JPS5989462A - Thyristor - Google Patents

Thyristor

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JPS5989462A
JPS5989462A JP57199962A JP19996282A JPS5989462A JP S5989462 A JPS5989462 A JP S5989462A JP 57199962 A JP57199962 A JP 57199962A JP 19996282 A JP19996282 A JP 19996282A JP S5989462 A JPS5989462 A JP S5989462A
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thyristor
pilot
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thyristors
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大橋 弘道
Yoshihiro Yamaguchi
好広 山口
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/74Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action

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Abstract

PURPOSE:To increase photo sensitivity and a di/dt capability by arranging a plurality of pilot thyristors so as to be surrounded by current collecting electrodes formed to a base layer and connecting the gate electrodes of each pilot thyristor to the emitter electrodes of the thyristors at preceding stages in succession. CONSTITUTION:The current collecting electrodes 25 are formed to the surface of a P base layer 23 adjoining to the N emitter layers 24f of the main thyristor MT consisting of a semiconductor layer on which four of a P emitter layer 12, an N base layer 22, the P base layer 23 and the N emitter layers 24f are laminated, and a plurality of the pilot thyristors are formed surrounded by the current collecting electrodes 25. The pilot thyristors are formed by five thyristors from the fifth pilot thyristors PT5, the emitter electrode thereof is shared together with the current collecting electrode 25, from the first pilot thyristor PT1 with a light-receiving section 26. The gate electrodes of these each pilot thyristor are connected electrically to the emitters of the thyristors at preceeding stages in succession.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はdi/dt耐徐の増大と高感度化を図ったサイ
リスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a thyristor with increased di/dt resistance and high sensitivity.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

直流送電用サイリスタバルブなど電力変換装置の大容量
化、高電圧化に伴い、使用されているサイリスタを光ト
リガサイリスタに置きかえることが強く要望されている
。高電圧電力変臭装置に光トリガサイリスタを使うと、
主回路と制御回路の間の電気絶1碌、誘導障害対策が容
易になるため、装置を大幅に小型・軽微化できる。
As the capacity and voltage of power conversion devices such as thyristor valves for DC power transmission become larger and higher, there is a strong demand for replacing the thyristors in use with optically triggered thyristors. When using a light-triggered thyristor in a high-voltage power odor change device,
Since electrical isolation between the main circuit and control circuit is improved and countermeasures against inductive disturbances are facilitated, the equipment can be made significantly smaller and lighter.

しかし、現在利用できる光トリガエネルギーは、電気ト
リガエネルギーとくらべて微弱なため、光トリガサイリ
スタの光感度を電気トリガ式サイリスタのゲート感度V
こ換算して数10倍大きくする必要があった。一般に、
サイリスタのゲート感度を大きくすると、雷サージなど
、主回路側から混入する急峻な立上りの電圧ノイズに対
してサイリスタは誤動作しやすくなる。
However, the optical trigger energy that is currently available is weaker than the electrical trigger energy, so the optical sensitivity of the optical trigger thyristor is compared to the gate sensitivity of the electrically triggered thyristor.
In terms of this, it was necessary to increase the size by several tens of times. in general,
When the gate sensitivity of a thyristor is increased, the thyristor becomes more likely to malfunction due to voltage noise with a steep rise that enters from the main circuit side, such as lightning surges.

過電圧が印加されても誤動作しない許容電圧上昇率をd
v/dt耐量と呼んでいる。受光部の面積を小さくし、
この部分で発生する変位電流を小さくすると、光感度を
犠牲にしないでdv/dt耐量を上げることができるが
、受光部面積を小さくするとターンオン初期の導通領域
が減少し、ターンオン初期に発生する急峻な立上りのオ
ン電流に対する耐量(di/at、耐量)が低下する。
d is the allowable voltage increase rate that will not cause malfunction even if overvoltage is applied.
It is called v/dt tolerance. Reduce the area of the light receiving part,
If the displacement current generated in this part is reduced, the dv/dt tolerance can be increased without sacrificing photosensitivity, but if the light receiving area is reduced, the conduction area at the early stage of turn-on will be reduced, resulting in a steep rise at the early stage of turn-on. The withstand capacity (di/at, withstand capacity) with respect to the rising on-current decreases.

dv/dt 、 di/dt耐量など主要なサイリスタ
特性を犠牲にすること彦く高い光感度の光トリガサイリ
スタを実現することが重要な技術的課題となっている。
An important technical challenge is to realize a photo-triggered thyristor with high photosensitivity without sacrificing major thyristor characteristics such as dv/dt and di/dt tolerance.

第1図に代表的な光トリガサイリスタの断面図を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a typical optically triggered thyristor.

導電型の異なる4層の半導体層が、シリコンなどの半導
体ウェハに形成してあシ、IはPエミッタ層、2はNベ
ース層、3はPベースfi、4はNエミツタ層と呼ばれ
ている。半導体ウェハの中央部には、向応円状にNエミ
ツタ層4aからなるパイロットサイリスタはか配置して
あり、その中央部には、Pベース層3を露出し受光部5
としている。Nエミツタ層4aにはアルミニュウムなど
蒸着層からなる電極5aが形成しである。パイロットサ
イリスタヨと向応円状に主サイリスタLが形成してあり
、そのNエミッタ4bにはカソード電極5bが蒸着しで
ある。Nエミツタ層4bには短絡部7が設けてあり、所
定の間隔でPベース層3とカソード電極5bが短絡しで
ある。主すイリスクー〇外周部にはdv/dt補償電極
8が設けてあシ、dv/dt補償電極8は導体9によっ
て電極5aと電気的に結合しである。Pエミッタ1脅l
にはタングステンなどの金属で形成されたアノード電極
6が合金法などの方法により取付けである。
Four semiconductor layers of different conductivity types are formed on a semiconductor wafer such as silicon, where I is called a P emitter layer, 2 is called an N base layer, 3 is called a P base fi, and 4 is called an N emitter layer. There is. In the center of the semiconductor wafer, a pilot thyristor consisting of an N emitter layer 4a is disposed in a circular shape, and in the center, a light receiving part 5 is formed with the P base layer 3 exposed.
It is said that An electrode 5a made of a vapor-deposited layer of aluminum or the like is formed on the N emitter layer 4a. A main thyristor L is formed in a circular shape corresponding to the pilot thyristor, and a cathode electrode 5b is deposited on the N emitter 4b of the main thyristor L. A short circuit portion 7 is provided in the N emitter layer 4b, and the P base layer 3 and the cathode electrode 5b are short-circuited at a predetermined interval. A dv/dt compensation electrode 8 is provided on the outer periphery of the main screen, and the dv/dt compensation electrode 8 is electrically coupled to the electrode 5a by a conductor 9. P emitter 1 threat
An anode electrode 6 made of a metal such as tungsten is attached by a method such as an alloy method.

