JPS6040715B2 - 光駆動型サイリスタ - Google Patents
光駆動型サイリスタInfo
- Publication number
- JPS6040715B2 JPS6040715B2 JP53092884A JP9288478A JPS6040715B2 JP S6040715 B2 JPS6040715 B2 JP S6040715B2 JP 53092884 A JP53092884 A JP 53092884A JP 9288478 A JP9288478 A JP 9288478A JP S6040715 B2 JPS6040715 B2 JP S6040715B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- base
- main
- emitter
- receiving window
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光駆動型サィリスタに係り、特に、ｄｉ／ｄ師
耐量の高い電極形状を備えた光駆動型サィリス外こ関す
る。
耐量の高い電極形状を備えた光駆動型サィリス外こ関す
る。
光の照射により順方向阻止状態から導適状態にスイッチ
する機能を有する光駆動型サィリスタは通常の電気ゲー
ト型サイリスタと同じく少くともｐｎｐｎの４層構造を
有する。
する機能を有する光駆動型サィリスタは通常の電気ゲー
ト型サイリスタと同じく少くともｐｎｐｎの４層構造を
有する。
４層構造の両外側層にはオーミック接触した一対の主電
極を有する。
極を有する。
光駆動型サィリスタ電気ゲート型サィリスタに比較して
１主回路とゲート回路とを電気的に絶縁できるため、ゲ
ート回路を簡単にできる、２電磁誘導によるノイズに対
して強い、などの利点がある。このため、最近光駆動型
サィリスタの開発が急速に進んでいるが、ここで問題と
なるのはｄｉ／ｄｔ耐量である。以下これらの点を図面
により詳細に説明する。第１および第２図は従釆の光駆
動型サィリスタの一例であり、第１図は光照射面（受光
用窓）近傍の平面図、第２図はその縦断面図を示す。
１主回路とゲート回路とを電気的に絶縁できるため、ゲ
ート回路を簡単にできる、２電磁誘導によるノイズに対
して強い、などの利点がある。このため、最近光駆動型
サィリスタの開発が急速に進んでいるが、ここで問題と
なるのはｄｉ／ｄｔ耐量である。以下これらの点を図面
により詳細に説明する。第１および第２図は従釆の光駆
動型サィリスタの一例であり、第１図は光照射面（受光
用窓）近傍の平面図、第２図はその縦断面図を示す。
半導体基体１は一対の主表面１１，１２間に連続して配
置されたｐェミツタ層ｐ８，ｎベース層ｎＢ，ｐベース
層ｐＢおよびｎェミツタ層ｎＥの４層から構成され、ｐ
Ｂ層はｎ８層のところどころに散在したｐＢ層と同導電
型の半導体領域から成る短絡孔２によって一方の主表面
１２に髭出し、その部分でｎＢ層とｐＢ層とはカソード
電極３によって短絡されている。４はアノード電極、５
は点弧用照射光である。
置されたｐェミツタ層ｐ８，ｎベース層ｎＢ，ｐベース
層ｐＢおよびｎェミツタ層ｎＥの４層から構成され、ｐ
Ｂ層はｎ８層のところどころに散在したｐＢ層と同導電
型の半導体領域から成る短絡孔２によって一方の主表面
１２に髭出し、その部分でｎＢ層とｐＢ層とはカソード
電極３によって短絡されている。４はアノード電極、５
は点弧用照射光である。
この場合、光点狐感度の最も良い光照射位置はｎェミッ
タｎＢの短絡孔からもっと離れた位置である。
タｎＢの短絡孔からもっと離れた位置である。
従ってこの位置が光照射領域に含まれるようにすること
が好ましい。しかしながら従来、照射領域すなわち、受
光窓の形状には何ら考慮がはらわれておらず、一般に光
源の発光形状に合わせて円形としている例が多かった。
なおこの場合、電極を必要以上に除去し、受光窓の面積
を必要以上に大きくするとサィリスタの導通面積が小さ
くなるので光源の大きさに見合った大きさだけ電極を除
去してある。したがって、光照射部分のｐＢのオーミッ
ク電極は、第１図に示したように、例えば正方格子配置
されたｎＥの短絡孔の中心点０を中心として円形に除去
してある。この従来例のサィリス夕構造で瓶電流上昇率
（ｄｉ／ｄｔと略称）の耐量試験をしたところ、第１図
に１０船，１０肥で示したような、電極４の縁部に対応
する箇所で破壊した、この破壊状況はいわゆる局部的な
ホットスポットで素子が破壊されたものであり、その原
因は次のように考えられる。
が好ましい。しかしながら従来、照射領域すなわち、受
光窓の形状には何ら考慮がはらわれておらず、一般に光
源の発光形状に合わせて円形としている例が多かった。
