RU2091907C1 - Semiconductor rectifier module - Google Patents

Semiconductor rectifier module Download PDF

Info

Publication number
RU2091907C1
RU2091907C1 RU94031458A RU94031458A RU2091907C1 RU 2091907 C1 RU2091907 C1 RU 2091907C1 RU 94031458 A RU94031458 A RU 94031458A RU 94031458 A RU94031458 A RU 94031458A RU 2091907 C1 RU2091907 C1 RU 2091907C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
region
type
module according
layer
anode
Prior art date
Application number
RU94031458A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94031458A (en
Inventor
Юрий Алексеевич Евсеев
Любомир Ярославович Рачинский
Наталья Алексеевна Тетерьвова
Казимир Леович Селенинов
Евгений Пантелеевич Дерменжи
Ева Ионовна Друянова
Ольга Семеновна Насекан
Роман Иосифович Рыбак
Original Assignee
Юрий Алексеевич Евсеев
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 Юрий Алексеевич Евсеев filed Critical Юрий Алексеевич Евсеев
Priority to RU94031458A priority Critical patent/RU2091907C1/en
Publication of RU94031458A publication Critical patent/RU94031458A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2091907C1 publication Critical patent/RU2091907C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Thyristors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: semiconductor rectifier cell is surrounded on side surface with semiconductor layer of first polarity of conductivity (side layer) separated from material of second polarity of conductivity with closed isolating groove crossing base p-n junction. Groove is made on side opposite to base plane. Anode and cathode groups of cells can be arranged on common insulating base carrying metal strips contacting common points of anode and cathode groups. Upper contacts are paired from one cathode and one anode components. Diodes, thyristors, triacs, optothyristors, or optotriacs may be used as rectifying cells. When diodes are used, external surface of groove is located on boundary between side, (say, hole) layer and source material. Groove may be offset relative to periphery. Diode cells may be mounted as separate components, as two monocrystal units for anode and cathode groups insulated by air gap, or as integrated circuits. In the latter case, anode and cathode groups are built on single chip with common side p-layer and chip is provided with two longitudinal isolating grooves whose external parts are located on boundary between common side p-layer and source material. In addition, side p-layer may have central insulating n-layer and chip may have upper and lower longitudinal isolating grooves whose bottom is located in central insulating n-layer. Thyristor controlled on anode side or that controlled on cathode side may be used as controlled semiconductor rectifying cell. EFFECT: improved design. 33 cl, 41 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при выпрямлении переменного тока. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for rectification of alternating current.

В настоящее время для выпрямления переменного тока преимущественно используют либо диодные, либо тиристорные гибридные или интегральный выпрямительные модули. Currently, for rectification of alternating current, either diode or thyristor hybrid or integrated rectifier modules are mainly used.

Известно выполнение тиристорных управляемых выпрямительных модулей, в которых области управления расположены со стороны катода, тиристорные элементы ориентированы анодными поверхностями к пластинам [1]
Поскольку выпрямляемый ток должен быть подведен к катоду одной группы тиристоров и к аноду другой группы тиристоров, то при вышеуказанном способе монтажа тиристорных элементов подвод выпрямляемого тока и съем выпрямленного тока к тиристорам анодной группы затруднен и требует разработки специальных конструкций тоководов и токосъемников, что усложняет конструкцию, уменьшает ее надежность, увеличивает массу и габариты конструкции. Изоляция между отдельными тиристорными элементами осуществляется обычно посредством воздушных зазоров, что увеличивает габариты устройства и уменьшает надежность работы устройства из-за возможных попаданий между элементами проводящих сред, в частности воды.It is known to perform thyristor controlled rectifier modules in which the control areas are located on the cathode side, the thyristor elements are oriented by the anode surfaces to the plates [1]
Since the rectified current must be connected to the cathode of one group of thyristors and to the anode of another group of thyristors, with the above method of mounting thyristor elements, the supply of the rectified current and removal of the rectified current to the thyristors of the anode group is difficult and requires the development of special designs of current leads and current collectors, which complicates the design, reduces its reliability, increases the mass and dimensions of the structure. Isolation between the individual thyristor elements is usually carried out through air gaps, which increases the dimensions of the device and reduces the reliability of the device due to possible ingress of conductive media between the elements, in particular water.

Наиболее близким по технической сущности является полупроводниковый выпрямительный модуль, содержащий металлическое основание, на котором размещена диэлектрическая теплопроводная прокладка с установленными на ней через два токосъема катодами и анодами, выпрямительные элементы катодной и анодной групп, выполненные в виде многослойной полупроводниковой структуры с чередующимся типом проводимости, один из слоев которой является исходным, и дополнительные токосъемы [2]
Недостатки известной конструкции полупроводникового выпрямительного модуля заключаются в том, что изоляция диодных элементов как в отдельности, так и в групповом исполнении (гибридном или интегральном) осуществляется с помощью канавок по верхним и нижним плоскостям, что затрудняет монтаж выпрямительных модулей. При этом не определены оптимальные, с точки зрения пробивных напряжений, формы канавки. При гибридном исполнении модулей изоляцию между отдельными элементами осуществляют посредством воздушных зазоров, что приводит к значительному увеличению размеров модулей, а также к уменьшению механической прочности.The closest in technical essence is a semiconductor rectifier module containing a metal base on which a dielectric heat-conducting gasket is installed with cathodes and anodes installed on it through two current collectors, rectifier elements of the cathode and anode groups, made in the form of a multilayer semiconductor structure with an alternating type of conductivity, one from the layers of which is the source, and additional current collectors [2]
The disadvantages of the known design of a semiconductor rectifier module are that the isolation of the diode elements both individually and in a group design (hybrid or integral) is carried out using grooves on the upper and lower planes, which makes it difficult to install the rectifier modules. In this case, the optimal, from the point of view of breakdown stresses, groove shapes are not determined. In the hybrid design of the modules, the insulation between the individual elements is carried out by means of air gaps, which leads to a significant increase in the size of the modules, as well as to a decrease in mechanical strength.

В основу изобретения положено решение малогабаритного полупроводникового выпрямительного модуля, пригодного для работы с высокими токами и напряжениями, а также упрощения технологии создания подобных модулей. The basis of the invention is the solution of a small-sized semiconductor rectifier module, suitable for working with high currents and voltages, as well as simplifying the technology for creating such modules.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в полупроводниковом выпрямительному модуле, содержащем металлическое основание, на котором размещена диэлектрическая теплопроводная прокладка с установленными на ней через два токосъема катодами и анодами, выпрямительные элементы катодной и анодной групп, выполненные в виде многослойной полупроводниковой структуры с чередующимся типом проводимости, один из слоев которой является исходным, и дополнительные токосъемы, выпрямительные элементы катодной и анодной групп модуля содержат вертикальный полупроводниковый слой, охватывающий исходный слой многослойной полупроводниковой структуры, с выполненными на его наружной поверхности разделительными замкнутыми канавками, граничащими либо с блокирующим p-n переходом, либо с исходным полупроводниковым слоем, а вертикальный полупроводниковый слой и исходный слой многослойной полупроводниковой структуры выполнены из материала с разным типом проводимости. The specified technical result is achieved due to the fact that in the semiconductor rectifier module containing a metal base, on which a dielectric heat-conducting gasket is installed with cathodes and anodes installed on it through two current collectors, rectifier elements of the cathode and anode groups are made in the form of a multilayer semiconductor structure with alternating type of conductivity, one of the layers of which is the source, and additional current collectors, rectifier elements of the cathode and anode groups of the mode They contain a vertical semiconductor layer covering the initial layer of the multilayer semiconductor structure, with closed closed grooves made on its outer surface, bordering either the pn blocking junction or the initial semiconductor layer, and the vertical semiconductor layer and the initial layer of the multilayer semiconductor structure are made of material with different type of conductivity.

Такое решение позволяет разместить анодную и катодную группы элементов на общем изолирующем основании, на котором в виде металлических полос выполнены контакты к общим точкам анодной и катодной групп. Верхние контакты осуществляются попарно (один катодный и один анодный элемент). This solution allows you to place the anode and cathode groups of elements on a common insulating base, on which contacts to the common points of the anode and cathode groups are made in the form of metal strips. The upper contacts are made in pairs (one cathode and one anode element).

