PL117693B1 - Semiconductor device adapted to be switched over by voltage fadingm naprjazheniem - Google Patents

Semiconductor device adapted to be switched over by voltage fadingm naprjazheniem

Info

Publication number
PL117693B1
PL117693B1 PL1977201799A PL20179977A PL117693B1 PL 117693 B1 PL117693 B1 PL 117693B1 PL 1977201799 A PL1977201799 A PL 1977201799A PL 20179977 A PL20179977 A PL 20179977A PL 117693 B1 PL117693 B1 PL 117693B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
area
region
emitter
thyristor
switching
Prior art date
Application number
PL1977201799A
Other languages
English (en)
Other versions
PL201799A1 (pl
Inventor
Maurice H Hanes
Earl S Schlegel
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of PL201799A1 publication Critical patent/PL201799A1/pl
Publication of PL117693B1 publication Critical patent/PL117693B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L29/7424Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action having a built-in localised breakdown/breakover region, e.g. self-protected against destructive spontaneous, e.g. voltage breakover, firing
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/87Thyristor diodes, e.g. Shockley diodes, break-over diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrzad pólprzewodniko¬ wy przelaczany zanikajacym napieciem, zwlaszcza tyrystor krzemowy z dwoma zaciskami.Poza dobrze znanym sterowaniem tyrystorami przy . uzyciu trzeciego zacisku, znane jest w stanie techniki, ze tyrystory moga byc przelaczane ze stanu nieprzewodzenia w stan przewodzenia w wyniku naglego zwiekszenia na¬ piecia na tyrystorze. Tyrystory, które sa przeznaczone do wlaczania przez takie dodatnie dv/dt sa czasami omawiane w stanie techniki jako przelaczane prostowniki rewersyjne.Przyrzad pólprzewodnikowy wedlug wynalazku zawiera obszar zapoczatkowujacy przelaczanie przystosowany i u- mieszczony tak w pierwszym obszarze, ze przelaczanie nastepuje podczas zanikajacego napiecia na przyrzadzie.Pierwszy obszar i obszar zapoczatkowujacy przelaczanie laczy styk omowy.Drugi obszar sposród wymienionych obszarów jest u- mieszczony w pierwszym obszarze i oddalony od obszaru zapoczatkowujacego przelaczanie, przy czym drugi obszar jest tak uksztaltowany i umieszczony w pierwszym obszarze, ze wspomaga przelaczanie przyrzadu.Struktura zwiazana z pierwszym obszarem jest przy¬ stosowana do koncentracji pradu plynacego przez pierwszy obszar dla skierowania go wlasciwie wzgledem obszaru zapoczatkowujacego przelaczanie.Wymieniona struktura zawiera obszar w ksztalcie fosy, umieszczony w pierwszym obszarze pomiedzy drugim obszarem i obszarem zapoczatkowujacym przelaczanie, przy czym obszar w ksztalcie fosy tworzy obszar w postaci przesmyku dla koncentracji pradu. Czesc pierwszego ob- 10 15 20 25 30 szaru w poblizu obszaru zapoczatkowujacego przelaczanie jest przystosowana do • wspomagania zapoczatkowania przelaczenia.Przyrzad wedlug wynalazku korzystnie zawiera dolaczony równolegle przelacznik o wiekszej impedancji w stanie przewodzenia niz przyrzad i jest przystosowany do wywoly¬ wania zaniku napiecia na przyrzadzie." Wedlug wynalazku tyrystor ma obszar emiterowy i do¬ datkowy obszar emiterowy, umieszczone w podlozu z ma¬ terialu pólprzewodnikowego. Element do koncentracji pradu przesuniecia, taki jak obszar w ksztalcie fosy, jest umieszczony w obszarze bazy pomiedzy glównym emiterem i dodatkowym emiterem, skutkiem czego zanikajace napie¬ cie powoduje koncentracje plynacej w kierunku poprzecz¬ nym czesci pradu przesuniecia. Skoncentrowany prad prze¬ suniecia wywoluje emisje nosników z dodatkowego emitera do obszaru bazy, co powoduje wytworzenie pradu wprowa¬ dzajacego w stan przewodzenia.Tyrystor wedlug wynalazku moze zostac wlaczony przez zanikajace napiecie. Zanikajace napiecie wytwarza prad przesuniecia, który jest wykorzystywany do wlaczania tyrystora. Slowo ,,wlaczenie" jest stosowane w tym opisie dla okreslenia dynamicznego procesu, w którym tyrystor przelacza sie ze stanu nieprzewodzenia w stan przewodze¬ nia. W stanie techniki stosowane sa takze inne nazwy dla okreslenia tego zjawiska.