このようにして構成された光トリガサイリス炒 りの受光部5に光量卿の光トリガ信号を照射すると、N
ベース層2とPベース層3によって形成される中央接合
部J2の両側の空乏層領域で主に発生する光電流Iph
が流れ始める。第1図において破線で示す光電流工ph
は、Pベース層3を横方向に流れ、主サイリスタロに設
けた短絡部7、カソード電極5bを経由して、負荷12
と電源13からなる外部回路へ流れる。
When an optical trigger signal with a certain amount of light is irradiated to the light receiving part 5 of the optical trigger syringe configured in this way, N
Photocurrent Iph mainly generated in the depletion layer regions on both sides of the central junction J2 formed by the base layer 2 and the P base layer 3
begins to flow. The photovoltaic power plant ph shown by the broken line in Figure 1
flows laterally through the P base layer 3, passes through the short-circuit section 7 provided in the main thyristoro, and the cathode electrode 5b, and is then applied to the load 12.
and flows to an external circuit consisting of a power supply 13.

光電流Iphが流れるPベース層3のPベース横方向抵
抗R□の両端に発生する電圧降下v1はPベース唱3と
Nエミツタ層4aからなる接合部J、を順方向にバイア
スする。1帆バイアスの一番深いNエミッタ4aの内周
部4a′の電圧v1がJ3の拡散電位より大きくなると
4 a’部分からの電子の注入が急増し、パイロットサ
イリスタ10は4 a’部分から光ターンオンする。こ
のターンオン電流Ipは4a−5e−−9−8−3−7
−5bを経由して外部回路へ流れ出る。Ipは主サイリ
スタロに対してゲート電流として機能し、Ip、によっ
て主サイリスタUがターンオンし、この元トリガサイリ
スクはオン状態になる。以上の説明から明らかなように
、光トリガサイリスタの光感度はPベース横方向抵抗R
1によって決定されR1が大きいほど光感度は犬きくな
る。
The voltage drop v1 generated across the P base lateral resistance R□ of the P base layer 3 through which the photocurrent Iph flows biases the junction J consisting of the P base layer 3 and the N emitter layer 4a in the forward direction. When the voltage v1 at the inner peripheral part 4a' of the deepest N emitter 4a with a 1 sail bias becomes larger than the diffusion potential of J3, the injection of electrons from the 4a' part increases rapidly, and the pilot thyristor 10 injects light from the 4a' part. Turn on. This turn-on current Ip is 4a-5e--9-8-3-7
-5b and flows out to the external circuit. Ip functions as a gate current for the main thyristor U, and Ip turns on the main thyristor U, which turns on the original trigger thyristor. As is clear from the above explanation, the photosensitivity of the phototriggered thyristor is determined by the P base lateral resistance R
1, and the larger R1 is, the higher the photosensitivity becomes.

次にとの光トリガサイリスタのアノード電極6とカソー
ド電極5bの間に急1硬な立上りの電圧ノイズが印加さ
れた場合を考える。光トリガ信号を受光部に照射した場
合と具なり電圧ノイズが光トリガサイリスタのアノード
電極6とカソード電& 5 bの間に印加されると変位
電流Idは光トリガサイリスタの全接合面積を流れる。
Next, consider a case where voltage noise with a sudden and hard rise is applied between the anode electrode 6 and the cathode electrode 5b of the photo-triggered thyristor. When a photo-trigger signal is irradiated to the light-receiving section, and voltage noise is applied between the anode electrode 6 and the cathode electrode 5b of the photo-trigger thyristor, the displacement current Id flows through the entire junction area of the photo-trigger thyristor.

受光部直下の中央接合部J2の接合容量をC1とすると
C1を経由して流れる変位電流Id、は接合部N C2
を介して流れる変位電流Id2は主サイリスタ1ノに設
けた短絡部7を経由して流れる。この時の元トリガサイ
リスタを等価回路で示すと第2図のようになる。A点は
カソード電極5bに対応する。パイロットサイリスタ1
0のNエミツタ層4aとPベース層3からなるダイオー
ドDのバイアス電圧VjはR1とR2の両端電圧v; 
、 v、’の差v1′−■2′で表わせる。
If the junction capacitance of the central junction J2 directly below the light receiving part is C1, the displacement current Id flowing through C1 is the junction N C2
The displacement current Id2 flowing through the main thyristor 1 flows through a short circuit 7 provided in the main thyristor 1. The equivalent circuit of the original trigger thyristor at this time is shown in FIG. Point A corresponds to the cathode electrode 5b. Pilot thyristor 1
The bias voltage Vj of the diode D consisting of the N emitter layer 4a of 0 and the P base layer 3 is the voltage v across R1 and R2;
, v,' can be expressed as the difference v1'-■2'.

V j = Vr −V2’の値がJ3の拡散電位をこ
すとパイロットサイリスタ10はdv/dt )リガす
る。
When the value of V j = Vr - V2' crosses the diffusion potential of J3, the pilot thyristor 10 triggers (dv/dt).

この場合、R2の値を調節しVj O値を低くおさえる
と電圧ノイズが印加されてもJ、は順バイアスされに〈
〈なシ、パイロットサイリスタリのdv/dt耐肝はR
1の値と照関係に改善することができる。
In this case, by adjusting the value of R2 and keeping the Vj O value low, J will not be forward biased even if voltage noise is applied.
<No, the dv/dt resistance of the pilot thyristory is R.
It is possible to improve the relationship to a value of 1.

以上の方法により、従来の光トリガサイリスタは光感度
とdv/dt耐量の改善を図っていた。
By the above-described method, the conventional photo-triggered thyristor has been designed to improve the photosensitivity and the dv/dt tolerance.

ところが、従来の光トリガサイリスタには次のような欠
点があった。
However, conventional optically triggered thyristors have the following drawbacks.