В качестве выпрямительного элемента катодной и анодной групп могут быть использованы диод, тиристор, симистор (триак), оптотиристор и оптосимистор. При этом используются тиристоры, управляемые со стороны катода, причем управляющий электрод тиристоров анодной группы установлен на отдельной, изолированной от основания металлической площадке. Кроме того, в качестве выпрямительных элементов катодной группы могут быть использованы тиристоры, управляемые со стороны катода, а в качестве выпрямительных элементов анодной группы могут быть использованы тиристоры, управляемые со стороны анода, расположенного на p-эмиттере, причем катод расположен на n-эмиттере, а управляющий электрод частично на p-эмиттере и частично по периферии на замкнутой области n-типа, выходящей за пределы управляющего электрода и выполненный в области p-эмиттера. As a rectifying element of the cathode and anode groups, a diode, a thyristor, a triac (triac), an opto-thyristor and an opto-simistor can be used. In this case, thyristors controlled from the cathode side are used, and the control electrode of the anode group thyristors is installed on a separate metal platform isolated from the base. In addition, thyristors controlled by the cathode can be used as rectifier elements of the cathode group, and thyristors controlled by the anode located on the p-emitter can be used as rectifier elements of the anode group, the cathode being located on the n-emitter and the control electrode is partially on the p-emitter and partially on the periphery of the closed n-type region that extends beyond the control electrode and is made in the region of the p-emitter.

В качестве выпрямительных элементов катодной группы модуля могут быть использованы фототиристоры, управляемые со стороны катода, а в качестве выпрямительных элементов анодной группы фототиристоры, управляемые со стороны анода, установленные катодом через токосъемы на диэлектрической прокладке и имеющие фотоокно на области p-эмиттера, являющейся анодом. Photo thyristors controlled from the cathode side can be used as rectifying elements of the cathode group of the module, and photo thyristors controlled from the side of the anode installed by the cathode through current collectors on a dielectric strip and having a photo window on the p-emitter region, which is the anode, as rectifier elements of the anode group.

В случае использования в качестве выпрямительного элемента симистора (триака) с двумя основными и управляющим электродами под ним располагают области n- и p-типа, а разделительную канавку выполняют между контактами управляющего и основного электродов. In the case of using a triac (triac) as a rectifier element with two main and control electrodes, n- and p-type regions are placed under it, and a dividing groove is made between the contacts of the control and main electrodes.

В случае использования в качестве выпрямительного элемента фототиристора переключателя переменного тока, управляемого светом с одной плоскости, его выполняют с зашунтированными крайними p-n переходами и перекрытием проекций крайних слоев n-типа на одну из главных плоскостей модуля в области центрально расположенного фотоокна, сформированного в верхней основном электроде, причем в области фотоокна выполняют области как n-, так и p-типа, а в области проекции фотоокна на нижнюю плоскость выполняют выступ n-типа. In the case of using an AC switch controlled by light from one plane as a rectifier element of the thyristor, it is performed with shunted extreme pn junctions and overlapping projections of the extreme n-type layers on one of the main planes of the module in the region of the centrally located photo window formed in the upper main electrode moreover, both n- and p-type regions are performed in the photo window region, and an n-type protrusion is performed in the region of the photo window projection onto the lower plane.

При этом над каждым фототиристором установлен один источник света, а в качестве источника использован светодиод. Причем анодная и катодная группы выпрямительных элементов могут быть изолированы либо воздушных промежутком, либо кремнийорганическим компаундом. At the same time, one light source is installed above each photo thyristor, and an LED is used as a source. Moreover, the anode and cathode groups of the rectifier elements can be isolated either by the air gap or by an organosilicon compound.

Анодная и катодная группы выпрямительный элементов могут быть выполнены в виде единой многослойной полупроводниковой структуры с охватывающим вертикальным слоем p-типа, причем единая многослойная полупроводниковая структура выполнена с двумя продольными нижними канавками, наружные части которых расположены на границе охватывающего вертикального слоя p-типа и исходного слоя n-типа. The anode and cathode groups of the rectifier elements can be made in the form of a single multilayer semiconductor structure with a female p-type vertical layer, and a single multilayer semiconductor structure with two longitudinal lower grooves, the outer parts of which are located at the boundary of the female p-type vertical layer and the initial layer n-type.

Анодная и катодная группы выпрямительных элементов могут быть выполнены в виде единой многослойной полупроводниковой структуры с охватывающим вертикальным слоем p-типа, который выполнен с центральным изолирующим слоем n-типа, причем единая многослойная полупроводниковая структура выполнена с верхней и нижней продольными разделительными канавками, дно которых расположено в центральном изолирующем слое n-типа, а тиристоры, управляемые со стороны анода, имеют разрывы n-эмиттера, образующие область n-типа таким образом, что проекция управляющего электрода приходится на эту область, причем внутри и снаружи этой области выполнены область p-типа, отделяющая область n-типа от остального n-эмиттера, причем область n-типа выполнена с разрывами, а протяженность элементов области n-типа между разрывами составляет 0,1 10 Wp, где Wp ширина области p-базы. The anode and cathode groups of the rectifier elements can be made in the form of a single multilayer semiconductor structure with a covering p-type vertical layer, which is made with an n-type central insulating layer, and a single multilayer semiconductor structure is made with upper and lower longitudinal separation grooves, the bottom of which is located in the central insulating layer of n-type, and the thyristors controlled from the anode side have n-emitter discontinuities forming an n-type region so that the projection is controlled the lining electrode falls into this region, and inside and outside this region, a p-type region is made that separates the n-type region from the rest of the n-emitter, the n-type region being discontinuous, and the length of the elements of the n-type region between the discontinuities is 0 , 1 10 Wp, where Wp is the width of the p-base region.

В области фотоокна фототиристоров анодной группы в объеме области p-эмиттера выполнено не менее одной кольцевой области, разрыв которой ориентирован радиально относительно оси симметрии фотоокна, причем кольцевая область выполнена в виде области n-типа проводимости, или в виде канавки, при этом глубина кольцевой области составляет не менее величины слоя объемного заряда, возникающего в области p-эмиттера при максимально обратном напряжении, а в области n-эмиттера под областью фотоокна выполнена кольцевая область p-типа проводимости с разрывами, ориентированными радиально относительно оси симметрии кольцевой области. At least one annular region has been made in the photo-thyristor region of the anode group photothyristors in the volume of the p-emitter region, the gap being oriented radially relative to the axis of symmetry of the photo-window, and the annular region is made in the form of an n-type conductivity region or in the form of a groove, while the depth of the annular region is not less than the size of the space charge layer arising in the region of the p-emitter at the maximum reverse voltage, and in the region of the n-emitter under the photo-window region, an annular region of p-type conductivity with by jets oriented radially relative to the axis of symmetry of the annular region.

В случае использования симистора (триака) разделительная канавка граничит с областью по меньшей мере одного типа проводимости, не покрытой металлизацией, при этом областью, не покрытой металлизацией, является область, выполненная либо из полупроводника n-типа проводимости, либо из полупроводника как p-, так и n-типа проводимости, а глубина разделительной канавки лежит в пределах от 0,1 до 0,5 глубины залегания крайнего со стороны области управления эмиттерного перехода; ширина разделительной канавки превышает ширину слоя объемного заряда крайнего эмиттерного перехода при максимальном обратном напряжении на управляющем электроде, причем часть канавки, приходящаяся на область n-типа, и часть канавки, приходящаяся на область p-типа, превышают ширину слоя объемного заряда в соответствующей области при упомянутом напряжении. In the case of using a triac (triac), the dividing groove borders on the region of at least one type of conductivity not covered by metallization, while the region not covered by metallization is a region made of either an n-type semiconductor or a semiconductor like p-, and n-type conductivity, and the depth of the dividing groove lies in the range from 0.1 to 0.5 the depth of the extreme emitter junction from the control area; the width of the separation groove exceeds the width of the space charge layer of the extreme emitter junction at the maximum reverse voltage at the control electrode, and the part of the groove in the n-type region and the part of the groove in the p-type region exceed the width of the space charge layer in the corresponding region at mentioned voltage.