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach . wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry tyrystora wedlug wynalazku, fig. 2 — przekrój po¬ przeczny tyrystora z fig. 1, fig. 3 — widok z góry praktycz- 117 693117 693 nego wykonania tyrystora wedlug wynalazku, fig. 4 — prze¬ krój poprzeczny tyrystora z fig. 3, fig. 5 — Widok z góry innego praktycznego wykonania tyrystora wedlug wyna¬ lazku, fig. 6 — przekrój poprzeczny tyrystora z fig. 5, fig. 7a i 7b — przekroje poprzeczne tyrystora z fig. 1, ilustruja¬ ce schematycznie proces wlaczania w czasie, fig. 8 —^wykres ilustrujacy przebieg w czasie zdarzen przedstawionych na fig. 7a i 7b, fig. 10, 11 i 12 — praktyczne przyklady zasto¬ sowania obwodu tyrystora wedlug wynalazku.Fig. 1 i 2 przedstawiaja glówne wykonanie tyrystora 10 wedlug wynalazku, "zawierajacego podloze 12 z materialu pólprzewodnikowego, którym jest najkorzystniej krzem.Podloze 12 ma cztery warstwy o na przemian przeciwnym typie przewodnictwa, które sa oznaczone, na przyklad literami nip.Dla znawców stanie sie oczywiste na postawie naste¬ pujacego opisu, ze moze zostac wytworzony tyrystor kom¬ plementarny przez wymiane wzajemna typów przewod¬ nictwa n i p. Zaczynajac od górnej powierzchni 13 podloza 12, pierwsza warstwa sklada sie z dwóch obszarów emite- rowych 14 i 16 typu n, które tworza zlacza p-n 15 i 17 z druga warstwa typu p czyli obszarem bazy 18, co pokazano na rysunku. Trzecia warstwa 20 o przewodnictwie typu n lezy ponizej obszaru bazy 18, a pomiedzy nimi zostaje utworzone zlacze p-n 19. Czwarta warstwa, czyli obszar emiterowy 22 przy anodzie posiadajacy przewodnictwo ty¬ pu p, lezy ponizej warstwy 20, a pomiedzy nimi zostaje utworzone zlacze p-n 21. Elektrody 24 i 26 tworza" styk omowy odpowiednio z obszarami 14 i 16 na górnej glównej powierzchni 13. Elektroda 28 tworzy styk omowy z ob¬ szarem 22 na dolnej glównej powierzchni 29, ^co pokazano na rysunku. Obszar bazy 18 rozciaga sie ponizej obszarów emiterowych 14 i 16 i dochodzi do powierzchni 13 w co najmniej trzech punktach. Pierwsza ozesc 30 obszaru bazy 18 dochodzi do powierzchni 13 w sposób pokazany na ry¬ sunku, skutkiem czego dzieli obszary 14 i 16. Druga czesc bazy 32 obszaru bazy 18 dochodzi do powierzchni 13 od " strony obszaru lfr i jest oddzielona ocj obszaru 30, jak po¬ kazano na rysunku. Trzecia czesc 34 obszaru bazy 18' dochodzi do powierzchni 13 od strony obszaru 16 i jest oddzielona od obszaru 30, jak pokazano na rysunku. Elek¬ trody 24 i 26 tworza styk omowy odpowiednio z czesciami 32'i 34 na powierzchni 13.- W czesci 30 obszaru 18 znajduje sie bariera sluzaca do koncentracji pradu przeplywajacego w kierunku poprzecz¬ nym w obszarze 18. Przez prad przeplywajacy w kierunku poprzecznym rozumie sie na przyklad prad, który plynie od czesci obszaru bazy 18 pod obszarem emiterowym 14 z-prawej rta lewa strone na fig. 2, nastepnie plynie przez czesc 3,0 obszaru 18 do czesci obszaru 18 pod obszarem emiterowym 16, Obecnie zalecanym elementem koncentrujacym prad jest v wytrawiony obszar 36 w ksztalcie fosy. Zamiast wytrawio¬ nego obszaru moze byc zastosowany obszar o przewodnict¬ wie typu n, który moze byc umieszczony w poblizu