なおこの場合、電極を必要以上に除去し、受光窓の面積
を必要以上に大きくするとサィリスタの導通面積が小さ
くなるので光源の大きさに見合った大きさだけ電極を除
去してある。したがって、光照射部分のｐＢのオーミッ
ク電極は、第１図に示したように、例えば正方格子配置
されたｎＥの短絡孔の中心点０を中心として円形に除去
してある。この従来例のサィリス夕構造で瓶電流上昇率
（ｄｉ／ｄｔと略称）の耐量試験をしたところ、第１図
に１０船，１０肥で示したような、電極４の縁部に対応
する箇所で破壊した、この破壊状況はいわゆる局部的な
ホットスポットで素子が破壊されたものであり、その原
因は次のように考えられる。
すなわち、ｎェミッタ真上のｐＢ層のうちもっともポテ
ンシャルの高い位置であり、かつｐＥのオーミック電極
４が存在する位置で破壊が起ったものと考えられる。こ
の場合、ｐベースのポテンシャルが最大であるところに
対応する主表面位置はｎＥ短絡孔の正方格子の中心点に
対応する点、すなわち第１図の０点であるがここでは破
壊しない。これは、この位置には電極４が存在しないの
で電流が流れないためである。一般的にｄｉ／ｄ姉耐量
を大きくするためには、初期導通面積をできるだけ大き
くして特定の箇所に電流が集中しないようにすればよい
とされている。
ンシャルの高い位置であり、かつｐＥのオーミック電極
４が存在する位置で破壊が起ったものと考えられる。こ
の場合、ｐベースのポテンシャルが最大であるところに
対応する主表面位置はｎＥ短絡孔の正方格子の中心点に
対応する点、すなわち第１図の０点であるがここでは破
壊しない。これは、この位置には電極４が存在しないの
で電流が流れないためである。一般的にｄｉ／ｄ姉耐量
を大きくするためには、初期導通面積をできるだけ大き
くして特定の箇所に電流が集中しないようにすればよい
とされている。
しかし、上述したように光点弧感度との兼ね合いもあり
、現構造で初期導通面積を大幅に増大させるのは極めて
難しい。すなわち、単に光源の発光領域、それに合致し
た受光用窓の寸法形状、および光点狐感度を考慮するだ
けではｄｊ／ｄ姉耐量を大きくすることはできないので
ある。本発明の目的は、ｄｉ／ｄｔ耐量の大きな光駆動
型サイリスタを提供するにある。
、現構造で初期導通面積を大幅に増大させるのは極めて
難しい。すなわち、単に光源の発光領域、それに合致し
た受光用窓の寸法形状、および光点狐感度を考慮するだ
けではｄｊ／ｄ姉耐量を大きくすることはできないので
ある。本発明の目的は、ｄｉ／ｄｔ耐量の大きな光駆動
型サイリスタを提供するにある。
本発明は、光駆動型サィリスタのＤｄｉ／ｄｔ耐量試験
の結果から、その破壊箇所が特定の位直に限られること
を確認してその原因を探究し、ｄｉ／ｄｔの大きな光駆
動型サィリスタを得るために、受光用窓すなわち電極除
去部分の輪郭を、その大部分が、前記短絡孔の前記電極
への投影の輪郭から実質上等臨機の線に沿った構造にし
たことを特徴とする。
の結果から、その破壊箇所が特定の位直に限られること
を確認してその原因を探究し、ｄｉ／ｄｔの大きな光駆
動型サィリスタを得るために、受光用窓すなわち電極除
去部分の輪郭を、その大部分が、前記短絡孔の前記電極
への投影の輪郭から実質上等臨機の線に沿った構造にし
たことを特徴とする。
すなわち、上記等ポテンシャル線または等距離線を受光
用窓が開けられるべき電極面に投影して得られる線と、
受光用窓の輪郭とを、その大部分において合致させたこ
とを特徴とする。
用窓が開けられるべき電極面に投影して得られる線と、
受光用窓の輪郭とを、その大部分において合致させたこ
とを特徴とする。
以下本発明の特徴とするところを具体的な実施例により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第３，４図は本発明による光駆動型サィリスタの第１の
実施例である。第３図は受光用窓近傍の平面図、第４図
はその縦断面図を示し、第１，２図と同一部分には同一
符号を付してある。第３図中の一点鎖線６はｐベース層
ｐＢにおける等ポテンシャル線であり、かつ短絡孔２か
ら等距離にある点を結ぶ等距離線を示す。この実施例の
特徴とするところは、アノード電極４に設けられる受光
用窓７を上記等ポテンシャル線または筆距離線６に沿っ
て除去することによって形成した点にある。かかる光駆
動型サィリスタを順阻止状態からターンオンするには受
光用窓７に光信号を照射する。
実施例である。第３図は受光用窓近傍の平面図、第４図
はその縦断面図を示し、第１，２図と同一部分には同一
符号を付してある。第３図中の一点鎖線６はｐベース層
ｐＢにおける等ポテンシャル線であり、かつ短絡孔２か
ら等距離にある点を結ぶ等距離線を示す。この実施例の