В случае использования фототиристора на нижней плоскости под фотоокном, между осью симметрии и границей выступа n-типа выполнены области как n-типа, так и p-типа, причем область p-типа имеет форму или круга, или овала, или части кольца, ось симметрии которых совпадает с осью симметрии области управления, а выступ n-типа на верхней плоскости в области фотоокна снабжен выемкой, ось симметрии которой совпадает с осью симметрии области управления, причем наиболее удаленная точка выемки расположена между осью симметрии области управления и границей фотоокна, при этом между областью p-типа на нижней плоскости и областью p-типа под основными контактами выполнен канал p-типа, соединяющий эти области. In the case of using a thyristor on the lower plane under the photo-window, between the axis of symmetry and the boundary of the n-type protrusion, both n-type and p-type regions are made, and the p-type region has the shape of either a circle, or an oval, or part of a ring, the axis the symmetries of which coincide with the axis of symmetry of the control region, and the n-type protrusion on the upper plane in the region of the photo window is equipped with a recess, the symmetry axis of which coincides with the axis of symmetry of the control region, the furthest point of the recess being located between the axis of symmetry of the control region and the boundaries fotookna minutes, the area between the p-type region of the lower plane and p-type contacts formed under the main channel p-type region connecting these.

Кроме того, в выступе n-типа на верхней плоскости выполнены концентрично расположенные круговая область и кольцевая область p-типа, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии фотоокна. In addition, in the n-type protrusion on the upper plane, concentrically arranged circular region and p-type annular region are made, the axis of symmetry of which coincide with the axis of symmetry of the photo window.

Причем во всех вариантах исполнения выпрямительных элементов ширина разделительной канавки структуры не превышает 1,5 Wn, глубина канавки h ограничена пределами xj+ Δxck<h< xj+ 0,5 Wn где Wn толщина области n-базы, xj глубина залегания p-n перехода, образованного базовыми областями, Δxck - протяженность компенсированного слоя в области n-базы, при этом дополнительно на внутренней стенке разделительной канавки выполнен уступ, причем ширина ступеньки уступа выполнена не менее 1,5 Wоз, глубина уступа не менее xj+ Δxck где Wоз ширина области объемного заряда в области n-базы при максимальном напряжении, а ступенька уступа выполнена под углом 1-20o относительно p-n перехода, образованного базовыми областями, и пересекает этот p-n переход.Moreover, in all versions of the rectifier elements, the width of the separation groove of the structure does not exceed 1.5 W n , the depth of the groove h is limited to x j + Δx ck <h <x j + 0.5 W n where W n is the thickness of the region of the n base, x j is the depth of the pn junction formed by the base regions, Δx ck is the length of the compensated layer in the region of the n-base, in addition, a step is made on the inner wall of the dividing groove, and the step step width is not less than 1.5 W oz , the step depth is not less than x j + Δx ck where W Lake volumetric charge region width and in the n-base at the maximum voltage, and a step shoulder is formed at an angle of 1-20 o with respect pn junction formed by the base region, and crosses the pn junction.

На фиг.1 представлен трехфазный диодный мостовой выпрямитель, анодная и катодная группа которого смонтирована на металлических пластинах;
На фиг.2 и 3 представлены разрезы катодной и анодной групп.Figure 1 shows a three-phase diode bridge rectifier, the anode and cathode group of which is mounted on metal plates;
Figure 2 and 3 presents sections of the cathode and anode groups.

На фиг.4 показана интегральная схема трехфазного мостового диодного выпрямителя, выполненная в одном монокристалле. Присоединение верхних контактов не показано, оно такое же, как на фиг.1. Figure 4 shows the integrated circuit of a three-phase bridge diode rectifier, made in one single crystal. The connection of the upper contacts is not shown, it is the same as in figure 1.

Разрез по плоскостиперпендикулярной изолирующим продольным канавкам, для двух вариантов изоляции между анодной и катодной группами выполнен на фиг.5 и 6. A section along the plane perpendicular to the insulating longitudinal grooves for two insulation options between the anode and cathode groups is made in FIGS. 5 and 6.

На фиг. 7 представлен трехфазный тиристорный мостовой выпрямитель, тиристоры анодной группы которого имеют области управления, выведенные на нижнюю плоскость кристалла. In FIG. 7 shows a three-phase thyristor bridge rectifier, the thyristors of the anode group of which have control areas brought to the lower plane of the crystal.

Разрез анодной и катодной групп представлен на фиг.8 и 9. Поперечный разрез выпрямителя, выполненный по основным контактам, дается на фиг.10. Однокристальное исполнение тиристорного выпрямителя приведено на фиг.11. Поперечный разрез выпрямителя для двух вариантов межгрупповой изоляции показан на фиг. 13. На фиг.14 представлен трехфазный мостовой тиристорный выпрямитель, тиристоры анодной группы которого имеют управляющий электрод, присоединенный со стороны анодной плоскости. A section of the anode and cathode groups is shown in FIGS. 8 and 9. A transverse section of the rectifier made at the main contacts is shown in FIG. 10. Single-chip execution of a thyristor rectifier is shown in Fig.11. A cross section of a rectifier for two variants of intergroup insulation is shown in FIG. 13. On Fig presents a three-phase bridge thyristor rectifier, the thyristors of the anode group which have a control electrode connected from the side of the anode plane.

Разрезы анодной и катодной групп показаны на фиг.15 и 16. Sections of the anode and cathode groups are shown in FIGS. 15 and 16.

На фиг. 17 приведен разрез и вид сверху тиристора анодной группы. Однокристальное исполнение тиристорного выпрямителя, тиристоры анодной группы которого имеют управляющий электрод, расположенный со стороны анодной плоскости, реализуется аналогично предыдущему варианту (фиг.11, 12 и 13). На фиг. 18 показан оптотиристорный трехфазный мостовой выпрямитель (диоды-излучатели не изображены). In FIG. 17 shows a section and a top view of the thyristor of the anode group. A single-chip execution of a thyristor rectifier, the thyristors of the anode group of which have a control electrode located on the side of the anode plane, is implemented similarly to the previous version (Fig. 11, 12 and 13). In FIG. 18 shows an opto-thyristor three-phase bridge rectifier (emitting diodes are not shown).

Разрезы анодной и катодной групп представлены на фиг.19 и 20. На фиг.21 и 22 дается разрез и вид сверху фототиристора, управляемого со стороны анода. Sections of the anode and cathode groups are shown in Figs. 19 and 20. Figs. 21 and 22 show a section and a top view of a photothyristor controlled from the anode side.

Разрез и вид снизу фототиристора, управляемого со стороны анода с улучшенными динамическими характеристиками, приведен на фиг.23 и 24. Однокристальное исполнение трехфазного оптотиристорного мостового выпрямителя аналогично фиг.11, 12 и 13. A section and a bottom view of a photothyristor controlled from the anode side with improved dynamic characteristics are shown in Figs. 23 and 24. A single-chip version of a three-phase opto-thyristor bridge rectifier is similar to Figs. 11, 12 and 13.

На фиг. 25 представлен фрагмент области управления триака с канавкой, частично заходящей в n-область эмиттера и n-область управляющего электрода. In FIG. 25 is a fragment of a triac control region with a groove partially entering the n-region of the emitter and the n-region of the control electrode.

На фиг.26 канавка выполнена в области p-n переходов в области между металлизацией основного электрода и электрода управления. 26, a groove is made in the region of pn junctions in the region between the metallization of the main electrode and the control electrode.

Вид сверху, разрез и вид снизу фрагмента области управления фотосимистора с улучшенными динамическими характеристиками для трех вариантов изображены на фиг.27-35. A top view, a section, and a bottom view of a fragment of a control area of a photimistor with improved dynamic characteristics for the three options are shown in FIGS. 27-35.