tego samego polozenia jak wytrawiony obszar 36 w ksztalcie fosy.Obszar 38 w postaci przesmyka lezy w czesci 30 obszaru 18 pomiedzy czesciami wytrawionego obszaru 36, jak po¬ kazano na fig. 1, przy czym obszar 38 przewodzi skoncen¬ trowany prad przeplywajacy w kierunku poprzecznym w poblizu powierzchni 13 w czesci 30 obszaru 18.Korzystne jest, zeby obszar 18 byl wytwarzany przez dyfuzje, tak, ze rezystywnosc obszaru 18 maleje wraz ze zmniejszaniem sie odleglosci od powierzchni 13. Tak wiec obszar 38 reprezentuje droge o stosunkowo' malej rezy-- stancji dla pradu przeplywajacego w kierunku poprzecznym.W wykonaniu z fig. 1 i 2 tyrystor jest symetryczny 5 wzgledem wytrawionego obszaru 36 w ksztalcie" fosy, ob¬ szar 14 spelnia role glównego emitera przy katodzie i ob¬ szar 16 spelnia role pomocniczego emitera. Wyprowadzenia do zewnetrznego obwodu sa dolaczone do katody 24 i ano¬ dy 28, oznaczonych schematycznie literami K i A. 10 Fig. 3 i 4 przedstawiaja obecnie zalecane wykonanie tyrystora 110, który jest szczególnie wlasciwy do zastosowan w zakresie setek amperów. Konstrukcja calego tyrystora 110 jest kolowa, jednakze podobne numery oznaczaja czesci podobne do czesci opisanych powyzej w zwiazku z przed- 15 stawiona konstrukcja tyrystora 10.Bardziej szczególowo, podloze czyli plytka pólprze¬ wodnikowa 112 ma cztery warstwy o na przemian przeciw¬ nym typie przewodnictwa, przy czym górna warstwa za¬ wiera dwa obszary emiterowe typu n 114 i 116. Pomocniczy 20 obszar emiterowy 116 ma ksztalt pierscienia-i otacza glówny obszar emiterowy 114 o ksztalcie kolowym.Obszary 114 i 116 tworza zlacza p-n 115 i 117 odpowied¬ nio z obszarem bazy typu p 118, który jest umieszczony ponizej. Obszar typu n 120 i obszar typu p 122 leza ponizej 25 obszaru 118, a zlacza p-n 119 i 121 wystepuj^ w miejscu zetkniecia sie ich powierzchni. Elektrody 124, 126 i 128 tworza styk omowy odpowiednio z obszarami 114, 116 i 122. Obszary baz 130, 132 i 134 koncza sie przy glównej powierzchni 113. Czesc 130 oddziela obszar 114 od obszaru 30 116.W czesci" 130 obszaru bazy 118 miedzy obszarami 114 i 116 utworzona jest barfera czyli obszar 136 w ksztalcie , fosy, podobny co do ksztaltu f roli do obszaru 36 opisanego ._ powyzej. Obszar 136 otacza glówny obszar emiterowy 114 prawie calkowicie, a waski obszar 138 w postaci przesmyka stanowi droge w poblizu powierzchni 113 dla pradu prze¬ plywajacego w kierunku poprzecznym przez czesc 130 obszaru bazy 118. W celu zmniejszenia rekombinacji po- 40 wierzchniowej na powierzchni 113 jest naniesiona warstwa izolacyjna 140, taka jak dwutlenek krzemu, która pokrywa co najmniej czesc zlacz 115 i 117 w poblizu obszaru 13ff w postaci przesmyka. " Warstwa1 izolacyjna 140 powoduje zmniejszenie rekom- 45 - binacji elektronów wstrzykiwanych przez obszary emitero¬ we 114 i 116 do Obszaru bazy 118 pod warstwa 140.Czesci 132 sa znane w technice jako zwarcia, czy elementy bocznikujace, poniewaz zapewniaja one bezposredni styk pomiedzy katoda 124 i obszarem bazy 118. Czesci .boczni- 50 kujace 132 sa rozmieszczone w obszarze emiterowym 114 w ukladzie regularnym znanym w dziedzinie dotyczacej tyrystorów, przy czym korzystna odleglosc pomiedzy sa¬ siednimi czesciami bocznikujacymi jest równa 0,^35 mm do 1,016 mm i korzystna srednica czesci bocznikujacej 55 jest równa 0,102 mm do 0,305 mm.Plytka pólprzewodnikowa 112 ma skosna krawedz 141, której kat nachylenia i sposób wytwarzania sa znane. Na skosnej krawedzi 141 jest umieszczona powloka 142 izo-_ lacyjna i ochronna z utwardzonego lakieru krzemowego • 60 odpornego na wysokie temperatury, bedacego jednym z kilku wlasciwych materialów na powloki.Drugie korzystne wykonanie tyrystora 210 jest przed¬ stawione na fig. 5 i 6. Tyrystor 210 jest calkowicie analo¬ giczny do tyrystora 110, przy czym podobne czesci sa 65 oznaczone podobnymi numerami. Jednakze tyrystor 210117 693 5 rózni sie od tyrystora. 