特徴とするところは、アノード電極４に設けられる受光
用窓７を上記等ポテンシャル線または筆距離線６に沿っ
て除去することによって形成した点にある。かかる光駆
動型サィリスタを順阻止状態からターンオンするには受
光用窓７に光信号を照射する。
光信号の照射によってｐＥ，ｎＢ，ｐＢ各層に生じた電
子あるいは正孔による光電流が生じ、これがｐＢ層を横
方向に短絡孔２に向って流れ、カソード電極３に至り、
ｐＢ層内に生じる電圧降下が、ｐべ−ス層のポテンシャ
ルの或る臨界値を局部的に越えるとターンオンし始める
。また、ターンオンを持続するためにはアノード電極４
が存在しなければならず、最初のターンオンがどの程度
の面積で均一に起るかがｄｊ／ｄｔの値を決める。本発
明においてはｐベース層の等ポテンシャル線または等距
離線に沿って受光部側の電極を除去し、受光用窓７を形
成しているのでターンオンは電極の周綾部７０上で同時
に起り、特定の箇所に集中するのを防ぐことができる。
したがってｄｉ／ｄｔ耐量を低下させずにｄｉ／ｄ師肘
量を向上できる。第５図は本発明による光駆動型サィリ
スタの第２の実施例である。第５図は短絡孔２が正三角
形状に均一に配置された例である。この場合もｐベース
層の等ポテンシャル線、または主電極に投影した短絡孔
２の輪郭から等距離線にほぼ沿って電極を除去して受光
用窓を形成しており、ｄｉ／ｄｔ耐量に対する効果は同
じである。以上の実施例ではｐェミッタ側から光を照射
する例を説明したが、ｎェミッタ側の電極に受光用窓を
設けてそこに光を照射しても全く同様の作用効果が得ら
れることは明らかであろう。
子あるいは正孔による光電流が生じ、これがｐＢ層を横
方向に短絡孔２に向って流れ、カソード電極３に至り、
ｐＢ層内に生じる電圧降下が、ｐべ−ス層のポテンシャ
ルの或る臨界値を局部的に越えるとターンオンし始める
。また、ターンオンを持続するためにはアノード電極４
が存在しなければならず、最初のターンオンがどの程度
の面積で均一に起るかがｄｊ／ｄｔの値を決める。本発
明においてはｐベース層の等ポテンシャル線または等距
離線に沿って受光部側の電極を除去し、受光用窓７を形
成しているのでターンオンは電極の周綾部７０上で同時
に起り、特定の箇所に集中するのを防ぐことができる。
したがってｄｉ／ｄｔ耐量を低下させずにｄｉ／ｄ師肘
量を向上できる。第５図は本発明による光駆動型サィリ
スタの第２の実施例である。第５図は短絡孔２が正三角
形状に均一に配置された例である。この場合もｐベース
層の等ポテンシャル線、または主電極に投影した短絡孔
２の輪郭から等距離線にほぼ沿って電極を除去して受光
用窓を形成しており、ｄｉ／ｄｔ耐量に対する効果は同
じである。以上の実施例ではｐェミッタ側から光を照射
する例を説明したが、ｎェミッタ側の電極に受光用窓を
設けてそこに光を照射しても全く同様の作用効果が得ら
れることは明らかであろう。
本発明の効果を例示すれば、次の通りである。
定格阻止電圧８００Ｖ，電流１５Ｍ級の光駆動型サィリ
スタをサンプルとして、所定の条件でｄｉ／ｄｔ耐量を
測定したところ、第３，４図の実施例では２０Ｍ／山ｓ
であったのに対し、従来の電極形状では高々１０船／〃
ｓであり、本発明によって約２倍のｄｉ／ｄｔ耐量が得
られることが確認された。なお、ｄｉ／ｄｔ以外の特性
は、本発明の実施例と従来とではほとんど差がなかった
。以上の説明では、一方の主電極のみに受光用窓を設け
た例を示したが、両主面上の電極のそれぞれ対応する位
置に受光用窓を設けることももちろん可能である。
スタをサンプルとして、所定の条件でｄｉ／ｄｔ耐量を
測定したところ、第３，４図の実施例では２０Ｍ／山ｓ
であったのに対し、従来の電極形状では高々１０船／〃
ｓであり、本発明によって約２倍のｄｉ／ｄｔ耐量が得
られることが確認された。なお、ｄｉ／ｄｔ以外の特性
は、本発明の実施例と従来とではほとんど差がなかった
。以上の説明では、一方の主電極のみに受光用窓を設け
た例を示したが、両主面上の電極のそれぞれ対応する位
置に受光用窓を設けることももちろん可能である。
このようにすればサィリスタがターンオフし易くなる利
点を有する。また、ｎＥ層に短絡孔２が均等に散在する
場合について説明したが、短絡孔２がｐ８層、あるいは
ｐＥ層およびｎ８層の双方に均等に散在しているものに
ついても本発明が適用できる。
点を有する。また、ｎＥ層に短絡孔２が均等に散在する
場合について説明したが、短絡孔２がｐ８層、あるいは
ｐＥ層およびｎ８層の双方に均等に散在しているものに
ついても本発明が適用できる。
第１図は従来の光駆動型サィリスタの受光用窓近傍の平
面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図は本発明の