На фиг.36 и 37 изображено распределение слоя объемного заряда в тиристоре при прямом и обратном напряжении для неглубокой канавки. On Fig and 37 shows the distribution of the space charge layer in the thyristor with forward and reverse voltage for a shallow groove.

То же, но для глубокой канавки показано на фиг.38 и 39. The same, but for the deep groove shown in Fig.38 and 39.

Распределение слоя объемного заряда при наличии уступа в канавке дается на фиг.40 (прямое напряжение) и на фиг.41 (обратное напряжение). The distribution of the space charge layer in the presence of a step in the groove is given in FIG. 40 (forward voltage) and in FIG. 41 (reverse voltage).

Лучший вариант осуществления изобретения позволяет реализовать выпрямительные модули, в которых в качестве полупроводниковых выпрямительных элементов могут быть использованы диоды, тиристоры, триаки (симисторы), фототиристоры, фотосимисторы, оптотиристоры и оптосимисторы. При этом возможны несколько вариантов продукции, производимой на основе изобретения. Это двухэлементные модули встречно-включенных элементов с одной общей точкой, трехэлементные однонаправленные модули с общей точкой, однофазные выпрямительные мосты, трехфазные выпрямительные мосты, многофазные выпрямительные мосты, многоэлементные однонаправленные сборки с общей точкой и др. The best embodiment of the invention makes it possible to realize rectifier modules in which diodes, thyristors, triacs (triacs), photothyristors, photoimistors, optothyristors and opto-simistors can be used as semiconductor rectifier elements. In this case, several options for products manufactured on the basis of the invention are possible. These are two-element modules of counter-connected elements with one common point, three-element unidirectional modules with a common point, single-phase rectifier bridges, three-phase rectifier bridges, multiphase rectifier bridges, multi-element unidirectional assemblies with a common point, etc.

В качестве пример лучшего варианта осуществления изобретения выбран трехфазный мостовой выпрямитель; это, с одной стороны, достаточно широкой применяемый вариант мостового выпрямителя, а с другой стороны достаточно общий пример, из которого легко получить варианты однофазного мостового выпрямителя, модуля из двух встречно-включенных элементов с общей точкой, сборки из нескольких однонаправленных элементов с общей точкой и других. As an example of a better embodiment of the invention, a three-phase bridge rectifier is selected; this, on the one hand, is a fairly widespread variant of a bridge rectifier, and on the other hand a fairly general example, from which it is easy to obtain variants of a single-phase bridge rectifier, a module of two counter-connected elements with a common point, assemblies of several unidirectional elements with a common point and others.

Диодный модуль трехфазного мостового выпрямителя (фиг.1) содержит анодную 1 (3 диода) и катодную 2 (3 диода) группы, которые смонтированы на металлических пластинах 3 и 4, выполняющих функции токосъемников. При этом катоды анодной группы и аноды катодной группы контактируют соответственно с пластинами 4 и 3. В случае интегрального исполнения анодная и катодная группы выполнены в отдельных кристаллах. Изоляция групп от металлического основания 7 осуществляется с помощью изолирующей прокладки 5. Соединение между диодами осуществляется с помощью проводников 6, являющихся одновременно контактами в трехфазной цепи переменного тока. Контакт к верхней плоскости полупроводниковых кристаллов осуществляется с помощью металлического слоя 10, который контактирует в случае катодной группы с полупроводником n-типа 8 и в случае анодной группы с полупроводником p-типа 9. В случае гибридного исполнения анодная группа состоит из трех диодов a, b и c, соединенных встык. Соответственно катодная группа состоит из элементов d, e и f. Возможность реализации группы в одном кристалле (интегральная схема), а также возможность соединения встык элементов внутри группы (гибридная схема) обеспечивается за счет того, что каждый выпрямительный элемент с боков окружен слоем p-типа, который в комбинации с канавкой, достигающей исходного материала n-типа, обеспечивает изоляцию высоковольтных переходов. Систему изоляции поясняют фиг. 2 и 3. На фиг.2 изображен разрез катодной группы, которая реализована в исходном полупроводнике n-типа 11 (база диодов). P-слой 12 является одновременно эмиттером диодов (нижняя горизонтальная часть) и элементом изоляции p-n перехода 13 (вертикальная часть). The diode module of a three-phase bridge rectifier (Fig. 1) contains anode 1 (3 diodes) and cathode 2 (3 diodes) groups, which are mounted on metal plates 3 and 4, which serve as current collectors. In this case, the cathodes of the anode group and the anodes of the cathode group are in contact with plates 4 and 3, respectively. In the case of an integral design, the anode and cathode groups are made in separate crystals. The isolation of the groups from the metal base 7 is carried out using an insulating strip 5. The connection between the diodes is carried out using conductors 6, which are simultaneously contacts in a three-phase AC circuit. Contact to the upper plane of the semiconductor crystals is carried out using a metal layer 10, which contacts in the case of the cathode group with an n-type semiconductor 8 and in the case of the anode group with a p-type semiconductor 9. In the case of a hybrid design, the anode group consists of three diodes a, b and c end-to-end. Accordingly, the cathode group consists of elements d, e and f. The possibility of realizing a group in one crystal (integrated circuit), as well as the possibility of butt jointing of elements within a group (hybrid circuit) is ensured by the fact that each rectifier element is surrounded on the sides by a p-type layer, which in combination with a groove reaching the source material n -type, provides isolation of high voltage junctions. The insulation system is illustrated in FIG. 2 and 3. FIG. 2 shows a section of the cathode group, which is implemented in the original n-type semiconductor 11 (diode base). The P-layer 12 is simultaneously an emitter of diodes (lower horizontal part) and an isolation element of the p-n junction 13 (vertical part).

Полупроводниковый кристалл, в котором выполнены диодные элементы, монтируется на общее металлическое основание 15. Остальные контакты 14 осуществляются к каждому элементу. На фиг.3 изображен разрез анодной группы диодов, которая реализована в исходном полупроводнике n-типа 16 (база диодов). P-слой 17 является одновременно эмиттером диодов (верхняя и горизонтальная часть) и элементом изоляции базы от соседнего элемента (вертикальная часть). Контакты к полупроводниковому кристаллу осуществляются с помощью общего основания и верхней металлизации 19. The semiconductor crystal in which the diode elements are made is mounted on a common metal base 15. The remaining contacts 14 are made to each element. Figure 3 shows a section of the anode group of diodes, which is implemented in the original semiconductor n-type 16 (base of diodes). The P-layer 17 is simultaneously an emitter of diodes (upper and horizontal parts) and an element of isolation of the base from the neighboring element (vertical part). Contacts to the semiconductor crystal are carried out using a common base and top metallization 19.

Межгрупповая изоляция на фиг.1 осуществляется за счет того, что, с одной стороны, группы диодов монтируются на изолирующей подложке 5 (фиг.1), а с другой стороны между группами диодов имеется воздушный промежуток. Для уменьшения расстояния между группами этот промежуток заполняется изолирующим материалов, например, кремнийорганическим компаундом. The intergroup isolation in figure 1 is due to the fact that, on the one hand, groups of diodes are mounted on an insulating substrate 5 (figure 1), and on the other hand there is an air gap between the groups of diodes. To reduce the distance between the groups, this gap is filled with insulating materials, for example, an organosilicon compound.