110 tynvze glówny obszar emiterowy 214 i zwiazana z nim elektroda 224 otaczaja dodatkowy obszar emiterowy 216 i zwiazana z nim elektrode 226.W celu porównania, ogólna struktura z fig. 2 jest umiesz¬ czona w czesci przekroju poprzecznego tyrystorów 110 i 210, oznaczonej numerem 10. Dzialanie tyrystorów 10, 110 i 210 wedlug wynalazku jest podobne niezaleznie od róznic geometrycznych.W celu ilustracji dzialania tyrystora 10 zostanie teraz opisane w sposób schematyczny w oparciu o fig. 7a, 7b i 8.W chwili t = 0 w stanie nieprzewodzenia na tyrystorze 10 wystepuje napiecie Vak = V0, przy czym kierunek polaryzacji jest oznaczony na zaciskach A i K. Po pewnym czasie w chwili t = ti, wywoluje sie gwaltowny spadek napiecia za pomoca zewnetrznego ukladu sterujacego, co powoduje przeplyw pradu przesuniecia ij od katody 24 do anody 28 wzdluz ciaglych linii pokazanych na fig. 7a.Prad id jest proporcjonalny do pojemnosci zlacza 19 w stanie nieprzewodzenia i szybkosci zmniejszania sie napiecia. Czesc pradu ij koncentruje sie w obszarze 38 .w postaci przesmyka i nastepnie w czesci obszaru bazy 18 pod dodatkowym obszarem emiterowym 16,. jak pokazano.Spadek napiecia i^r wystepuje wiec w obszarze bazy 18 pod dodatkowym obszarem emiterowym 16, przy czym r jest rezystancja na drodze pradu, która jest proporcjonalna do rezystywnosci obszaru bazy 18.W przypadku, gdy pod dodatkowym obszarem emitero¬ wym. Jó wystepuje spadek napiecia wiekszy niz okolo 0,7 wolta, z obszaru 16 sa emitowane elektrony, co pokazano.Elektrony te sa uzupelniane przy powierzchni pomiedzy metalowa elektroda 26 i obszarem bazy 18, gdy dziury stanowiace prad dodatni biegna od elektrody 26 dodatko¬ wego emitera do obszaru bazy 18, co przedstawiono prze¬ rywanalinia. - ¦ .W chwili t =- t2 napiecie Vak spada od wartoscipoczat¬ kowej V0 do okolo 0,25 V0, jak pokazano na fig. 8. W tym czasie emisja elektronów z krawedzi obszaru 16 powoduje lokalne zmniejszanie rezystancji zlacza p-n 19, co umozli¬ wia przeplyw lokalnego pradu if wprowadzajacego w stan przewodzenia. Prad if plynie przez obszar 38 w postaci przesmyka i nastepnie przez obszar bazy 18 pod glównym obszarem emiterowym 14 do katody 24, skutkiem czego zostaje wytworzony spadek napiecia ifr o polaryzacji po¬ kazanej na fig. 7b. Wówczas, gdy rfi przekracza okolo 0,7 wolta, z krawedzi obszaru emiterowego 14 sa emitowane elektrony, co pokazano. Znawcy tej dziedziny rozumieja, ze taka emisja elektronów spowoduje wlaczenie tyrystora.Tyrystory 110 i 210 dzialaja podobnie do tyrystora 10 juz opisanego. Oba tyrystory 110 i 210 sa wlaczane zanika¬ jacym napieciem, które wytwarza prad przesuniecia i por woduje emisje z dodatkowego-emitera.W przypadku tyrystora 110, który jest przedstawiony na fig. 3 i 4, wyzej wzmiankowany prad przesuniecia plynie od katody 124 przez element bocznikujacy 132 do obszaru bazy 118/ Czesc pradu przesuniecia plynie wówczas w kie¬ runku poprzecznym (tzn. wzdluz promienia na zewnatrz) az do obszaru 136 w ksztalcie fosy, który powoduje, ze skoncentrowany prad plynie przez obszar 138 w postaci przesmyka. Skoncentrowany prad plynie nadal w kierunku poprzecznym ha zewnatrz, podobnie jak opisany powyzej w zwiazku z dyskusja o przyrzadzie 10 z fig. 7a.Spadek napiecia wystepuje pod dodatkowym obszarem emiterowym 116 przyrzadu 110 w czesci obszaru bazy 118 w poblizu obszaru 138 w postaci przesmyka. Nastepuje 6 wówczas emisja