング動作させると、点弧すべきサイリス
タとは逆並列のサイリスタが点弧し、負荷及び電源の短
絡を招くことになる。

これを避けるためには、逆起電力が電源電圧より小さい
範囲で双方向性サイリスタをスイッチング動作させる必
要があるが、そのようにすると直流電動機の速度制御が
大幅に制限されて実用に供することが出来なくなる。

更に、最近サイリスタ及び双方向性サイリスタのトリガ
一方式を、ゲート電極からゲート電流を流しこれによっ
てスイッチング動作を行なわせる電気トリガ一方式に代
って、半導体基体へ光を照射しこれによって生じた光電
流によりスイッチング動作を行なわせる光トリガ一方式
が採甲される傾向にある。

光トリガ一方式は電気トリガ一方式に比較して、主回路
からゲート回路を容易に絶縁できるためゲート回路が簡
単でしかも高電千回路への適用が容易にできること、及
び主回路からゲート回路へのフィードバックがないため
誘導作用による誤点弧のおそれがないこと、等の利点が
ある。

光トリガ一方式はこのような利点を有するが、双方向性
サイリスクに適甲する場合には電気トリガ一方式の場合
と同様に種々の問題点を考慮する必要がある。

本発明の目的は光トリガー信号により双方向にスイッチ
ング動作をする新規な双方向性ホトサイリスタを提供す
ることにある。

本発明の別の目的は転流時の誤点弧のおそれのない新規
な双方向性ホトサイリスタを提供することにある。

本発明の更に別の目的は双方向に略等しい点弧感度を有
する新規な双方向性ホトサイリスタを提供することにあ
る。

本発明の異なる目的は誘導負荷回路に適用可能な新規な
双方向性ホトサイリスタを提供することにある。

かかる目的を奏する本発明双方向性ホトサイリスタの特
徴とするところは、一定の位置関係をもって逆並列的に
配置される第１及び第２のサイリスタと、第１及び第２
のサイリスタを電気的に分離する隔離部分と、第１及び
第２のサイリスタにそれらをトリガーするため第１及び
第２の光トリガ一手段と、第１の光トリガ一手段から第
２のサイリスク及び第２の光トリガ一手段から第１のサ
イリスタへの光トリガー信号を阻止する手段と、を具備
した点にある。

第１及び第２のサイリスタは、隣接する層間にＰＮ接合
を形成するように交互に導電性の異なるＰＮＰＮの連続
した４層からなる２個の半導体部分から形成される。

２個の半導体部分は逆並列的に換言すればサイリスタと
しての極性を互いに逆とするように並設固定される。

２個の半導体部分は同一半導体基体中に形成されても、
或いは２個の半導体基体から形成されてもよい。

重要なことは２個の半導体部分相互間に両者を電気的に
分離する隔離部分が存在していることである。

隔離部分は２個の半導体部分が２個の半導体基体から形
成されるときは両基体相互間の空間部によって形成され
、２個の半導体部分が同一半導体基体中に形成されると
きは２個の半導体部分相互間に実質的にサイリスタ電流
の通路とならず、かつ一方のサイリスクの残留キャリア
が他方のサイリスタへ移行するのを阻止するように形成
され、具体的には実施例で述べる。

第１及び第２の光トリガ一手段としては、発光ダイオー
ドの如き固体発光素子を半導体部分に接近して配置して
もよいし、双方向性ホトサイリスタを収容するパッケー
ジに窓を設けて外部光源からの光を窓を通じて照射させ
てもよいし、更に例えばファイバースコープの如き光伝
達部材を用いて光を照射してもよい。

この場合大切なことは第１の光トリガ一手段と第１の半
導体部分及び第２の光トリガ一手段と第２の半導体部分
がそれぞれ一対一の対応をなし、第１の光トリガ一手段
（第２の光トリガ一手段）から第２の半導体部分（第１
の半導体部分）へそれをトリガーするような光信号を付
与しないようになっていることである。

もう一つ大切なことは第１及び第２の光トリガ一手段か
ら光信号が付与される第１及び第２の半導体部分の受光
面にそれぞれの中央接合端が露出或いは近接しているこ
とである。