１実施例における受光用窓近傍の平面図、第４図はその
Ｂ−Ｂ線断面図、第５図は本発明の他の実施例の平面図
である。 １…・・・基体、２・・…・短絡孔、３，４・・・・・
・電極、５・・・・・・点弧用照射光、７・・・・・・
受光用窓、１１，１２・・・・・・主表面。 オ１囚 才２函 ズＳ囚 外４図 オ５蝿
面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図は本発明の
１実施例における受光用窓近傍の平面図、第４図はその
Ｂ−Ｂ線断面図、第５図は本発明の他の実施例の平面図
である。 １…・・・基体、２・・…・短絡孔、３，４・・・・・
・電極、５・・・・・・点弧用照射光、７・・・・・・
受光用窓、１１，１２・・・・・・主表面。 オ１囚 才２函 ズＳ囚 外４図 オ５蝿
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の主表面を有する半導体基体と、半導体基体内
部にそれぞれ形成され、一方の主表面に露出する一方導
電型の第１のエミツタと、第１のエミツタとの間に第１
のｐｎ接合を形成する他方導電型の第１のベースと、第
１のベースに隣接し、第１のベースとの間に第２のｐｎ
接合を形成する一方導電型の第２のベースと、第２のベ
ースに隣接し、第２のベースとの間に第３のｐｎ接合を
形成し、かつ他方の主表面に露出する他方導電型の第２
のエミツタと、少なくとも一方のエミツタ内に、このエ
ミツタに隣接するベースと上記エミツタが露出する主表
面とを連絡するように、均一に分散して形成され、かつ
上記ベースと同導電型を有する複数の半導体領域と、半
導体基体の一方の主表面上に上記第１のエミツタと上記
半導体領域とにまたがつて形成された第１の主電極と、
半導体基体の他方の主表面上に形成された第２の主電極
と、少なくとも一方の主電極の一部を除去して形成され
た受光窓とを有し、この受光窓に光を照射することによ
り上記一対の主電極間に主電流を通電させる光駆動型サ
イリスタにおいて、前記受光窓は、前記複数の半導体領
域を前記一方の主電極に投影した場合の投影像で囲まれ
た領域内に形成され、かつ前記受光窓の輪郭の大部分は
、前記投影像の輪郭から実質上等距離に位置するように
されたことを特徴とする光駆動型サイリスタ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、受光窓が一対の主
表面の相対する位置にそれぞれ形成されたことを特徴と
する光駆動型サイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53092884A JPS6040715B2 (ja) | 1978-07-29 | 1978-07-29 | 光駆動型サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53092884A JPS6040715B2 (ja) | 1978-07-29 | 1978-07-29 | 光駆動型サイリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5519863A JPS5519863A (en) | 1980-02-12 |
| JPS6040715B2 true JPS6040715B2 (ja) | 1985-09-12 |
Family
ID=14066872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53092884A Expired JPS6040715B2 (ja) | 1978-07-29 | 1978-07-29 | 光駆動型サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040715B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201076A (en) * | 1981-06-03 | 1982-12-09 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | Photo-arc thyristor |
-
1978
- 1978-07-29 JP JP53092884A patent/JPS6040715B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5519863A (en) | 1980-02-12 |
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