即ち、従来の光トリガサイリスタでは、R1とR2を太
きく L、、dv/dt補償電極の効果を使い、光感度
とdv/dt耐量の改善おこなうが、不必要[R2を大
きくすると主サイリスタロのゲート感度が大きくなり、
主サイリスタロのdv/dt耐量が低下してしまう問題
があった。R2は第2図の等価回路から明らかなように
、第1図の溝部14@下のPベース層抵抗R2/と主サ
イリスク11のNエミツタ層4 a’直下のPイー2層
抵抗R2“の和である。Nエミッタ4 a’とPベース
層3によって形成される接合部J3′のバイアス′屯圧
はR,//で決定されるから溝部14を深くし、R2′
を犬きくすることによシR2を大きくすれば主サイリス
タロのdv/dt耐量を低下させることなく、パイロッ
トサイリスタリの光感度を増大できるが、主サイリスタ
Uのゲート感度が低下するため、パイロットサイリスタ
リのターンオンよりも主サイリスタロのターンオンが遅
れる問題があった。その結果、光ターンオン初叫のオン
電流がパイロットサイリスタ」に集中し、di/at、
耐量が大1陥に低下してし寸う。このように、dv/d
t 、 di/dt耐量を′:かうことなく、光感度を
改善するのに、従来のサイリスタでは限界があった。
That is, in conventional optical trigger thyristors, increasing R1 and R2 increases the light sensitivity and dv/dt tolerance by using the effect of the dv/dt compensation electrode, but this is unnecessary [increasing R2 causes the main thyristor The gate sensitivity of
There was a problem in that the dv/dt tolerance of the main thyristoro was reduced. As is clear from the equivalent circuit in FIG. 2, R2 is equal to the P base layer resistance R2/ below the groove 14 in FIG. Since the bias pressure of the junction J3' formed by the N emitter 4a' and the P base layer 3 is determined by R, //, the trench 14 is deepened and R2'
By increasing the value of R2, the light sensitivity of the pilot thyristor can be increased without reducing the dv/dt tolerance of the main thyristor. However, the gate sensitivity of the main thyristor U is reduced, so the pilot There was a problem in which the turn-on of the main thyristaro was delayed compared to the turn-on of the thyristari. As a result, the on-current of the first light turn-on is concentrated on the pilot thyristor, di/at,
My tolerance level is about to drop to 1 level. In this way, dv/d
Conventional thyristors have limitations in improving photosensitivity without changing t, di/dt tolerance.

〔発明の目的〕 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1・Yなどの特
性を山うことなく、光感度(ゲート感度)の向上とdi
/dt耐量の大幅な改善を図った実用性の高いサイリス
タを提供することにある。
[Object of the invention] The present invention was made in consideration of the above circumstances, and
The purpose of this is to improve light sensitivity (gate sensitivity) and di
An object of the present invention is to provide a highly practical thyristor with significantly improved /dt tolerance.

〔発明の椴要〕[Keystone of invention]

本発明は、ベース層に形成した集電電極に囲まれるよう
に複数のパイロットサイリスタを配し、かつパイロット
サイリスタのエミツタ層に囲こまれるペース層上にそれ
ぞれゲート電極を形成し、これらの各パイロットサイリ
スタのゲート電極を順次前段のパイロットサイリスタの
エミッタ電極に設けられたエミッタ電極に屹気的に接続
すると共に、最終段のパイロットサイリスタのエミッタ
電極を前記集電電極と共通化し、もれ電流や過電圧印加
に伴う変位電流によって生じるパイロットサイリスタ最
終段のカソードエミッタバイアス電圧よシ、その他のパ
イロットサイリスタのカソードエミッタバイアス電圧を
小さくするか、等しくなるようにしたことを特徴とする
In the present invention, a plurality of pilot thyristors are arranged so as to be surrounded by current collecting electrodes formed on a base layer, gate electrodes are respectively formed on a pace layer surrounded by an emitter layer of the pilot thyristors, and each of these pilot thyristors is The gate electrodes of the thyristors are successively connected to the emitter electrodes of the pilot thyristors in the previous stage, and the emitter electrode of the pilot thyristor in the final stage is shared with the current collecting electrode to prevent leakage current and overvoltage. It is characterized in that the cathode emitter bias voltage of the final stage of the pilot thyristor, which is generated by the displacement current accompanying the application, and the cathode emitter bias voltages of the other pilot thyristors are made smaller or equal to each other.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、dv/dt耐量を低下させることなく
、各パイロットサイリスタのゲート感度を大きくするこ
とができ、更に受光部の径を従来の2〜3倍以上も大き
くすることができる。
According to the present invention, the gate sensitivity of each pilot thyristor can be increased without reducing the dv/dt withstand capability, and the diameter of the light receiving section can also be increased by 2 to 3 times or more compared to the conventional one.

そして受光部を大きくできる結果、光感度や光結合効率
を大幅に改善することができる。また受光部の径を犬き
くすると、一般にこの部分で発生するもれ電流が1曽加
し高温動作時に耐圧が低下する傾向にあるが、本発明で
は、もれ電流は変位電流と同一経路を流れるからもれ電
流による誤トリが防止にも効果がある。更に本発明では
、イ]■数のパイロットサイリスタが順次ターンオンす
るので、第1のパイロットサイリスタにターンオン初期
に流れる電流が後段のパイロットサイリスタ数に比例し
て減少するから、第1のパイロットサイリスタへのター
ンオン電流の呆中を軽減することができ、d■/dt耐
量を損うことなぐdi/dt耐吐を大幅に拡大すること
ができる。
As a result of increasing the size of the light receiving section, it is possible to significantly improve photosensitivity and optical coupling efficiency. Furthermore, if the diameter of the light receiving part is increased, the leakage current generated in this part generally increases by 1, which tends to lower the withstand voltage during high temperature operation, but in the present invention, the leakage current follows the same path as the displacement current. It is also effective in preventing erroneous birds due to leakage current. Furthermore, in the present invention, since the number of pilot thyristors are turned on sequentially, the current flowing through the first pilot thyristor at the initial stage of turn-on decreases in proportion to the number of pilot thyristors in the subsequent stage. The drop in turn-on current can be reduced, and the di/dt discharge resistance can be greatly expanded without impairing the d■/dt resistance.

〔本発明の実施例〕[Example of the present invention]

以下、図を参照して、本発明の一実施例について説明す
る。第3図および第4図は、本発明の実施例に係るサイ
リスクの構成を示すもので、第3図はゲート電極の平面
図、第4図は断面図である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 3 and 4 show the configuration of a SIRISK according to an embodiment of the present invention, with FIG. 3 being a plan view of the gate electrode, and FIG. 4 being a sectional view.

Pエミッタ121、Nベース層22、Pベース層23、
Nエミツタ層24fの4つの積層された半導体層からな
る主サイリスタ1viTの上記Nエミツタ層24ftl
C隣接するPベース層23表面には集電電極25が形成
されており、この集電電極25に囲まれて複数のパイロ
ットサイリスタが形成さねでいる。ここでは、受光部2
6を備えた第1のパイロットサイリスタPT。
P emitter 121, N base layer 22, P base layer 23,
The above N emitter layer 24ftl of the main thyristor 1viT consisting of four stacked semiconductor layers of the N emitter layer 24f
A current collecting electrode 25 is formed on the surface of the P base layer 23 adjacent to C, and a plurality of pilot thyristors are formed surrounded by this current collecting electrode 25. Here, the light receiving section 2
A first pilot thyristor PT comprising 6.