本発明双方向性ホトサイリスタの更に他の特徴とすると
ころは、以下に述べる実施例の説明から明らかとなろう
。

第１図及び第２図は本発明双方向性ホトサイリスタの第
１の実施例で、１１は互いに反対側に位置する一対の主
表面１１、１２及び主表面相互を連絡する側端面１３を
有し、主表面間には隣接層間にＰＮ接合を形成する如く
交互に導電性の異なるＮＥ１、ＰＢ１、ＮＢ１、ＰＥ１
の連続した４層を具備する第１の半導体部分、２は互い
に反対側に位置する一対の主表面２１、２２及び主表面
相互を連絡する側端面２３を有し、主表面間には隣接層
間にＰＮ接合を形成する如く交互に導電性の異なるＮＥ
２、ＰＢ２，ＮＢ２，ＰＥ２の連続した４層を具備する
第２の半導体部分である。

ＮＥ１及びＮＥ２はＮ形導電性のエミツタ層（以下ＮＥ
１層，ＮＥ２層と称す）ＰＢ１及びＰＢ２はＮＥ１層及
びＮＥ２層に隣接しＮＥ１層及びＮＥ２層との間に第１
のＰＮ接合Ｊ１１、Ｊ２１を形成するＰ形導電性のベー
ス層（以下ＰＢ１層、ＰＢ２層と称す）、ＮＢ１及びＮ
Ｂ２はＰＢ１層及びＰＢ２層に隣接しＰＢ１層及びＰＢ
２層との間に第２のＰＮ接合Ｊ１２、Ｊ２２を形成する
Ｎ形導電性のベース層（以下ＮＢ１層、ＮＢ２層と称す
）、ＰＥ１及びＰＥ２はＮＢ１層及びＮＢ２層に隣接し
ＮＢ１層及びＮＢ２との間に第３のＰＮ接合Ｊ１３、Ｊ
２３を形成するＰ形導電性のエミツタ層（以下ＰＥ１層
、ＰＥ２層と称す）で、ＰＥ１層及びＰＥ２層は第１の
半導体部分１及び第２の半導体部分２の一方の主表面１
１及び２１に露出し、ＮＥ１層及びＮＥ２層並びにＰＢ
１層及びＰＢ２層は他方の主表面１２及び２２に露出し
ている。

第１のＰＮ接合Ｊ１１及びＪ２１は他方の主表面１２，
２２及び側端面１３，２３に端部を露出し、第２のＰＮ
接合Ｊ１２、Ｊ２２及び第３のＰＮ接合Ｊ１３，Ｊ２３
は側端面１３，２３に端部を露出している。

第１の半導体部分１は一方の主表面１１から他方の主表
面１２に向うに従って主表面と平行をなす断面積が小さ
くなるように、第２の半導体部分２は一方の主表面２１
から他方の主表面２２に向うに従って主表面と平行をな
す断面積が大きくなるように、それぞれ形成されている
。

３及び５は一方の主表面１１及び２１においてＰＥ１層
及びＰＥ２層に低抵抗接触した第１、第２のアノード電
極、４及び６は他方の主表面１２及び２２においてＮＥ
１層、ＰＢ１層及びＮＥ２層、ＰＢ２層にそれぞれ低抵
抗接触した第１、第２のカソード電極で、第１のアノー
ド電極３及び第２のカソード電極６は補助支持体７へ第
１及び第２の半導体部分１，２を近接して取付けるため
の接着層としても作用する。

第１の半導体部分１と第２の半導体部分２とを補助支持
体７へ近接して取付けることによって、両部分間に断面
Ｖ字形状の溝８が形成される。

９は２個の発光ダイオード９１、９２とそれを支持する
支持部材９３とから成る光トリガ一手段で、第１、第２
の半導体部分間に形成される溝８に対向するように設け
られている。

この光トリガ一手段９は、発光ダイオード９１が第１の
半導体部分１の側端面１３の溝８の側面に相当する部分
に対向し、発光ダイオード９２が第２の半導体部分２の
側端面２３の溝８の側面に相当する部分に対向するよう
に支持部材９３に取付けられ、かつ支持部材９３には発
光ダイオード９１から第２の半導体部分２の側端面２３
に光トリガー信号が付与されないように、発光ダイオー
ド９２から第１の半導体部分１の側端面１３に光トリガ
ー信号が付与されないように発光ダイオード９１、９２
間に突出部９３１を設けてある。

図では、第１のカソード電極４と第２のアノード電極５
とを電気的に接続する手段、第１第２の半導体部分表面
を安定に保持するためのパツシベーション膜、パッケー
ジ等は省略してある。