elektronów z dodatkowegoobszara emi¬ terowego 116 przez czesc zlacza p-n 117 najblizsza wzgle¬ dem obszaru 138 w postaci przesmyka. Rezystencja czesci zlacza p-n 119 pod obszarem 138 w postaci przesmyka 5 zmniejsza sie w wyniku emisji elektronów, która powoduje przeplyw lokalnego pradu wprowadzajacego w ^tan prze¬ wodzenia od anody 128 przez czesc zlacza p-n 119 o malej rezystancji i nastepnie przez elementy bocznikujace 132 do katody 124. Prad wlaczania wytwarza spadek napiecia w obszarze bazy pod glównym obszarem emiterowym 114, który wywoluje emisje elektronów z obszaru 114, która powoduje wlaczenie tyrystora 110.Polozenie elementów bocznikujacych 132 jest wazne.Element bocznikujacy 132 lezacy najblizej obszaru 138 w postaci przesmyka musi byc oddalony na pewna odleg¬ losc od obszaru 138 w postaci przesmyka, dostateczna,.zeby spadek'napiecia pod obszarem emiterowym 114, mierzony od najblizszego elementu bocznikujacego 132 do obszaru 138 w postaci przesmyka, byl wystarczajaco duzy dla wywolania emisji elektronów z krawedzi obszaru emitero¬ wego 114 najblizszego obszarowi 138 w postaci przesmyka.Powracajac do fig. 5 i 6, tyrystor 210 pracuje w analo¬ giczny sposób do przyrzadu 110, który byl omawiany powyzej. W skrócie, gdy napiecie Vak zanika, od katody 224 do anody 228 plynie prad przesuniecia. Czesc pradu przesuniecia plynie w kierunku poprzecznym przez obszar 238 w postaci przesmyka, który wywoluje emisje elektro- nów z dodatkowego obszaru emiterowego 216. Emisja elektronów z obszaru 216 powoduje zmniejszenie rezys¬ tancji zlacza p-n 219 w obszarze bliskim emisji, co umo- .zliwia przeplyw pradu wlaczajacego od anody 228 do ka¬ tody 224, który wywoluje emisje elektronów z obszaru emiterowego 214 i w wyniku tego wlaczenie tyrystora 210.Elementy bocznikujace 232 tyrystora 210 sluza do tego samego celu, co elementy bocznikujace 132 tyrystora 110, który byl omawiany powyzej.Jako praktyczny przyklad wykonania wynalazku zostal zrealizowany egzemplarz roboczy o podstawowej, geometrii tyrystora 110 pokazanego na fig. 3 i 4. Wykonanie robocze • ma nastepujace wymiary: calkowita srednice równa 33 mm, srednice katody 124 równa 22 mm, wewnetrzna srednice elektrody 126 pomocniczego emitera równa 28 mm, we¬ wnetrzna srednice elektrody 126 dodatkowego emitera równa 32 mm, szerokosc dodatkowegoobszaru emiterowego równa 2 mm, szerokosc obszaru 136 "w ksztalcie fosy równa- 1 mm, odleglosc miedzy krawedzia obszaru^w ksztalcie fosy i sasiednimi obszarami emiterowymi 114 i 116 równa 0,5 mm, szerokosc obszaru 138 w postaci przesmyka mie¬ rzona z konców obszaru równa 2 mm, obwodowe zacho¬ dzenie elektrody 126 na obszar bazy 118 równe 0,25 mm.Ponadto w wykonaniu roboczym wykorzystywany jest uklad heksagonalny elementów bocznikujacych 132, z któ¬ rych kazdy ma srednice w przyblizeniu 0,2 mm i odleglosc 0,9 mm miedzy najblizszymi sasiednimi elementami bo¬ cznikujacymi. Przy tym elementy bocznikujace 132 byly tak ustawione, ze odleglosc od krawedzi obszaru emitero¬ wego 114 do najblizszego elementu bocznikujacego 132 (tzn. odleglosc X.na fig. 4) byla równa w przyblizeniu 4,5 mm. \ Lepsze zrozumienie dynamiki wlaczania tyrystora uzys¬ kuje sie na podstawie opisu powyzszej \struktury i obecnie zalecanych wymiarów. Jak omówiono bardziej szczególowo powyzej, potrzebne jest wytworzenie napiecia krytycznego o wartosci wiekszej niz okolo 0,7 wolta pod obszarem emi- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60117 693 7 terowym w celu wywolania wymaganej emisji elektronów z emitera. Odleglosc X musi byc w zwiazku z tym wy¬ starczajaco duza dla wytworzenia spadku napiecia wiek¬ szego od 0,7 wolta i