からエミッタ電極を集電電極25と共通化した第5のパ
イロットサイリスタPT、まで、計5個のパイロットサ
イリスタp’r、 −PT、が形成されている。集電′
に極25の周辺部、つまシ各パイロットサイリスタPT
工〜PT、の周シには、主サイリスタMTが形成される
。第1のパイロットサイリスタPT、は受光部26の周
りに、円環状に、Nエミンタ層24aを形成し、その表
面に、エミッタ電性27を配置して構成される。
A total of five pilot thyristors p'r, -PT are formed, including the fifth pilot thyristor PT whose emitter electrode is shared with the current collecting electrode 25. Current collection′
Around the pole 25, each pilot thyristor PT
A main thyristor MT is formed around the periphery of PT to PT. The first pilot thyristor PT is configured by forming an N emitter layer 24a in an annular shape around the light receiving portion 26, and disposing an emitter conductor 27 on the surface of the N emitter layer 24a.

また、詔2から第51でのパイロットサイリスタPT2
〜PT、はPベース、「信23中に、集電電極25にM
まれてNエミッタ層24b、24c。
In addition, the pilot thyristor PT2 in the imperial edict 2 to 51
~PT, is P base, "During signal 23, M is attached to current collecting electrode 25.
N emitter layers 24b and 24c.

24d、24eをそれぞれ形成し、これらのNエミツタ
層24b、24c、24d、24e上にそれぞれエミッ
タ電極28,29,30゜31を形成すると共に、Pベ
ース層23上に各ゲート電極32.33,34.35を
形成して構成される。このうち、第5のパイロットサイ
リスタPT、のエミッタ電極31は前記集電型@25と
共通化されている。しかして、各段のパイロットサイリ
スタP T2 、P T3 r P T4. PT5の
各ゲート電極32,33,34.35はそれぞれ前段の
パイロットサイリスタP T、+ P T2 rp’r
3.p’r4の各エミッタ電極27.28,29゜30
にAj’線等の配線層36を介して順次電気的に接続さ
れている。従って、各段のパイロットサイリスタp’r
21PT31PT、、PT、はそれぞれ前段のパイロッ
トサイリスタPT、、PT2゜P T3 + P T4
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っている。37.38はそれぞれカ
ソード電極、アノード電極である。
24d and 24e, respectively, and emitter electrodes 28, 29, and 30° 31 are formed on these N emitter layers 24b, 24c, 24d, and 24e, respectively, and gate electrodes 32, 33, and 31 are formed on P base layer 23, respectively. 34.35. Among these, the emitter electrode 31 of the fifth pilot thyristor PT is shared with the current collecting type @25. Thus, the pilot thyristors P T2 , P T3 r P T4 . Each gate electrode 32, 33, 34.35 of PT5 is connected to the pilot thyristor PT, +P T2 rp'r of the previous stage, respectively.
3. Each emitter electrode of p'r4 27, 28, 29° 30
are sequentially electrically connected to each other via a wiring layer 36 such as an Aj' line. Therefore, the pilot thyristor p'r of each stage
21PT31PT, PT are the pilot thyristors PT, PT2゜PT3 + PT4 in the previous stage, respectively
The turn-on operation is performed by receiving the turn-on current as the gate current. 37 and 38 are a cathode electrode and an anode electrode, respectively.

さて、このように構成された本サイリスクの受光部26
に光ゲート信号hνを照射すると、第1のパイロットサ
イリスタPT、の中央接合部の空乏層領域で主に発生し
た光電流工pfiがPベース層23に流れ込む。この光
電流IphはPベース層23を横方向に流れ、Pベース
1231gニー設けた集電電極25を介したのち、Pベ
ース層23とカソード電極37との間に設けられた短絡
部39を介して上記カソード電極37に流れ込む。この
結果、光′電流Iphは、第1のパイロットサイリスタ
PT、領域のPベース層23に横方向電位差を発生し、
これによって、第1のパイロットサイリスタPT、のN
エミッタt’524a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工ミッタ啼24aとPベース層23との間の接合部の
拡散電位の値に近ずくと、これによってNエミッタ心2
4 aからPベース層23への電子の注入が急激に増加
し、第1ノζイロソトサイリスタPT、は上記接合部か
らターンオンすることになる。このm 1のパイロット
サイリスタPT。
Now, the light receiving section 26 of this Cyrisk configured in this way
When the optical gate signal hv is applied to the first pilot thyristor PT, the photocurrent pfi generated mainly in the depletion layer region of the central junction of the first pilot thyristor PT flows into the P base layer 23. This photocurrent Iph flows laterally through the P base layer 23, passes through the collector electrode 25 provided with the knee of the P base 1231g, and then passes through the short circuit portion 39 provided between the P base layer 23 and the cathode electrode 37. and flows into the cathode electrode 37. As a result, the photocurrent Iph generates a lateral potential difference in the P base layer 23 of the first pilot thyristor PT,
Thereby, the N of the first pilot thyristor PT,
Emitter t' 524a will be forward biased. When the deepest potential of this forward bias voltage approaches the value of the diffusion potential at the junction between the N emitter core 24a and the P base layer 23, this causes the N emitter core 24a to
The injection of electrons from 4a into the P base layer 23 increases rapidly, and the first thyristor PT is turned on from the junction. This m 1 pilot thyristor PT.

のターンオン電流は配線層36を介して第2のパイロッ
トサイリスタPT2のゲート電極32にゲート電流とし
て印加され、これによって第2のパイロットサイリスタ
PT2がターンオンすることになる。同6kにしてパイ
ロットサイリスタPT2のターンオンによって、第3〜
第5のパイロットサイリスタPT3〜PT、が順次ター
ンオンすることになる。そして第5のパイロットサイリ
スタPT、のターンオン電流は、集電電俄25から短絡
部39を介して、カソード電極37に流れ、この時上記
ターンオン電流は主サイリスタIJTのゲート′氏流と
して機能するから、主サイリスタuTがターンオンする
ことになる。
The turn-on current is applied as a gate current to the gate electrode 32 of the second pilot thyristor PT2 via the wiring layer 36, thereby turning on the second pilot thyristor PT2. By turning on the pilot thyristor PT2 at the same 6k, the third to
The fifth pilot thyristors PT3 to PT are turned on in sequence. The turn-on current of the fifth pilot thyristor PT flows from the current collector 25 to the cathode electrode 37 via the short circuit 39, and at this time, the turn-on current functions as a gate current of the main thyristor IJT. The main thyristor uT will turn on.