かかる構成の双方向性ホトサイリスタの動作を説明する
。

まず、電極４，５が電極３，６より負電位となるような
電圧が印加され、第１の半導体部分１では第１のＰＮ接
合Ｊ１１及び第３のＰＮ接合Ｊ１３が順バイアス、第２
のＰＮ接合Ｊ１２が逆バイアス状態となり、第２の半導
体部分２では第１のＰＮ接合Ｊ２１及び第３のＰＮ接合
Ｊ２３が逆バイアス、第２のＰＮ接合Ｊ２２が順バイア
ス状態となっている場合について説明する。

この状態で発光ダイオード９１より光トリガー信号を溝
８へ照射すると、順方向阻止状態にある第１の半導体部
分１が点弧する。

その点弧機構を簡単に述べる。光の照射によって第２の
ＰＮ接合Ｊ１２の溝８に露出する部分近傍に電子正孔対
が生成し、電子はＮＢ１層へ正孔はＰＢ１層へそれぞれ
集められる。

ＰＢ１層に集まつた正孔はＰＢ１層の電位を下げ、第１
のＰＮ接合Ｊ１１の溝８側端においてその接合Ｊ１１に
加わる電圧が障壁電圧より高くなると、その位置でＮＥ
１層よりＰＢ１層へ電子の注入が開始される。

ＰＢ１層に注入された電子は第２のＰＮ接合Ｊ１２を通
りＮＢ１層内に拡散する。

この電子によってＮＢ１層の電位が上がり、第３のＰＮ
接合Ｊ１３に加わる電圧が障壁電圧以上になるとＰＥ層
よりＮＢ１層へ正孔が注入される。

注入された正孔はＮＢ１層へ拡散し、第１のＰＮ接合Ｊ
１１を順バイアスする。

これによってＮＥ１層からの電子の注入が促進される。

以上の動作が繰り返されＮＥ１層、ＰＢ１層及びＮＢ１
層から成るトランジスタの電流増幅率αＮＰＮと、ＰＢ
１層、ＮＢ１層及びＰＥ１層から成るトランジスタの電
流増幅率αＰＮＰとの和が１になるとサイリスタの機能
を有する第１の半導体部分が導通状態となる。

次に電極４，５が電極３，６より正電位となるような電
圧が印加された場合には、順方向阻止状態となる第２の
半導体部分２において上述したと同様の動作がくり返さ
れ、導通状態になる。

但し、この場合には発光ダイオード９２からの光をトリ
ガー信号として用いる。

かかる構成の双方向性ホトサイリスタによれば、第１の
半導体部分１と第２の半導体部分２とが溝８によって分
離されているため、一方の半導体部分の残留蓄積キャリ
アが他方の半導体部分へ影響を及ぼし誤点弧を招くおそ
れがなくなり、従って転流時の電圧上昇率ｄｖ／ｄｔ耐
量の向上を図ることが出来る。

また、溝８の側面に各半導体部分の感度のよい第２のＰ
Ｎ接合Ｊ１２、Ｊ２２の端部を露出し、この側面に光ト
リガ一手段９より光トリガー信号を照射するように構成
されているため、２個の半導体部分の点弧感度を略等し
く換言すれば双方向に光点弧感度の等しい双方向性ホト
サイリスタを得ることが出来る。

更に、発光ダイオード９１から第２の半導体部分へ及び
発光ダイオード９２から第１の半導体部分へそれぞれ照
射する光トリガー信号を阻止する構成となっているため
、誘導負荷回路に適用できる双方向性ホトサイリスタを
得ることが出来る。

これを第３図により説明する。

誘導負荷回路に双方向性サイリスタを使用した場合、点
弧しようとする半導体部分が誘導負荷の逆起電力のため
逆バイアス状態となり、阻止状態を保つべき半導体部分
が順バイアス状態となる事態がしばしば生じる。

第１図及び第２図に示す双方向性ホトサイリスタを誘導
負荷回路に使用すれば、発光ダイオード９１、９２間に
設けた突出部９３１により図に破線で示すように発光ダ
イオード９１から第２の半導体部分２へ照射する光トリ
ガー信号及び発光ダイオード９２から第１の半導体部分
１へ照射する光トリガー信号を阻止するようになってい
るため、例えば第１の半導体部分１が逆バイアス、第２
の半導体部分２が順バイアスとなっている時に発光ダイ
オード９１から光トリガー信号が溝８に照射されても、
いずれの半導体部分も点弧しない。