В случае гибридного варианта кристаллы на фиг.2 и 3 разделяются на три фрагмента, как показывают штрихпунктирные линии, и каждый фрагмент монтируется встык на общее основание. Модуль на фиг.1 состоит из двух групп диодов, которые изолированы друг от друга. Тем не менее возможно реализовать мостовой выпрямитель в одном монокристалле. На фиг.4 представлен монокристалл трехфазного мостового выпрямителя 20, который монтируется на металлические токоотводящие шины 21 и 22, прикрепленные к изолированной пластине 23, находящейся на тепловоде 25. Катодная группа диодов контактирует с общей пластиной 21, каждый диодный элемент катодной группы на верхней плоскости имеет металлизацию 24, нанесенную на область n-типа 26, выходящую на верхнюю плоскость диодных элементов. Анодная группа диодов контактирует с общей пластиной 22, каждый диодный элемент группы на верхней плоскости имеет металлизацию 28, нанесенную на область p-типа 27. Система верхних контактов аналогична фиг. 1. Верхние пластины, связывающие металлизацию групп 24 и 28, показаны штриховыми линиями. Внутригрупповая изоляция осуществляется канавками, окружающими по периметру диодные элементы на верхней плоскости. Дно канавки располагается в исходном материале n-типа. Межгрупповая изоляция осуществляется двумя способами. На фиг.5, представляющей собой поперечный разрез кристалла, изображенного на фиг.4, она осуществляется либо с помощью двух канавок, расположенных на нижней плоскости и пересекающих весь кристалл (фиг.4), и верхних канавок, являющихся фрагментами внутригрупповой изоляции, либо с помощью одной верхней и одной нижней канавки, как показано на фиг.5 штриховыми линиями. Разрез кристалла, изображенный на фиг.5, представляет собой комбинацию двух диодных структур, выполненных на основе исходного материала n-типа, являющегося базой 29, и сильнолегированного p-слоя 30, образующего с базой 29 p-n переход 31. Диодные структуры имеют контакты 32 и 33. На фиг.6 представлен другой вариант осуществления межгрупповой изоляции анодной и катодной групп диодов, выполненных в исходном полупроводнике n-типа 34. Сильнолегированный слой p-типа 35 создает на границе с p-слоем 34 p-n переход 36. Диодные элементы снабжены верхними контактами 37 и нижними контактами 38. Изоляция между диодными элементами на фиг.6 (межгрупповая изоляция) осуществляется с помощью центрального изолирующего слоя n-типа, окруженного со всех сторон слоями p-типа, и верхней и нижней изолирующих канавок, пересекающих весь кристалл, дно которых расположено в центральном изолирующем слое n-типа. In the case of the hybrid variant, the crystals in FIGS. 2 and 3 are divided into three fragments, as dash-dotted lines show, and each fragment is mounted end-to-end on a common base. The module in figure 1 consists of two groups of diodes that are isolated from each other. Nevertheless, it is possible to realize a bridge rectifier in one single crystal. Figure 4 shows a single crystal of a three-phase bridge rectifier 20, which is mounted on a metal busbar 21 and 22, attached to an insulated plate 23 located on the heat pipe 25. The cathode group of diodes is in contact with a common plate 21, each diode element of the cathode group on the upper plane has metallization 24 deposited on an n-type region 26 extending onto the upper plane of the diode elements. The anode group of diodes is in contact with the common plate 22, each diode element of the group on the upper plane has a metallization 28 deposited on the p-type region 27. The upper contact system is similar to FIG. 1. The upper plates connecting the metallization of groups 24 and 28 are shown by dashed lines. Intragroup isolation is carried out by grooves surrounding the diode elements on the upper plane around the perimeter. The bottom of the groove is located in the n-type starting material. Intergroup isolation is carried out in two ways. In Fig. 5, which is a transverse section of the crystal depicted in Fig. 4, it is carried out either using two grooves located on the lower plane and intersecting the entire crystal (Fig. 4) and the upper grooves, which are fragments of intragroup isolation, or using one upper and one lower groove, as shown in FIG. 5 by dashed lines. The crystal section shown in Fig. 5 is a combination of two diode structures made on the basis of n-type starting material, which is base 29, and a heavily doped p-layer 30, forming pn junction 31 with base 29. The diode structures have contacts 32 and 33. Figure 6 shows another embodiment of the intergroup isolation of the anode and cathode groups of diodes made in the initial n-type semiconductor 34. The heavily doped p-type layer 35 creates a junction 36 at the interface with the p-layer 34. The diode elements are equipped with upper contacts 37 and the lower contacts 38. The isolation between the diode elements of Fig. 6 (intergroup isolation) is carried out using a central n-type insulating layer surrounded on all sides by p-type layers and upper and lower insulating grooves intersecting the entire crystal, the bottom of which is located in the central n-type insulating layer.

Тиристорный модуль трехфазного мостового управляемого выпрямителя изображен на фиг. 7. Основу его составляют два полупроводниковых кристалла, в которых выполнена катодная группа тиристоров 39 и анодная группа тиристоров 40. Кристаллы смонтированы на общих металлических пластинах 41 и 42, являющихся токоотводами выпрямителя. От теплоотвода 45 эти пластины отделены изолирующей пластиной 43. Соединения между тиристорами осуществляются с помощью проводников 44, являющихся одновременно контактами к трехфазной сети переменного тока. На верхней плоскости тиристоров анодной группы находится p-слой 46. Область управления тиристоров катодной группы 47 имеет p-тип проводимости. Остальная часть поверхности тиристорных элементов катодной группы в основном имеет n-тип проводимости 52. Тиристоры катодной группы имеют металлизацию области управления 49 и основного контакта 48. На изолирующей пластине помимо токоотводящих пластин 41 и 42 размещены металлические пластины 50, контактирующие с областями управления тиристоров анодной группы. К пластинам 50 и областям металлизации 49 присоединены управляющие выводы 51. Конструкцию анодной группы раскрывает фиг.8, на которой представлено ее продольное сечение. Анодная группа реализована в исходном кристалле n-типа, образующем n-базу 52. Ниже ее расположена p-база 53 и n-эмиттер 55. Слои 52, 53 и 55 образуют p-n переходы 54 и 59. На верхнюю плоскость структуры выходят слои p-типа 56, образующие со слоем 52 p-n переход 57. Общим контактом является пластина 58. На верхних слоях p-типа 56 находятся контакты 60. На фиг.9 представлено продольное сечение катодной группы тиристоров, которая реализована в исходном полупроводнике n-типа, образующем n-базу 61. Под ней расположен p-эмиттер 62, граница этих областей является p-n переходом 63. Над n-базой 61 находится p-база 64 и над ней n-эмиттер 65. Эти три области образуют p-n переходы 66 и 67. Кристалл с тиристорными элементами размещен на общей токоотводящей пластине 68. На верхних n-эмиттерах 65 размещены верхние контакты 69. Поперечный разрез мостового выпрямителя, изображенного на фиг.7, представлен на фиг.10. Левая часть является разрезом катодной группы тиристоров, правая часть анодной группы тиристоров, которые реализованы на основе исходного полупроводника n-типа 71, образующего n-базу тиристора. Снизу и с боков n-база 71 охватывается слоем p-типа 72, сверху она граничит с p-базой 73. N-эмиттер катодной группы 74 и p-эмиттер анодной группы 73 имеют верхнюю металлизацию 76. На нижней плоскости размещаются основные токоотводы 77 и 78 и токоотвод от области управления 80. The thyristor module of a three-phase bridge controlled rectifier is shown in FIG. 7. It is based on two semiconductor crystals in which the cathode group of thyristors 39 and the anode group of thyristors 40 are made. The crystals are mounted on common metal plates 41 and 42, which are rectifier current leads. These plates are separated from the heat sink 45 by an insulating plate 43. Connections between the thyristors are made using conductors 44, which are simultaneously contacts to a three-phase AC network. On the upper plane of the thyristors of the anode group there is a p-layer 46. The control region of the thyristors of the cathode group 47 has a p-type conductivity. The rest of the surface of the thyristor elements of the cathode group mainly has an n-type conductivity 52. The thyristors of the cathode group have a metallization of the control region 49 and the main contact 48. In addition to the collector plates 41 and 42, metal plates 50 are placed on the insulating plate in contact with the control areas of the thyristors of the anode group . The control terminals 51 are connected to the plates 50 and metallization regions 49. The design of the anode group is disclosed in Fig. 8, which shows its longitudinal section. The anode group is realized in the initial n-type crystal, forming the n-base 52. Below it is located the p-base 53 and the n-emitter 55. The layers 52, 53 and 55 form the pn junctions 54 and 59. The p- layers go to the upper plane of the structure type 56, forming a junction 57 with a 52 pn layer. The common contact is plate 58. On the upper p-type layers 56 there are contacts 60. Figure 9 shows a longitudinal section of the cathode group of thyristors, which is implemented in the initial n-type semiconductor forming n -base 61. Underneath it is a p-emitter 62, the boundary of these regions is the pn junction 63. hell with n-base 61 there is a p-base 64 and above it an n-emitter 65. These three regions form pn junctions 66 and 67. A crystal with thyristor elements is placed on a common collector plate 68. On the upper n-emitters 65 there are upper contacts 69. A cross section of the bridge rectifier shown in Fig.7, is presented in Fig.10. The left side is a section of the cathode group of thyristors, the right side of the anode group of thyristors, which are implemented on the basis of the initial n-type semiconductor 71, forming the n-base of the thyristor. From below and from the sides, the n-base 71 is covered by a p-type layer 72, from above it borders on the p-base 73. The N-emitter of the cathode group 74 and the p-emitter of the anode group 73 have an upper metallization 76. The main collectors 77 and 78 and down conductor from control area 80.