ところで、サイリスタの光感度(ゲート感度)を上げる
には、一般に最初にターンオンする第1パイロットサイ
リスタPT、のNエミツタ層24a直下のPベース層2
3の横方向抵抗を大きくすればよい。ところが、本発明
からなる構造のサイリスタでは、この他に第2パイロン
トサイリスタPT2のゲート電極32と集電電極250
間の抵抗値R1)2の値を小さくした方がよい1、 第5図に発明者らがおこなった、第1パイロットサイリ
スタPT、の最小光トリガパワーφとRp2の関係を示
す。Pp2>100Ωになるとφ8が急激に増大し、光
感度が低下することがわかる。これは、光電流Iphの
一部が第1パイロットサイリスタPT、のNエミツタ層
24 a%配線1@36、第2パイロツトサイリスタP
T2のゲート電極32、第2パイロツトサイリスタPT
2のNエミツタ層24b直下のPベース層23を経由し
て、集電電極25へ流れる結果、集電電極25とゲート
′改極32の間に、Nエミッタ24bを逆方向にバイア
スする電圧が発生するからである。従ってゲート電極3
2と集電電極25の間の抵抗Rpxを小さくし、Nエミ
ッタrd 24 bに印加される逆バイアス電圧を小さ
くするほど光感度が改善される。次にこのような構造の
サイリスタにdN’/dt値の大きな電圧ノイズがアノ
ード・カソード間に加った場合を考える。本発明からな
るサイリスタの等価回路を第6図に示す。受光部のある
第1パイロットサイリスタPT、から第5パイロツトサ
イリスタPT5までのNエミッタ24 a + 24 
b +  24 c。
By the way, in order to increase the photosensitivity (gate sensitivity) of the thyristor, the P base layer 2 directly below the N emitter layer 24a of the first pilot thyristor PT that is turned on first is generally used.
The lateral resistance of No. 3 may be increased. However, in the thyristor having the structure according to the present invention, in addition to this, the gate electrode 32 of the second pylon thyristor PT2 and the current collecting electrode 250
It is better to reduce the value of the resistance value R1)2 between 1 and 2. Figure 5 shows the relationship between the minimum optical trigger power φ of the first pilot thyristor PT and Rp2, which was performed by the inventors. It can be seen that when Pp2>100Ω, φ8 increases rapidly and the photosensitivity decreases. This means that a part of the photocurrent Iph is transferred to the first pilot thyristor PT, the N emitter layer 24 a% wiring 1@36, the second pilot thyristor P
Gate electrode 32 of T2, second pilot thyristor PT
As a result, a voltage that biases the N emitter 24b in the opposite direction flows between the current collecting electrode 25 and the gate' polarization 32 through the P base layer 23 directly under the N emitter layer 24b of No. 2. This is because it occurs. Therefore, gate electrode 3
The photosensitivity is improved as the resistance Rpx between the N emitter rd 24 and the current collecting electrode 25 is made smaller and the reverse bias voltage applied to the N emitter rd 24 b is made smaller. Next, consider a case where voltage noise with a large dN'/dt value is applied between the anode and cathode of a thyristor having such a structure. FIG. 6 shows an equivalent circuit of a thyristor according to the present invention. N emitters 24 a + 24 from the first pilot thyristor PT with the light receiving section to the fifth pilot thyristor PT5
b + 24 c.

24d、24e直下のPベース層23を経由して流れる
変位電流を供給する接合容量をそれぞれ01〜C6で表
わす。CMは主サイリスタMTの内周部に配彷された短
絡部39に流込むf位電流を供給する接合部そである。
The junction capacitances that supply the displacement current flowing through the P base layer 23 directly under 24d and 24e are respectively represented by 01 to C6. CM is a junction portion that supplies a current of about f flowing into a short-circuit portion 39 arranged around the inner circumference of the main thyristor MT.

ダイオードD1〜D、は各パイロットサイリスタPT、
〜PT5のNエミツタ層とPベース啼23から形成され
るダイオードである。同様にDMは主サイリスタMTの
Nエミッタ層z4rとPベース層23から形成されるダ
イオードを表わしている。
Diodes D1 to D are each pilot thyristor PT,
~This is a diode formed from the N emitter layer of PT5 and the P base layer 23. Similarly, DM represents a diode formed from the N emitter layer z4r and the P base layer 23 of the main thyristor MT.

同図においてAはアノード電極、Kはカソード電極を表
わし、Bは受光部、C−Fはゲート電極32〜35をそ
れぞれ表わしている。又H。
In the figure, A represents an anode electrode, K represents a cathode electrode, B represents a light receiving portion, and C-F represents gate electrodes 32 to 35, respectively. H again.

〜H3は集電電極25に対応している。各接合容量C1
〜C’Mを介して流れる変位電流の密度をJdとすると
、変位電流の発生に伴い集電電極H1〜H3と受光部B
およびゲート電極C〜Fの間に発生する電位差■1〜■
、はJdに比例する。各比例定数をR1(==V1/ 
Jd ) 、R2(=:v2/Jd ) 、 R3(=
Vs/J d ) 、 R4(=V4/ Jd ) 。
~H3 corresponds to the current collecting electrode 25. Each junction capacitance C1
~ If the density of the displacement current flowing through C'M is Jd, then as the displacement current is generated, the current collecting electrodes H1 to H3 and the light receiving part B
and the potential difference generated between gate electrodes C to F ■1 to ■
, is proportional to Jd. Let each proportionality constant be R1 (==V1/
Jd), R2(=:v2/Jd), R3(=
Vs/Jd), R4 (=V4/Jd).

R5(=Vs/ Jd )で表わす。It is expressed as R5 (=Vs/Jd).

各パイロットサイリスタPT、〜PT、の順方向バイア
スの最大値は第6図においてダイオードD1〜D、の両
端電圧である。D1〜D、の両端に印加される順方向バ
イアスV 121 V23 + 店4 +V45および
V、はR1とR2+ R’2とR3゜R3とR4+R4
とR3の両端電圧の差およびR9の両端電圧で、それぞ
れ表わすことができる。Jdは接合容量Cjとdv/d
t個の積であるから■I 2 + V23 r V34
 r v45およびV、は次のようになる。
The maximum value of the forward bias of each pilot thyristor PT, ~PT, is the voltage across the diodes D1~D in FIG. Forward bias applied across D1 to D, V 121 V23 + V45 and V, is R1 and R2 + R'2 and R3 ° R3 and R4 + R4
can be expressed by the difference between the voltages across R3 and the voltage across R9. Jd is junction capacitance Cj and dv/d
Since it is a product of t pieces, ■I 2 + V23 r V34
r v45 and V, are as follows.