従って、負荷或いは電源の短絡事故を未然に防止するこ
とが出来る。

更にまた、第１図及び第２図の双方向性ホトサイリスタ
によれば次のような利点がある。

（１）各半導体部分の耐圧を持たせる第２及び第３のＰ
Ｎ接合が、これらの接合に対して傾斜した側端面に露出
する構造となっているため、高耐圧化が可能となる。

（２）光トリガー信号を側端面に照射するようにしてあ
るため、主表面全体に電極を形成でき、従って半導体基
板の利用率の向上が図れ、小形で大容量の装置を得るこ
とが出来る。

（３）２個の発光ダイオードを甲いるため、発光ダイオ
ードと半導体部分との位置関係を最とも光感度の良い状
態に選ぶことが出来るので、１個の発光ダイオードで双
方向にスイッチング動作させる場合に比較して発光ダイ
オードを小形（小出力）化できる。

第４図及び第５図は本発明双方向性ホトサイリスタの第
２の実施例で、第１の実施例に比較して発光ダイオード
９１から第２の半導体部分２及び発光ダイオード９２か
ら第１の半導体部分１へそれだれ照射される光トリガー
信号をより確実に阻止し得るようにした点に特徴がある
。

即ち、第１の半導体部分１と第２の半導体部分２との間
の溝８の一部に断面三角形の半導体からなる部材１０を
設け、その個所における溝８の形状をＷ形状にし、かつ
部材１０と突出部９３１とを対向させた構成としたもの
である。

第１の実施例では一方の半導体部分の側端面で反射して
他方の半導体部分の側端面へ照射される光トリガー信号
を阻止することは出来なかったが、この実施例の構成に
すれば上記のような光トリガー信号を阻止することがで
きる。

また、発光ダイオードの光トリガー信号は直接受光面へ
照射されるもののほかに図中に実線矢印で示すように部
材１０に照射され、それが反射されて受光而に照射され
るものがあり、発光ダイオードから照射される光を有効
に装置のトリガーに利用することが出来る。

この場合には部材１０の反射面の傾斜角に考慮を払う他
、表面に金属膜を形成することが望ましい。

尚、この実施例では部材１０として半導体を使用してい
るが、これは１枚の半導体基板にＷ形の溝を構成するこ
とにより、同時に第１、第２の半導体部分及び部材を作
ることが出来るという製造上の効果を期待したためであ
り、このような効果を期待しなければ半導体以外の材料
でも使用できる。

また、この実施例では部材１０により光トリガー信号の
反射という効果を期待したために部材１０を断面三角形
としたが、そのような効果を期待しなければ断面形状は
任意でよい。

第６図及び第７図は本発明双方向性ホトサイリスタの第
３の実施例で、この実施例は第１及び第２の実施例の突
出部９３１を形成することなく第１及び第２の実施例と
同等の効果を奏する双方向性ホトサイリスタである。

そして、その構成の特徴とするところは、第１の半導体
部分１に他方の主表面１２から一方の主表面１１に向う
第１の穴３０１及び第２の半導体部分２に一方の主表面
２１から他方の主表面２２に向う第２の穴３０２を形成
し、第１の穴３０１に発光ダイオード９１を、第２の穴
３０２に発光ダイオード９２をそれぞれ対向させた点に
ある。

このような構成とすれば、発光ダイオード９１と発光ダ
イオード９２とが離れて配置されているため、第１及び
第２の実施例の如く突出部を設けずとも、発光ダイオー
ド９１から第２の半導体部分２及び発光ダイオード９２
から第１の半導体部分１への光トリガー信号の照射特に
誤点弧を招くような強い光トリガー信号の照射は防止す
ることが出来る。

図面では第１及び第２の穴３０１，３０２が各半導体部
分を貫通するように形成されているが、第２のＰＮ接合
が露出するように形成すれば発明の目的の達成の上から
は充分である。

また、耐圧を問題にする場合には、第１及び第２の穴の
ＰＮ接合に対する傾斜の状態を側端面におけるそれと同
一条件にするのが望ましい。

第８図は本発明双方向性ホトサイリスタの第４の実施例
で、その特徴とするところは、各半導体、部分１，２の
主表面に凹部４０１，４０２を形成し、これら凹部へ発
光ダイオード９１、９２を案内し、凹部内を透明の絶縁
物４０３で充填した点にある。

この実施例によれば発光ダイオード９１或いは９２の光
トリガー信号が第２或いは第１の半導体部分２或いは１
へ照射するおそれは確実に除去でき、しかも発光ダイオ
ードと第２のＰＮ接合露出部とが接近しているため光結
合効率が向上し発光ダイオードの小形化が図れる。