В случае гибридного варианта анодная и катодная группы тиристоров набираются из трех тиристоров, соединенных встык. Это возможно благодаря наличию бокового p-слоя, окружающего каждый тиристорный элемент. In the case of the hybrid variant, the anodic and cathodic groups of thyristors are drawn from three thyristors connected end-to-end. This is possible due to the presence of a lateral p-layer surrounding each thyristor element.

На фиг. 11 изображен трехфазный тиристорный мостовой выпрямитель, выполненный в одном монокристалле 81. Он располагается на двух токоотводящих металлических пластинах 82 и 83, которые контактируют с изолирующей прокладкой 84, расположенной на теплоотводе 86. Металлизация 85 на верхней плоскости образует основные контакты к p-области анодной группы 87. Металлизация 89 образует контакт к n-области, а металлизация 90 контакт к p-области управления тиристоров катодной группы. Пластины 91 являются токоподводами к области управления тиристоров анодной группы. Система внешних выводов на фиг.11 не показана, она аналогична фиг.7. In FIG. 11 shows a three-phase thyristor bridge rectifier made in one single crystal 81. It is located on two current-conducting metal plates 82 and 83, which are in contact with an insulating strip 84 located on the heat sink 86. Metallization 85 on the upper plane forms the main contacts to the p-region of the anode group 87. Metallization 89 forms a contact to the n-region, and metallization 90 contacts to the p-region of the thyristor control of the cathode group. The plates 91 are current leads to the control area of the thyristors of the anode group. The external terminal system in FIG. 11 is not shown; it is similar to FIG. 7.

Внутригрупповая изоляция осуществляется канавками на верхней плоскости, окружающими по периметру тиристорные элементы. Дно канавок располагается в исходном материале, внешний край заходит на боковые области p-типа. Поперечный разрез мостового выпрямителя, показывающий систему межгрупповой изоляции, приведен на фиг.12. Изоляция осуществляется либо с помощью двух канавок, расположенных на нижней плоскости и пересекающих весь кристалл, и верхних канавок, являющихся частями внутригрупповой изоляции, либо с помощью одной верхней и одной нижней канавок, расположенных друг против друга, как показывают на фиг.12 штриховые линии. Поперечный разрез выпрямителя (фиг.12) представляет собой комбинацию двух тиристорных структур, выполненных на основе исходного материала n-типа, который является n-базой 92, содержащих сильнолегированные p-слои 93, сильнолегированный n-слой 96. На верхние и нижние слои 93 и 96 нанесена металлизация 95 и 97. На верхнюю и нижнюю области управления p-типа нанесена металлизация 94. Intragroup isolation is carried out by grooves on the upper plane surrounding the thyristor elements around the perimeter. The bottom of the grooves is located in the source material, the outer edge extends to the side regions of the p-type. A cross section of a bridge rectifier showing an intergroup isolation system is shown in FIG. 12. Isolation is carried out either using two grooves located on the lower plane and intersecting the entire crystal, and the upper grooves that are part of the intragroup insulation, or using one upper and one lower grooves located opposite each other, as shown in Fig. 12 by dashed lines. The cross section of the rectifier (Fig. 12) is a combination of two thyristor structures made on the basis of an n-type starting material, which is an n-base 92, containing heavily doped p-layers 93, highly doped n-layer 96. On the upper and lower layers 93 and 96, metallization 95 and 97 are applied. Metallization 94 is applied to the upper and lower p-type control regions.

На фиг.13 представлен другой вариант межгрупповой изоляции анодной и катодной групп тиристоров, выполненных в исходном полупроводнике n-типа 98. Полупроводниковые тиристорные структуры содержит сильнолегированные p-слои 99, сильнолегированные n-слои 100. На верхней и нижней плоскостях нанесена металлизация основных контактов 101 и 102, области управления имеют металлизацию 103. On Fig presents another variant of the intergroup isolation of the anode and cathode groups of thyristors made in the initial n-type semiconductor 98. The semiconductor thyristor structures contain heavily doped p-layers 99, heavily doped n-layers 100. The metallization of the main contacts 101 is deposited on the upper and lower planes and 102, the control areas have metallization 103.

На фиг.14 изображен модуль мостового тиристорного выпрямителя, представленный в трехфазном варианте. On Fig shows a module of a thyristor bridge rectifier, presented in a three-phase version.

На фиг. 15 приведен разрез катодной группы, на фиг.16 приведен разрез анодной группы тиристоров. На фиг.17 приведен пример структуры тиристора, управляемого со стороны анода. Однокристальное исполнение модуля тиристорного выпрямителя, тиристоры анодной группы которого имеют управляющий электрод, расположенный со стороны анода, реализуются аналогично предыдущему варианту (фиг.11, 12 и 13). In FIG. 15 shows a section of a cathode group; FIG. 16 shows a section of an anode group of thyristors. On Fig shows an example of the structure of a thyristor controlled from the side of the anode. The single-chip design of the thyristor rectifier module, the thyristors of the anode group of which have a control electrode located on the side of the anode, are implemented similarly to the previous version (Figs. 11, 12 and 13).

Устройство содержит (фиг.14) теплоотвод 110, на котором размещена электроизоляционная теплопроводящая прокладка 108. На прокладке 108 установлены две металлические пластины 106 и 107. На пластине 107 размещены тиристоры анодной группы 104, на пластине 106 размещены тиристоры катодной группы 105. К тиристорам групп 104 и 105 со стороны верхней плоскости подведены тоководы 109. The device contains (Fig. 14) a heat sink 110 on which an insulating heat-conducting gasket 108 is placed. Two metal plates 106 and 107 are installed on the gasket 108. Anode group 104 thyristors are placed on the plate 107, cathode group thyristors 105 are placed on the plate 106. To the thyristors of the groups 104 and 105 from the upper plane summed current leads 109.

Тиристоры катодной группы (фиг.15) выполнены на основе исходного материала n-типа 114, содержат сильнолегированные p-слои 115, сильнолегированные n-слои 116, металлизацию на верхней плоскости 117, покрывающую сильнолегированный n-слой и область управления p-типа, входящую на верхнюю плоскость. Кристалл монтируется на токоотвод 118. The thyristors of the cathode group (Fig. 15) are made on the basis of n-type starting material 114, contain heavily doped p-layers 115, heavily doped n-layers 116, metallization on the upper plane 117 covering a heavily doped n-layer and a p-type control region included to the top plane. The crystal is mounted on down conductor 118.

Тиристоры анодной группы (фиг.16) выполнены на основе исходного материала n-типа 119, содержит сильнолегированные слои p-типа 120 и сильнолегированные n-слои 121. Металлизация на верхней плоскости 122 покрывает сильнолегированный p-слой 120 и область управления, состоящую из участков n-типа 121 и p-типа 120. The thyristors of the anode group (Fig. 16) are made on the basis of n-type starting material 119, contains heavily doped p-type layers 120 and heavily doped n-layers 121. Metallization on the upper plane 122 covers a heavily doped p-layer 120 and a control region consisting of sections n-type 121 and p-type 120.