V、2.: V、−V2=(R1−R2)・Cj−H”
’(11v V23 = V2  Vs = (R2−R3) ・C
j−π−(21V V34=Vs  V4 =(R3R4)・Cj−、、−
(31V45:=V4  V5−(R4R11) ・C
j ’ at ”’(4)V5 = V5 = Rs 
・Cj −πN’ l 2 + V23 + VB2 
+ V45およびV、の値が、各ダイオードD、%D、
の拡散電位になるとパイロットサイリスタからの電子の
注入が急増し、最初にバイアス電圧が拡散電位を越した
パイロットサイリスタがdv/dt ) I)ガする。
V, 2. : V, -V2=(R1-R2)・Cj-H"
'(11v V23 = V2 Vs = (R2-R3) ・C
j−π−(21V V34=Vs V4=(R3R4)・Cj−,,−
(31V45:=V4 V5-(R4R11) ・C
j 'at'' (4) V5 = V5 = Rs
・Cj −πN' l 2 + V23 + VB2
+ V45 and V, the values of each diode D, %D,
When the diffusion potential reaches dv/dt), the injection of electrons from the pilot thyristor increases rapidly, and the pilot thyristor whose bias voltage exceeds the diffusion potential first becomes dv/dt) I).

不実癲例ではVI 2 r ”23 + VB2 + 
v45 ノ値75EV、、tり小すイカ、等しくなるよ
うにR,%R,の値を選定しであるO ■l 21”V
231 v3. l V45がV、と等しくナルように
設計した場合R,=R,−R,=R,−R,=R2−R
3=R,−R2となシ、これらのrA係からR,= R
4/2 =Rs/3=R2/4=Rt15の関係が侮ら
れる。従って、前述した条件を満足するには少くなくと
もRs 〉R4/2 + R5〉Rs/3 r R,〉
R2/41 R5〉R4/!5の関係を満すように、R
1〜R3の値を選定しなくてはならない。
In case of false accusation, VI 2 r ”23 + VB2 +
Select the values of R and %R so that they are equal to the value of v45 75EV, 21"V
231 v3. l If V45 is designed so that it is equal to V, R, = R, -R, = R, -R, = R2 - R
3=R, -R2 and from these rA relations, R,=R
The relationship 4/2 = Rs/3 = R2/4 = Rt15 is underestimated. Therefore, to satisfy the above-mentioned conditions, at least Rs 〉R4/2 + R5〉Rs/3 r R,〉
R2/41 R5〉R4/! R so that the relationship of 5 is satisfied.
A value of 1 to R3 must be selected.

なお、本発明では前述したように第2バイロフトサイリ
スタPT、のゲート電極32と集電電極250間の抵抗
値を100Ω以下にして光感度の低下を防止する必要が
ある。R2は第2パイロツトサイリスタPT2のNエミ
フタ幅に依存すのに対して、ゲート電極32と集電電極
25の間の抵抗値はNエミッタ長を大きくすることによ
って低くできる。従って前述したR1−R3の条件と集
電電極25とゲート電極32の間の抵抗値の条件は相反
に矛盾なく実現できる。
In addition, in the present invention, as described above, it is necessary to set the resistance value between the gate electrode 32 of the second viroft thyristor PT and the current collecting electrode 250 to 100Ω or less to prevent a decrease in photosensitivity. While R2 depends on the N emitter width of the second pilot thyristor PT2, the resistance value between the gate electrode 32 and the current collecting electrode 25 can be lowered by increasing the N emitter length. Therefore, the above-described conditions of R1-R3 and the conditions of the resistance value between the current collecting electrode 25 and the gate electrode 32 can be realized without contradiction.

ところで、このような構造ではdv/dt耐量が最終段
のパイロットサイリスタPT5のPベース実効抵抗Rn
で決定される。実施例に示したように、パイロットサイ
リスタを5段にした場合、所定の仕様のdv/dt値を
満すようKR,を決定すればよい。その時、RIはR6
の5倍まで大きくできる。受光部のある第1パイロット
サイリスタPT、の光感度を犬きくしたシ、又光信号伝
送系との光結合効率を大きくするため、受光部の径を大
きくしようとすると、一般にR1を大きくする必要があ
る。本発明ではdv/dt耐量を犠牲にすることなく容
易KR1を大きくすることができるので、光感度や、光
結合効率を大幅に改善することができる。例えば4KV
の光トリガサイリスタを使った実験によれば、受光ff
14の直径d = 1.5rttmφの場合、dv/d
t = 1500V/ltSで従来例では最小光トリガ
パワーφ本=4mwであったものが、本発明からなる5
段パイロットサイリスタの光トリガサイリスタでは、φ
*=2mwにすることができだ。又同じφ岑=4 mw
で比紋すると、本発明を実施しだ場合、a 4 a m
uφと2倍に改善することができた。
By the way, in such a structure, the dv/dt tolerance is equal to the P base effective resistance Rn of the final stage pilot thyristor PT5.
determined by As shown in the embodiment, when the pilot thyristor has five stages, KR may be determined so as to satisfy the dv/dt value of the predetermined specifications. At that time, RI is R6
It can be made up to 5 times larger. When trying to increase the diameter of the light receiving part in order to increase the optical sensitivity of the first pilot thyristor PT, where the light receiving part is located, or to increase the optical coupling efficiency with the optical signal transmission system, it is generally necessary to increase R1. There is. In the present invention, KR1 can be easily increased without sacrificing dv/dt tolerance, so photosensitivity and optical coupling efficiency can be significantly improved. For example, 4KV
According to experiments using a light-triggered thyristor, the light reception ff
14 diameter d = 1.5rttmφ, dv/d
At t = 1500V/ltS, the minimum optical trigger power φ = 4mw in the conventional example is now 5 mw according to the present invention.
In the optically triggered thyristor of the stage pilot thyristor, φ
It is possible to make *=2mw. Also the same φ岑=4 mw
Comparing with , if the present invention is implemented, a 4 a m
It was possible to improve uφ by a factor of two.

1.57悄φのバンドル型光ファイバーからなる光信号
伝送系と3朋φのそれとでは光源に発光ダイオードを使
った場合、発光ダイオードの光出力とバンドル型光ファ
イバの光結合効率を3倍以上改善することができる。い
ずれの場合も発光ダイオードの駆動電流を大幅π改善で
きる。
When a light-emitting diode is used as a light source in an optical signal transmission system consisting of a bundled optical fiber with a diameter of 1.57mm and one with a diameter of 3mm, the optical output of the light-emitting diode and the optical coupling efficiency of the bundled optical fiber are improved by more than three times. can do. In either case, the driving current of the light emitting diode can be significantly improved by π.