第９図は本発明双方向性ホトサイリスタの第５の実施例
で、これまでの実施例とは第１及び第２の半導体部分を
一体化した点及び発光ダイオードの光トリガー信号をラ
イトガイドを介して受光面に導くようにした点で相違し
ている。

図において、５０は一対の主表面５０１，５０２及び主
表面相互を連絡する側端面５０３からなり、主表面相互
間にＮＰＮＰＮの連続した５層を有する半導体基体で、
両外側のＮ層は一方の主表面に投影したとき重なり合わ
ずしかも一定の距離だけ離れるように形成され、これに
よって一方の外側のＮ層と中間のＰＮＰの三層の上記外
側のＮ層に重なり合う部分により第１の半導体部分１、
他方の外側のＮ層と中間のＰＮＰの三層の上記外側のＮ
層に重なり合う部分により第２の半導体部分２、及び両
部分間に位置する中間のＰＮＰの三層により隔離部分５
０４がそれぞれ構成される。

半導体基体５０は補助支持体７を介してベース５１に増
付けられ、ベース５１、絶縁管５２及び蓋板５３よりな
る容器内に気密に収納されている。

５４は一方の電極リード、５５及び５６は容器外の蓋板
５３上に取付けた発光ダイオード９１、９２と半導体基
体５０の側端面５０３とを光学的に連絡するライトガイ
ドである。

ライトガイド５５に対向する側面は第１の半導体部分の
中央のＰＮ接合が露出する面であり、ライトガイド５６
に対向する側面は第２の半導体部分の中央のＰＮ接合が
露出する面であることが重要である。

かかる構成にすれば、第１の半導体部分と第２の半導体
部分との間に隔離部分が形成されているため、一方の半
導体部分から他方の半導体部分への残留蓄積キャリアの
影響を阻止でき、従って転流時の誤点弧を除去できる。

また発光ダイオードからの光トリガー信号をライトガイ
ドを介して各半導体部分の光感度の高い中央接合の露出
部分へ照射するように構成されているため、双方向の光
感度を略均一に出来かつ半導体基体５０および電極リー
ド５４の半導体基体５０に接する部分によりじゃ光され
るので発光ダイオード９１（或いは９２）によって第２
の半導体部分２（或いは第１の半導体部分１）を誤点弧
するおそれは除去できる。

この構成のもう１つの利点は、発光ダイオードの交換が
容易であることである。

尚、容器の形状についてはこの実施例に関係なく、発光
ダイオードを容器外に配置することを説明するために１
例を示したにすぎない。

第１０図は本発明双方向ホトサイリスタの第６の実施例
を示すもので、この実施例の特徴とするところは発光ダ
イオードを半導体部分の側方に配置した点にある。

即ち、第１の半導体部分１と第２の半導体部分２との間
の溝８の一部に切欠部６０を形成し、この切欠部６０に
支持部材９３とその両側に配置した発光ダイオード９１
．９２とからなる光トリガ一手段９を配置した構成に特
徴がある。

発光ダイオード９１は支持部材９３の第１の半導体部分
１側に設けられ、発光ダイオード９２は支持部材９３の
第２の半導体部分２側に設けられ、支持部材９３によっ
て発光ダイオード９１（成いは９２）から第２（或いは
第１）の半導体部分２（成いは１）に光トリガー信号が
照射されないようになっている。

この構成は装置を平形のパッケージ内に収納する場合に
効果がある。

図面では溝８によって第１、第２の半導体部分を分離し
ているが、第５の実施例のように同一半導体基体内に第
１、第２の半導体部分及び隔離部分を設けた場合にも本
実施例は適用できる。