Устройство работает как обычный тиристорный выпрямитель. Отличие состоит только в работе тиристоров анодной группы (фиг.16). При подаче сигнала управления отрицательной полярности из n-слоя 121 начинается инжекция электронов, которые попадают в n-базу 119, понижают ее потенциал относительно p-слоя верхнего p-слоя 120 и вызывают инжекцию дырок в n-базу 119. Механизм включения аналогичен включению при присоединении управляющего электрода к n-базе. Это позволяет разместить управляющие электроды обеих групп на одной (верхней) плоскости, уменьшить размеры устройства. С другой стороны, возникновение в области управления пятислойной n-p-n-p-n структуры приводит к эффекту, известному в триаках как эффект (du/dt) com, или неконтролируемому включению структуры в проводящее состояние при высоких скоростях коммутации напряжения. Для устранения этого явления в рассматриваемом случае принимаются специальные мероприятия, которые разъясняет фиг.17. Здесь изображен фрагмент тиристора анодной группы (разрез и вид сверху), который реализован в исходном материале n-типа 124. Структура тиристора состоит также из сильнолегированных слоев p-типа 125 и n-типа 129 на верхней 130 и на нижней 131 плоскостях. Области n-типа имеют форму кольца. На нижней плоскости эти кольца соединены участками n-типа 131. Снизу структура тиристора покрыта сплошной металлизацией, сверху имеется металлизация области управления 128 в виде круга и основной части структуры в виде кольца 127. При такой конструкции включение осуществляется сначала в области малого кольца n-типа, затем включенное состояние распространяется по участкам 131 и достигает основной части структуры. Когда она включается, область структуры над малым кольцом n-типа практически не проводит тока, имеет более низкую температуру и повышенную стойкость к эффекту (du/dt) com. The device works like a conventional thyristor rectifier. The difference is only in the operation of the thyristors of the anode group (Fig. 16). When a negative polarity control signal is supplied from n-layer 121, injection of electrons begins, which enter the n-base 119, reduce its potential relative to the p-layer of the upper p-layer 120 and cause holes to be injected into the n-base 119. The switching mechanism is similar to switching on attaching the control electrode to the n-base. This allows you to place the control electrodes of both groups on the same (upper) plane, reduce the size of the device. On the other hand, the appearance of a five-layer n-p-n-p-n structure in the control domain leads to an effect known in triacs as the (du / dt) com effect, or to uncontrolled inclusion of the structure into a conducting state at high voltage switching rates. To eliminate this phenomenon in the case under consideration, special measures are taken, which are explained in FIG. Here, a fragment of the anode group thyristor (section and top view) is shown, which is implemented in n-type starting material 124. The thyristor structure also consists of heavily doped p-type layers 125 and n-type 129 on the upper 130 and lower 131 planes. The n-type regions are ring-shaped. On the lower plane, these rings are connected by sections of n-type 131. The structure of the thyristor is covered with solid metallization below, the metallization of the control region 128 is in the form of a circle and the main part of the structure is in the form of a ring 127 on top. With this design, switching on is performed first in the region of a small n-type ring , then the on state propagates through sections 131 and reaches the main part of the structure. When it is turned on, the structure region above the small n-type ring practically does not conduct current, has a lower temperature and increased resistance to the effect (du / dt) com.

Для тех случаев, когда необходимо иметь цепь управления, изолированную от основной цепи, предлагается модуль, основными элементами которого являются фототиристоры или оптотиристоры. На фиг.18 представлен фототиристорный вариант трехфазного мостового выпрямителя с изолированным входом. В случае оптотиристорного варианта над каждым фототиристором располагается диод-излучатель. Устройство состоит из двух фототиристорных групп: анодной 132 и катодной 133, которые монтируются на токоотводах 135 и 134, расположенных на изолирующей пластине 136, контактирующей с теплоотводом 138. Система подвода переменного тока 137 показана штриховыми линиями. For those cases when it is necessary to have a control circuit isolated from the main circuit, a module is proposed, the main elements of which are photothyristors or optothyristors. On Fig presents phototyristor version of a three-phase bridge rectifier with an isolated input. In the case of the opto-thyristor option, a diode emitter is located above each photothyristor. The device consists of two photothyristor groups: anode 132 and cathode 133, which are mounted on down conductors 135 and 134 located on an insulating plate 136 in contact with the heat sink 138. The alternating current supply system 137 is shown by dashed lines.

Особенности фототиристоров катодной группы разъясняет фиг.19. Фототиристоры состоят из n-базы (исходный материал) 139, сильнолегированной p-базы 141, p-эмиттера 140 и n-эмиттера 142. На верхней плоскости, со стороны которой подается свет, имеется металлизация 143. На нижней плоскости имеется общая металлизация 144. The features of the cathode group photothyristors are explained in FIG. Photothyristors consist of an n-base (starting material) 139, a heavily doped p-base 141, a p-emitter 140 and an n-emitter 142. On the upper plane from which light is supplied, there is a metallization 143. On the lower plane there is a common metallization 144.

Особенности фототиристоров анодной группы разъясняет фиг.20. Фототиристоры состоят из n-базы (исходный материал) 145, p-базы 146, p-слоя 147, формирующего эмиттер и боковой слой, и n-эмиттера 148. На верхней плоскости, со стороны которой подается свет, имеется металлизация 149, на нижней плоскости общая металлизация 150. Как следует из фиг.19 и 20, катодная и анодная группы фототиристоров управляются светом соответственно со стороны катода и анода. Поскольку анодная группа фототиристоров управляется со стороны анода, то для включения этих тиристоров требуется большая мощность управления, чем для тиристоров катодной группы, управляемой со стороны катода. Для получения симметрии управления обеих групп предлагается ряд мероприятий, снижающих мощность управления без существенного ухудшения других параметров (напряжение переключения, скорость нарастания анодного напряжения и другие). Эти мероприятия раскрывают фиг.21 и 22, на которых приведен разрез области управления и вид сверху фототиристора, управляемого со стороны анода. Структура фототиристора на фиг.21 содержит n-базу 151, p-базу 152, p-эмиттер 153, n-эмиттер 159, области n-типа 154 и 155 на верхней плоскости структуры. В разделении носителей (дырок и электронов, генерированных светом) в основном принимают участие p-n переходы 157 и 158. Структура имеет металлизацию на верхней и нижней плоскости 156. Области 154 и 155 имеют форму колец с разрывом (фиг. 22), ориентированных радиально относительно оси симметрии, что обеспечивает локализацию фототока в месте разрывов и способствует уменьшению мощности управления. Кольцевые области n-типа с разрывом 154 и 155 могут быть заменены канавками. Для уменьшения части света, поглощаемой p-слоем 153, в освещаемом участке p-слоя выполняется выемка 160, глубина которой не более разности толщины p-эмиттера и слоя объемного заряда, возникающее при максимальном обратном напряжении снижение перегрева структуры и повышение стойкости к эффекту (du/dt) com достигается с помощью кольцевой области p-типа, снабженной не менее чем одним разрывом, показанной на фиг.24, которая является видом снизу структуры, представленной на фиг.23. Здесь 161 n-база, 162 p-эмиттер, 163 p-база, 164 n-эмиттер, 165 область n-типа, по которой протекает фототок. При воздействии света вначале включается участок структуры, ограниченный областью 165. Далее включенное состояние распространяется через разрывы в p-кольце и достигает n-области 164, после включения области 164 ток нагрузки практически не протекает через центральный участок структуры, ограниченный n-областью 165. Features of the photo thyristors of the anode group are explained in FIG. Photothyristors consist of an n-base (starting material) 145, a p-base 146, a p-layer 147 forming an emitter and a side layer, and an n-emitter 148. On the upper plane from which light is supplied, there is metallization 149, on the lower the plane is total metallization 150. As follows from Figs. 19 and 20, the cathode and anode groups of the photothyristors are controlled by light from the side of the cathode and anode, respectively. Since the anode group of photothyristors is controlled from the side of the anode, to turn on these thyristors, a higher control power is required than for thyristors of the cathode group controlled from the side of the cathode. To obtain the control symmetry of both groups, a number of measures are proposed that reduce the control power without significant deterioration of other parameters (switching voltage, anode voltage rise rate, and others). These events are disclosed in FIGS. 21 and 22, which show a section of the control area and a top view of the photothyristor controlled from the anode side. The photothyristor structure in FIG. 21 contains an n-base 151, a p-base 152, a p-emitter 153, an n-emitter 159, n-type regions 154 and 155 on the upper plane of the structure. The pn junctions 157 and 158 mainly participate in the separation of carriers (holes and electrons generated by light). The structure has a metallization on the upper and lower planes 156. Regions 154 and 155 have the form of rings with a gap (Fig. 22), oriented radially relative to the axis symmetry, which provides localization of the photocurrent at the place of discontinuities and helps to reduce the control power. The n-type annular regions with a gap of 154 and 155 can be replaced by grooves. To reduce the part of the light absorbed by the p-layer 153, a recess 160 is made in the illuminated portion of the p-layer, the depth of which is not more than the difference between the thickness of the p-emitter and the space charge layer, which occurs at a maximum reverse voltage, reducing the structure overheating and increasing the resistance to effect (du / dt) com is achieved using a p-type annular region provided with at least one gap shown in Fig. 24, which is a bottom view of the structure shown in Fig. 23. Here 161 n-base, 162 p-emitter, 163 p-base, 164 n-emitter, 165 n-type region through which the photocurrent flows. When exposed to light, the structure portion bounded by region 165 is first turned on. Then, the on state propagates through gaps in the p-ring and reaches the n-region 164; after switching on region 164, the load current practically does not flow through the central region of the structure bounded by n-region 165.