najkorzystniej wiekszego od okolo 1,0wolta. ' - 5 Wykonanie robocze tyrystora opisanego powyzej ma rezystywnosc powierzchniowa okolo 600 omów/cm2 w ob¬ szarze bazy 118. Odleglosc X zostala w zwiazku z tym wy¬ branajako równa 4,5 mm, tak ze prad wprowadzajacy w stan przewodzenia w kierunku poprzecznym przez obszar bazy 10 118 wytwarza wymagany spadek napiecia wiekszy niz okolo 1,0 wolt. Podobne rozwazania prowadza do doboru szerokosci dodatkowego obszaru emiterowego 116. Prad przesuniecia koncentrowany, gdy plynie przez obszar 138 w postaci przesmyka, ma wartosc wlasciwa do wytwarzania 15 krytycznego spadku napiecia na odleglosci 2 mm, okreslonej przez rezystywnosc powierzchniowa 600 omów/cm2.Omawiajac fig. 9, pokazano na niej uproszczony model obwodu 310 tyrystora wedlug wynalazku, który na zasadzie analogii okresla dalej jego dzialanie. Gdy napiecie VAk 20 zanika, prad przesuniecia plynie od kondensatora C, który wlacza tyrystor Ti, który z kolei wlacza glówny tyrystor Fig. 10 przedstawia ogólne zastosowanie obwodu tyrys¬ tora 310 wedlug wynalazku. Poczatkowo zaden prad nie 25 plynie przez obwód, a przelacznik 350 stanowi rozwarcie.Gdy przelacznik 350 zamykacie, tyrystor 310 zostaja wla¬ czony przez zanikajace napiecie, co powoduje, ze impe- dancja przelacznika 350 w stanie przewodzenia jest wieksza niz. tyrystora 310. Przelacznik moze miec dowolne wykona*- 30 nie np. mechaniczne, elektromechaniczne czy w oparciu o elektronike ciala stalego.Fig. 11 przedstawia zastosowanie, 'w którym wystepuja podczas pracy równolegle polaczone tyrystory 11 i konwen¬ cjonalny tyrystor 360 z trzema zaciskami. W wyniku do- 35 starczenia sygnalu do bramki 362 w sposób znany w dzie¬ dzinie dotyczacej tyrystorów, tyrystor 360 z trzema zacis¬ kami zostaje wlaczony, co powoduje wlaczenie wszystkich tyrystorów 310. ^ Rozwazana.jest takze praca w ukladzie szeregowo-równo- *° leglym, jak przedstawiono na fig. 12. Zespoly polaczonych równolegle tyrystorów 310 sa polaczone szeregowo, jak pokazano. Kazdy zespól ma przyrzad sterujacy 370 wlaczony równolegle, przy czym przyrzad 370 jest zdolny do wlaczenia- calego jego zespolu. Na przyklad, moze byc zastosowany 45 przelacznik pobudzany jako przyrzad sterujacy.370, który umozliwia równoczesne wlaczente wszystkich równoleglych , zespolów. Przelacznik pobudzany swiatlem ma te zalete, ze umozliwia sterowanie kazdym zespolem bez wzgledu na poziom napiecia w kazdymzespole. 50 8 Te i inne zalety tyrystora wedlug wynalazku sa oczywiste dla znawców tej dziedziny. Dla przykladu moze byc ko¬ rzystne w pewnych zastosowaniach wykorzystanie kon¬ wencjonalnych tyrystorów z trzema zaciskami1, z mozli¬ woscia wlaczania jak opisane powyzej. Jezeli wystapi wówczas uszkodzenie sterowania w takim przyrzadzie, wylaczanie bedzie zachodzilo nadal w warunkach zanika¬ jacego napiecia.Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad pólprzewodnikowy przelaczany zanikajacym napieciem, zwlaszcza tyrystor krzemowy z dwoma zacis¬ kami, zawierajacy wiele obszarów pólprzewodnikowych o naprzemiennych typach przewodnictwa i strukture za¬ poczatkowujaca przelaczanie o jednym typie przewod¬ nictwa, umieszczona w pierwszej bazie bedacej jednym z wymienionych obszarów o przeciwnym typie przewod¬ nictwa, znamienny tym, ze struktura zapoczatkowujaca przelaczanie zawiera trzy obszary (16, 36, 38) oraz pierwszy obszar (18) w poblizu emiterowego obszaru (16) dla wy¬ twarzania spadku napiecia wzdluz emiterowego obszaru (16): 2. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym ze pierw¬ szy obszar (18) i strukture zapoczatkowujaca przelaczanie zawierajaca obszary (16, 36, 38) lacza styki omowe. 3. Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze drugi emiterowy obszar (14) jest umieszczony w pierw¬ szym obszarze (18) i oddalony od emiterowego obszaru (16), przy czym drugi emiterowy obszar (14) jest uksztal¬ towany w pierwszym obszarze (18) dla wspomagania prze¬ laczania przyrzadu. 4. Przyrzad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze struk¬ tura zwiazana z pierwszym obszarem (18) jest przystoso¬ wana do koncentracji pradu plynacego przez ten obszar (18) dla skierowania go wlasciwie wzgledem emiterowego obszaru (16). 5. Przyrzad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze obszar (36) jest w ksztalcie fosy i umieszczony w pierwszym obsza¬ rze (18) pomiedzy drugim emiterowym obszarem (14) i emiterowym obszarem (16), przy czym obszar (36) tworzy obszar (38) w postaci przesmyka dla koncentracji pradu. 6. Przyrzad wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze za¬ wiera czesc (30) pierwszego obszaru (18) w poblizu emi¬ terowego obszaru (16) do wspomagania zapoczatkowania przelaczania. 7. Przyrzad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze za¬ wiera dolaczony równolegle przelacznik (350) o wiekszej impedancji w stanie przewodzenia niz przyrzad, do wywoly¬ wania zaniku napiecia na przyrzadzie.117 693 E YJ77A FIG. I FIG. 2 5 126^,36 ||4 I s&sz3%FE& V///Aw/////////////M77{7A FIG. 4 2'4 224 2/2 238 216 215 /'/240 218-^7 5-;^224S^236 j 226/ / 214 232 1 r ¦' i r ir n 11'ji jl i,i ' j .iVrt—r )J^ M2I5 ^215^^217^34^17 ^ 2 i 5 ^ W "^ :3^ ¦ 230^ '230 ~C^ ^242 r-2l2 FIG.6117 693 34^^ '.V6 _38 ',4/l5T A' 1 N ^4-Pi '^ N il 20-M 22—F_J S v///x/////y/.///y i -12 FIG. 7q FIG. 9 FIG.7b i = i2 (sio) FIG. 10 idr\ FIG. 3 310) FIG, 11 LDD Z-d 2, z. 965/1400/82, n. 95+20 egz.Cena 100 zl PL

Claims (7)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad pólprzewodnikowy przelaczany zanikajacym napieciem, zwlaszcza tyrystor krzemowy z dwoma zacis¬ kami, zawierajacy wiele obszarów pólprzewodnikowych o naprzemiennych typach przewodnictwa i strukture za¬ poczatkowujaca przelaczanie o jednym typie przewod¬ nictwa, umieszczona w pierwszej bazie bedacej jednym z wymienionych obszarów o przeciwnym typie przewod¬ nictwa, znamienny tym, ze struktura zapoczatkowujaca przelaczanie zawiera trzy obszary (16, 36, 38) oraz pierwszy obszar (18) w poblizu emiterowego obszaru (16) dla wy¬ twarzania spadku napiecia wzdluz emiterowego obszaru (16):
  2. 2. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym ze pierw¬ szy obszar (18) i strukture zapoczatkowujaca przelaczanie zawierajaca obszary (16, 36, 38) lacza styki omowe.
  3. 3. Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze drugi emiterowy obszar (14) jest umieszczony w pierw¬ szym obszarze (18) i oddalony od emiterowego obszaru (16), przy czym drugi emiterowy obszar (14) jest uksztal¬ towany w pierwszym obszarze (18) dla wspomagania prze¬ laczania przyrzadu.
  4. 4. Przyrzad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze struk¬ tura zwiazana z pierwszym obszarem (18) jest przystoso¬ wana do koncentracji pradu plynacego przez ten obszar (18) dla skierowania go wlasciwie wzgledem emiterowego obszaru (16).
  5. 5. Przyrzad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze obszar (36) jest w ksztalcie fosy i umieszczony w pierwszym obsza¬ rze (18) pomiedzy drugim emiterowym obszarem (14) i emiterowym obszarem (16), przy czym obszar (36) tworzy obszar (38) w postaci przesmyka dla koncentracji pradu.
  6. 6. Przyrzad wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze za¬ wiera czesc (30) pierwszego obszaru (18) w poblizu emi¬ terowego obszaru (16) do wspomagania zapoczatkowania przelaczania.