発光ダイオードの駆動電流値は、発光ダイオードの寿命
に大きく影響するから本発明を実施することにより、光
トリガシステムの信頼性を大幅に向上させることができ
る。特に、光トリガシステムに高い信頼性が要求されて
いる直流送電用サイリス・タバルブ等に、本発明からな
る元トリガサイリスタを搭載すると、大きな効果を発揮
する。又、受光部の径を大きくするとこの部分で発生す
るもれ電流が増加し、高温動作時に耐圧が低下する傾向
に一般にあるが、もれ電流は変位電流と同一経路を流れ
るから、本発明を実施したサイリスタでは、もれ電流に
よる誤トリガ防止に対しても効果がある。その結果、高
温時の順方向閉止電圧特性のすぐれたサイリスタを実現
できる。
Since the driving current value of the light emitting diode greatly affects the life of the light emitting diode, by implementing the present invention, the reliability of the optical trigger system can be greatly improved. In particular, when the original trigger thyristor of the present invention is installed in a thyristor valve for direct current power transmission, etc., where high reliability is required for the optical trigger system, great effects will be exhibited. In addition, when the diameter of the light receiving part is increased, the leakage current generated in this part increases, and the withstand voltage tends to decrease during high temperature operation. However, since the leakage current flows along the same path as the displacement current, the present invention The implemented thyristor is also effective in preventing false triggering due to leakage current. As a result, a thyristor with excellent forward closing voltage characteristics at high temperatures can be realized.

さらに本発明では、集電電極によって次に示す効果が得
られる。第2図に示しであるように従来例ではR,IR
2はカンード電極を介して電気的に結合し、変位電流に
よりR1で発生する電圧をR2の両端で発生する電圧で
打ち消し、dv/dt耐量を改善している。しかし前述
したように主サイリスタのdv/dt耐量の低下を防止
しようとするとdi/at耐量が低下するといっだ問題
があった。
Further, in the present invention, the following effects can be obtained by the current collecting electrode. As shown in Fig. 2, in the conventional example, R, IR
2 are electrically coupled via canned electrodes, and the voltage generated at R1 due to the displacement current is canceled out by the voltage generated at both ends of R2, thereby improving the dv/dt withstand capability. However, as described above, if an attempt was made to prevent a decrease in the dv/dt withstand capacity of the main thyristor, the di/at withstand capacity would decrease, which caused a further problem.

これに対して本発明ではR1〜Rfは集電電極を介して
電気的に結合されているため、パイロットサイリスタの
段数を容易に増設できる。
On the other hand, in the present invention, since R1 to Rf are electrically coupled via the current collecting electrode, the number of pilot thyristor stages can be easily increased.

そして受光部のある第1パイロットサイリスタPT、に
ターンオン初期に流れる電流は後段のパイロットサイリ
スタ数に比しuして減少するから、本発明からなるサイ
リスタは第1パイロットサイリスタPT、へのターンオ
ン′に流の集中を軽減できる。又、本発明からなるサイ
リスタでは光感度、dv/dt耐殿を犠牲にすることな
く、容易に受光部面積を犬きぐできるので、初期ターン
オン領域が拡大し、ターンオン初期のオン電流密度を大
幅に低くすることができる。このような、理由により、
本発明では、従来例とぐらべによれば、実施例のサイリ
スタではdi/dt〉600Aと従来列とくらべて2〜
3倍のdi/dt耐量を実現できた。
Since the current that flows through the first pilot thyristor PT, which has the light receiving section, at the initial turn-on stage is smaller than the number of pilot thyristors in the subsequent stage, the thyristor according to the present invention can be used at the turn-on stage of the first pilot thyristor PT. It can reduce concentration of flow. In addition, in the thyristor of the present invention, the light-receiving area can be easily adjusted without sacrificing photosensitivity or dv/dt resistance, so the initial turn-on area is expanded and the on-current density at the initial turn-on stage can be greatly reduced. It can be lowered. For this reason,
In the present invention, according to the comparison with the conventional example, the thyristor of the embodiment has a di/dt>600A, which is 2~2~600A compared to the conventional row.
We were able to achieve three times the di/dt tolerance.

こうして本実施例によp、dv/dt耐量等のサイリス
クに要求される主要な特性を損うことなしに、di/d
t耐駄と光感度(ゲート減産)の飛躍的な向上を図った
高性能で実用性の高いサイリスタを実現するこ2とがで
きる。
In this way, this embodiment allows di/d
It is possible to realize a high-performance and highly practical thyristor with dramatic improvements in durability and light sensitivity (gate production reduction).

第7図に本発明のもう一つの実施例を模式的平面図で示
す。中心部に受光部のある第1パイロツトサイリスタP
T1が形成され、これに対して3個の第2パイロツトサ
イリスタPT21〜PT2゜および3個の第3パイロツ
トサイリスタPT2I〜p’r2.が交互に放射状に配
列形成されている。
FIG. 7 shows a schematic plan view of another embodiment of the present invention. First pilot thyristor P with light receiving part in the center
T1 is formed, and three second pilot thyristors PT21 to PT2° and three third pilot thyristors PT2I to p'r2. are arranged in an alternating radial pattern.

第1パイロットサイリスタPT、のNエミッタの外周部
には3個の突出部を設けてここにもNエミッタ電極を配
設し、この突出部と第2パイロツトサイリスタPT21
〜PT23の各ゲート電極の間をアルミニウム線でポン
ディング接続している。また第2パイロットサイリスタ
PT2.〜Pr23のNエミツタ層にも突出部を設けて
この上にもやはり、Nエミッタ電極を配設し、この突出
部と第3パイロットサイリスタPT、、〜PT3.の各
ゲート電極との間をアルミニウム線でボンディング接続
している。第3パイロツトサイリスタPT31〜PT3
sでは先の実施例と同様、放射状に配設された集電電極
40がエミッタ電極を兼ねている。各パイロットサイリ
スタおよび生サイリスタMTはシリコンウェハの<11
1> iに形成してあり、各パイロットサイリスタのN
エミッタおよび集電電極400周辺長方向は結晶軸(0
11)、〔011)、(110)、(1丁0)、〔10
〒〕(101)方向に配列しである。各Nエミッタおよ
び果電電%40の周辺長の半分は(011)。
Three protrusions are provided on the outer periphery of the N emitter of the first pilot thyristor PT, and an N emitter electrode is also provided here, and these protrusions and the second pilot thyristor PT21
The gate electrodes of ~PT23 are connected by bonding with aluminum wires. Also, the second pilot thyristor PT2. A protrusion is also provided on the N emitter layer of ~Pr23, and an N emitter electrode is also provided on this, and this protrusion and the third pilot thyristor PT, ~PT3. Each gate electrode is connected by bonding with an aluminum wire. Third pilot thyristor PT31-PT3
s, the radially arranged current collecting electrodes 40 also serve as emitter electrodes, as in the previous embodiment. Each pilot thyristor and live thyristor MT is
1>i, and N of each pilot thyristor
The peripheral length direction of the emitter and current collecting electrode 400 is the crystal axis (0
11), [011), (110), (1-cho 0), [10
They are arranged in the (101) direction. Half of the perimeter length of each N emitter and %40 is (011).