以上説明した実施例は本発明の代表的な実施例であって
、これに限定されるものではなく種々の変形が可能であ
る。

以下にその一例を掲げる。（１）第１の実施例において
、第１及び第２の半導体部分を溝８の底部で連結した双
方向性ホトサイリスタ。

（２）第１の実楕例において、発光ダイオードの代りに
電灯を使用するもの。

この場合には光源からの光を集光レンズを通して受光面
に当てるか、ライトガイドを介して受光面に当てる必要
がある。

（３）第１の実施例において、溝８以外の個所を受光面
とした双方向性ホトサイリスタ。

この場合には発光ダイオードは別の支持部材に取付けて
もよい。

（４）第１の実施例において、溝８内へ光トリガ一手段
９を案内した双方向性ホトサイリスタ。

（５）第２の実施例において、２個の溝内へ発光ダイオ
ードを案内した双方向性ホトサイリスタ。

（６）第２の実施例において、パッケージ外に発光ダイ
オードを配置し、ライトガイドで受光面に導くようにし
た双方向性ホトサイリスタ。

（７）第３の実施例において、光源をパッケージ外に配
置し、ライトガイドにて光トリガー信号を受光面に導く
ようにした双方向ホトサイリスタ。

（８）第３，４の実施例において、溝８の代りにＰＮＰ
の３層からなる隔離部分を設けた双方向性ホトサイリス
タ。

（９）第３，４の実施例において、第１及び第２の半導
体部分のＮＢ１層とＮＢ２層とが連らなっている双方向
性ホトサイリスタ。

（１０） 第３，４の実施例において、第１及び第２の
半導体部分が重金属が拡散された半導体部分によって連
結されている双方向性ホトサイリスタ。

（１１）第５の実施例において、隔離部分に両主表面側
より溝を形成した双方向性ホトサイリスタ。

（１２）第６の実施例において、光源をパッケージ外に
配置し、ライトガイドにて光トリガー信号を受光面に導
くようにした双方向ホトサイリスタ。

次に本発明の効果を数値例により説明する。

本発明装置としては第１図及び第２図に示す構造とした
。

第１及び第２の半導体部分は、直径１６ｍｍ、厚さ３５
０μの円板状のシリコンウエハを上端の幅２２ｍｍの断
面Ｖ字形の溝によって２分割することにより形成した。

定格電圧８００Ｖ、定格電流１００Ａであった。

２個の発光ダイオードとしては０．１Ｗ（光出力１０ｍ
Ｗ）のＧａＡｓ発光素子を用いた。

逆電流立ち上がり率１００Ａ／μＳのときのｄｖ／ｄｔ
耐量は１００Ｖ／μＳであり、また一方の半導体部分を
８００Ｖで順バイアスして他方の半導体部分に光トリガ
ー信号を付与したとき、いずれの半導体部分も点弧しな
いことを確認した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明双方向性ホトサイリスタの第１の実施例
を示す概略平面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線に沿う断
面図、第３図は第２図の部分拡大図、第４図は本発明の
第２の実施例を示す概略平面図、第５図は第４図の■−
■線に沿う部分断面図、第６図は本発明の第３の実施例
を示す概略平面図、第７図は第６図の■−■線に沿う断
面図、第８図は本発明の第４の実施例を示す概略断面図
、第９図は本発明の第５の実施例を示す概略断面図、第
１０図は本発明の第６の実施例を示す概略平面図である
。 符号の説明、１・・・・・・第１の半導体部分、２・・
・・・・第２の半導体部分、８・・・・・・溝、９・・
・・・・光トリガ一手段、９１，９２・・・・・・発光
ダイオード、９３・・・・・・支持部材、９３１・・・
・・・突出部、１０・・・・・・部材、３０１，３０２
・・・・・・第１、第２の穴、５５、５６・・・・・・
ライトガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 隣接する鳴間にＰＮ接合を形成するように交互に導
   電性の異なるＰＮＰＮの連続した４層からなる第１の半
   導体部分と、 隣接する層間にＰＮ接合を形成するように交互に導電性
   の異なるＮＰＮＰの連続した４層からなる第２の半導体
   部分と、 上記第１の半導体部分と上記第２の半導体部分とを電気
   的に分離する隔離部分と、 上記第１の半導体部分と上記第２の半導体部分とを同一
   支持体上に所定の位置関係に保持する手段と、 上記第１の半導体部分のＮ形の端層と上記第２の半導体
   部分のＰ形の端層とを電気的に接続する第１の接続手段
   と、 上記第１の半導体部分のＰ形の端層と上記第２の半導体
   部分のＮ形の端層とを電気的に接続する第２の接続手段
   と、 上記第１の半導体部分をトリガーするための光信号を上
   記第１の半導体部分の受光面へ付与する第１のトリガ一
   手段と、 上記第２の半導体部分をトリガーするための光信号を上
   記第２の半導体部分の受光面へ付与する第２のトリガ一
   手段と、 上記第１のトリガ一手段から上記第２の半導体部分へ及
   び上記第２のトリガ一手段から上記第１の半導体部分へ
   の光信号の付与を阻止する手段と、を具備することを特
   徴とする双方向性ホトサイリスタ。