  7. 7. Przyrzad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze za¬ wiera dolaczony równolegle przelacznik (350) o wiekszej impedancji w stanie przewodzenia niz przyrzad, do wywoly¬ wania zaniku napiecia na przyrzadzie.117 693 E YJ77A FIG. I FIG. 2 5 126^,36 ||4 I s&sz3%FE& V///Aw/////////////M77{7A FIG. 4 2'4 224 2/2 238 216 215 /'/240 218-^7 5-;^224S^236 j 226/ / 214 232 1 r ¦' i r ir n 11'ji jl i,i ' j .iVrt—r )J^ M2I5 ^215^^217^34^17 ^ 2 i 5 ^ W "^ :3^ ¦ 230^ '230 ~C^ ^242 r-2l2 FIG.6117 693 34^^ '.V6 _38 ',4/l5T A' 1 N ^4-Pi '^ N il 20-M 22—F_J S v///x/////y/.///y i -12 FIG. 7q FIG. 9 FIG.7b i = i2 (sio) FIG. 10 idr\ FIG. 3 310) FIG, 11 LDD Z-d 2, z. 965/1400/82, n. 95+20 egz. Cena 100 zl PL
PL1977201799A 1976-10-29 1977-10-28 Semiconductor device adapted to be switched over by voltage fadingm naprjazheniem PL117693B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73679576A 1976-10-29 1976-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL201799A1 PL201799A1 (pl) 1978-05-08
PL117693B1 true PL117693B1 (en) 1981-08-31

Family

ID=24961330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1977201799A PL117693B1 (en) 1976-10-29 1977-10-28 Semiconductor device adapted to be switched over by voltage fadingm naprjazheniem

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS5356979A (pl)
AU (1) AU516308B2 (pl)
BE (1) BE859992A (pl)
BR (1) BR7707015A (pl)
CA (1) CA1104726A (pl)
DE (1) DE2748528A1 (pl)
FR (1) FR2393432A1 (pl)
GB (1) GB1592877A (pl)
HK (1) HK64384A (pl)
IN (1) IN148845B (pl)
PL (1) PL117693B1 (pl)
SE (1) SE7712091L (pl)
ZA (1) ZA775629B (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3000804A1 (de) * 1980-01-11 1981-07-16 SEMIKRON Gesellschaft für Gleichrichterbau u. Elektronik mbH, 8500 Nürnberg Thyristor mit kurzgeschlossenem emitter fuer kurze stromflussdauer
JPS5935689U (ja) * 1982-08-30 1984-03-06 株式会社東芝 冷凍サイクル装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573572A (en) * 1968-09-23 1971-04-06 Int Rectifier Corp Controlled rectifier having high rate-of-rise-of-current capability and low firing gate current
US3731162A (en) * 1969-09-25 1973-05-01 Tokyo Shibaura Electric Co Semiconductor switching device
FR2144581B1 (pl) * 1971-07-06 1976-03-19 Silec Semi Conducteurs
DE2141627C3 (de) * 1971-08-19 1979-06-13 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Thyristor
US3914783A (en) * 1971-10-01 1975-10-21 Hitachi Ltd Multi-layer semiconductor device
DE2210386A1 (de) * 1972-03-03 1973-09-06 Siemens Ag Thyristor
GB1425651A (en) * 1972-04-03 1976-02-18 Motorola Inc Channel firing thyristor
DE2346256C3 (de) * 1973-09-13 1981-11-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Thyristor
JPS5413959B2 (pl) * 1973-10-17 1979-06-04
JPS5927108B2 (ja) * 1975-02-07 1984-07-03 株式会社日立製作所 半導体制御整流装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2974177A (en) 1979-04-26
PL201799A1 (pl) 1978-05-08
AU516308B2 (en) 1981-05-28
IN148845B (pl) 1981-06-27
CA1104726A (en) 1981-07-07
BE859992A (fr) 1978-04-21
SE7712091L (sv) 1978-04-30
DE2748528A1 (de) 1978-05-03
FR2393432A1 (fr) 1978-12-29
HK64384A (en) 1984-08-24
GB1592877A (en) 1981-07-08
FR2393432B1 (pl) 1983-08-26
JPS5356979A (en) 1978-05-23
JPS5649459B2 (pl) 1981-11-21
ZA775629B (en) 1978-08-30
BR7707015A (pt) 1978-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3476993A (en) Five layer and junction bridging terminal switching device
US6034385A (en) Current-limiting semiconductor configuration
CA1202427A (en) Split gate fet
US3727116A (en) Integral thyristor-rectifier device
US4443810A (en) Gate turn-off amplified thyristor with non-shorted auxiliary anode
US6232625B1 (en) Semiconductor configuration and use thereof
US3622845A (en) Scr with amplified emitter gate
US3590339A (en) Gate controlled switch transistor drive integrated circuit (thytran)
US4961099A (en) High-power GTO thyristor and also a method for its manufacture
US3140963A (en) Bidirectional semiconductor switching device
US4195306A (en) Gate turn-off thyristor
PL117693B1 (en) Semiconductor device adapted to be switched over by voltage fadingm naprjazheniem
US4862239A (en) Power semiconductor component
PL117388B1 (en) Thyristor with amplifying gate equipped with boosting gate for switch-offjj ventil'nojj skhemojj,sposobstvujuhhejj wykljucheniju
US4980742A (en) Turn-off thyristor
US4951110A (en) Power semiconductor structural element with four layers
US4089024A (en) Semiconductor switching device
US4054893A (en) Semiconductor switching devices utilizing nonohmic current paths across P-N junctions
US5036377A (en) Triac array
US3328652A (en) Voltage comparator
JPS6248392B2 (pl)
JPH0136270B2 (pl)
JPS5927108B2 (ja) 半導体制御整流装置
US3286137A (en) Semi-conductor rectifier arrangement having self-protection against overvoltage
US4626703A (en) Thyristor with connectible current sources and method for operating same