(110)、〔101)の結晶軸方向であり、この方向
の結晶軸方向であり、この方向の結晶軸はターンオン初
期の導通領域を維持するのに適しており、確実なターン
オンが実現できる。
The (110) and [101) crystal axes are in this direction, and the crystal axes in this direction are suitable for maintaining a conductive region at the initial stage of turn-on, and reliable turn-on can be achieved.

面、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に
ゲート電極を形成してなる電気トリが式のサイリスタに
も同様に適用することができる。またパイロットサイリ
スタの構成段数やその配置構成は仕様に応じて定めれば
よいものであり、要は各パイロットサイリスタをベース
−に設けられた集電電極によって囲まれるように配置構
成して、前述した方法によシ、順次電気的に接続すれば
よい。
However, the present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, an optical thyristor is exemplified, but the present invention can be similarly applied to an electric tri-type thyristor in which a gate electrode is formed in a light receiving part. In addition, the number of stages of pilot thyristors and their arrangement can be determined according to the specifications, and in short, each pilot thyristor is arranged so as to be surrounded by the current collecting electrode provided on the base, and the above-mentioned arrangement is performed. Depending on the method, electrical connections may be made sequentially.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1山は従来Oサイリスタの一例を示す構成図、第2図
はその等価回路図、第3図は本発明の一実施例のサイリ
スタの平面図、第4図はそのサイリスタの断面図、第5
図は同じくそのサイリスタの動作特性を説明するための
図、第6図は同じくそのサイリスタの等価回路図、第7
図は本発明の他の実施例のサイリスタの模式的平面図で
ある。 MT・・・主サイリスタ、ST1〜ST、、・・パイロ
ットサイリスタ、24a〜24f・・・N8工ミツタ層
、25・・・集電電極、26・・・受光部、27〜31
・・・エミッタ電極、32〜35・・・ゲート電極、3
6・・・配線、37・・・カソード電極、38・・・ア
ノード電極。
The first mountain is a configuration diagram showing an example of a conventional O thyristor, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram thereof, FIG. 3 is a plan view of a thyristor according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of the thyristor, 5
The figure is also a diagram for explaining the operating characteristics of the thyristor, Figure 6 is an equivalent circuit diagram of the thyristor, and Figure 7 is a diagram for explaining the operating characteristics of the thyristor.
The figure is a schematic plan view of a thyristor according to another embodiment of the present invention. MT...Main thyristor, ST1-ST,...Pilot thyristor, 24a-24f...N8 milling layer, 25...Collecting electrode, 26...Light receiving part, 27-31
...Emitter electrode, 32-35...Gate electrode, 3
6... Wiring, 37... Cathode electrode, 38... Anode electrode.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電型を交互に異ならせて積層された4つの半導
体層からなる主サイリスタのベース層中に上記主サイリ
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
複数のノ々イ44ロソトサイリスタミツタ層を上記主サ
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、上記各ノくイロットサイリスタ
を主サイリスタのエミツタ層に隣接するベース層上に設
けだ集電電極の内側にそれぞれ配置し、かつ各パイロッ
トサイリスタのエミツタ層に囲葦れるベース層上にそれ
ぞれゲート電極を形成し、これらの各ノくイロットサイ
リスタのゲート電極を順次前段のノくイロントサイリス
タのエミツタ層上に設けられたエミッタ電極に電気的に
接続し、最終段のパイロットサイリスタのエミッタ電極
を前記集電電極と共通化し、もれ電流や過電圧印加に伴
う変位電流によって生じる最終段のパイロットサイリス
タのカソード・エミッタの順方向バイアス電圧に比べて
その他のパイロットサイリスタのカソード・エミッタの
順方向バイアス電圧を小さくまだは等しくなるように設
定したことを特徴とするサイリスタ。
(1) A plurality of nozzles 44 that share three semiconductor layers other than the emitter layer of the main thyristor in the base layer of the main thyristor, which is composed of four semiconductor layers laminated with alternating conductivity types. In a thyristor in which a thyristor layer is formed to have the same conductivity type as an emitter layer of the main thyristor, each of the thyristors is provided on a base layer adjacent to the emitter layer of the main thyristor, and a collector electrode is formed on the base layer adjacent to the emitter layer of the main thyristor. Gate electrodes are respectively formed on the base layer arranged inside and surrounded by the emitter layer of each pilot thyristor, and the gate electrodes of these pilot thyristors are sequentially connected to the emitter layer of the preceding pilot thyristor. The cathode of the final stage pilot thyristor is electrically connected to the emitter electrode provided above, and the emitter electrode of the final stage pilot thyristor is shared with the current collecting electrode, and the cathode of the final stage pilot thyristor is generated by leakage current or displacement current due to overvoltage application. - A thyristor characterized in that the forward bias voltages of the cathodes and emitters of other pilot thyristors are set to be smaller but equal to the forward bias voltage of the emitter.
(2)前記複数のパイロットサイリスタのうち2段目の
パイロットサイリスタのゲート電極と前記集電電極の閂
の抵抗値を100Ω以下にしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のサイリスタ。
(2) The thyristor according to claim 1, wherein the gate electrode of the second stage pilot thyristor among the plurality of pilot thyristors and the bar of the current collecting electrode have a resistance value of 100Ω or less.
(3)前記複数のパ・イロソトサイリスタのエミツタ層
およびその上のエミッタ電極の一部に、これを隣接する
パイロットサイリスタのゲート電極に電気的に接続する
ための突出部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のサイリスタ。
(3) The emitter layer of the plurality of pilot thyristors and a part of the emitter electrode thereon are provided with a protrusion for electrically connecting it to the gate electrode of an adjacent pilot thyristor. A thyristor according to claim 1.
(4)前記棲数のパイロットサイリスタのうち初段のパ
イロットサイリスタを光トリガ信号により点弧l駆動す
ることを特徴とする特許請求の範囲第′1項記載のサイ
リスタ。
(4) The thyristor according to claim 1, wherein the first stage pilot thyristor among the number of pilot thyristors is fired and driven by an optical trigger signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637886A (en) * 1994-02-24 1997-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thyristor with improved dv/dt resistance

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120279A (en) * 1974-02-18 1975-09-20
JPS5183784A (en) * 1974-12-10 1976-07-22 Siemens Ag

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120279A (en) * 1974-02-18 1975-09-20
JPS5183784A (en) * 1974-12-10 1976-07-22 Siemens Ag

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637886A (en) * 1994-02-24 1997-06-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thyristor with improved dv/dt resistance

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