В том случае, когда необходимо получить реверсивный (изменяющий направление выпрямленного тока) управляемый мостовой трехфазный выпрямитель, достаточно заменить в устройстве на фиг.14 тиристора на симисторы (триаки). Однако в этом случае остается проблема симметрии (выравнивания) токов управления в прямом и обратном направлениях. На фиг.25 и 26 представлены конструкции структур триаков, особенностью которых являются уменьшенные токи управления и их более высокая симметрия. Структура на фиг.25 содержит n-базу 168, слой P1 169, выполняющий функции эмиттера, p-базы и области управления, слой P2 170, выполняющий функцию p-базы и эмиттера, n-эмиттеры 171 и 172, слой P2 173, выполняющий функции области управления. Слои p- и n-типа образуют p-n переходы 176, 177, 178, 179, 180. Сверху и снизу на основных электродах выполнена металлизация 175, на области управления имеется металлизация 174.In the case when it is necessary to obtain a reversible (changing the direction of the rectified current) controlled three-phase bridge rectifier, it is enough to replace the thyristor in the device of Fig.14 with triacs (triacs). However, in this case, the problem of symmetry (alignment) of the control currents in the forward and reverse directions remains. On Fig and 26 presents the design of the structures of the triacs, a feature of which are reduced control currents and their higher symmetry. The structure of FIG. 25 contains an n-base 168, a layer P 1 169, which functions as an emitter, a p-base and a control area, a layer P 2 170, which performs the function of a p-base and an emitter, n-emitters 171 and 172, a layer P 2 173, performing the functions of the control area. The p- and n-type layers form pn junctions 176, 177, 178, 179, 180. Metallization 175 is made on the top and bottom of the main electrodes, metallization 174 is on the control area.

Структура на фиг.26 содержит n-базу 190, слой P1 191, выполняющий функции базы, эмиттера и области управления, слой P2 192, выполняющий функции p-базы и эмиттера, n-эмиттеры 193 и 194, область управления n-типа 195. Слои n- и p-типа образуют p-n переходы 198, 199, 200, 201 и 202. На основных электродах сверху и снизу нанесена металлизация 197, на области управления имеется металлизация 197. структуры на фиг.25 и 26 отличаются от известных структур триаков тем, что канавка, выполненная между металлизацией области управления и металлизацией основных контактов на верхней плоскости либо частично заходит только в область n1 (фиг.25), либо частично заходит в области n1 и p1 (фиг.26). В этом случае, по сравнению с известными структурами триаков, повышается плотность тока на краях инжектирующих переходов и снижаются токи управления.The structure of FIG. 26 contains an n-base 190, a layer P 1 191, which functions as a base, emitter, and a control area, a layer P 2 192, which functions as a p-base and emitter, n-emitters 193 and 194, an n-type control area 195. The n- and p-type layers form pn junctions 198, 199, 200, 201 and 202. Metallization 197 is deposited on the main electrodes above and below, metallization 197 is applied to the control area. The structures in Figs. 25 and 26 are different from the known structures triacs in that the groove made between the metallization of the control area and the metallization of the main contacts on the upper plane and either only partly comes to n 1 (Figure 25), or partially comes in n 1 and p 1 (Figure 26). In this case, in comparison with the known structures of triacs, the current density at the edges of the injection junctions increases and the control currents decrease.

Для тех случаев, когда необходимо получить реверсивный управляемый мостовой выпрямитель с изолированным входом, достаточно заменить в устройстве на фиг.18 фототиристорные элементы на фотосимисторные элементы. Однако специфика применения фототиристоров в управляемых мостовых выпрямителях выдвигает ряд требований к фотосимисторам. Это, прежде всего, требование небольшой мощности управления, высоких скоростей нарастания тока и напряжения. Этим требованиям удовлетворяют структуры фотосимисторов, представленные на фиг. 27-35. На фиг. 27, 28 и 29 изображен вид сверху, разрез и вид снизу структуры фотосимистора. В этих структурах приняты меры для того, чтобы в области первоначального включения имели место участки как прямоориентированных, так и обратноориентированных p-n-p-n структур. В известных структурах фотосимисторов в области первоначального включения реализуются пятислойные n-p-n-p-n структуры. Структура фотосимистора на фиг.28 содержит n-базу 203, p-слои 204 и 205, выполняющие функции эмиттера и базы. N-слои 206, 207, 208 и 211 выполняют функции эмиттеров. На верхней плоскости металлизация 209 и 210 выполняет функцию контактов к основной части и области управления структуры, изображенных на фиг.27 штриховыми линиями. Нижняя поверхность структуры покрыта металлизацией 212. На нижней плоскости в области выступа n-типа создается участок p-типа 213, который может соединяться каналом p-типа 214 с p-эмиттером 205. По сравнению с известными структурами фотосимисторов структура, изображенная на фиг.27, 28 и 29, отличается тем, что за счет уменьшения протяженности n-слоя 207 и создания участка 213 при включении в прямом и обратном направлении в области начального включения в прямом и обратном направлении реализуется p-n-p-n структура. Включение происходит следующим образом. Вначале включается в участок, где реализована p-n-p-n структура, затем включенное состояние по каналу распространятся к основной части структуры (прямая полярность). При обратной полярности ток протекает от выступа n-типа на верхней плоскости к нижней плоскости (область 206). For those cases when it is necessary to obtain a reversible controllable bridge rectifier with an isolated input, it is sufficient to replace the photo-thyristor elements in the device in Fig. 18 with photosimistor elements. However, the specifics of the use of photothyristors in controlled bridge rectifiers puts forward a number of requirements for photo-thyristors. This is, first of all, the requirement of low power control, high slew rates of current and voltage. The photomistor structures shown in FIG. 27-35. In FIG. 27, 28, and 29 show a top view, a section, and a bottom view of the structure of a photosymistor. In these structures, measures have been taken so that in the initial inclusion region there are areas of both directly oriented and reverse oriented p-n-p-n structures. Five-layer n-p-n-p-n structures are realized in the known structures of photosimistors in the initial inclusion region. The structure of the photosimistor in Fig. 28 contains an n-base 203, p-layers 204 and 205, which perform the functions of an emitter and a base. N-layers 206, 207, 208 and 211 act as emitters. On the upper plane, metallization 209 and 210 performs the function of contacts to the main part and the control region of the structure, shown in dashed lines in Fig. 27. The lower surface of the structure is covered with metallization 212. On the lower plane, in the region of the n-type protrusion, a p-type portion 213 is created, which can be connected by the p-type channel 214 with the p-emitter 205. Compared to the known photistor structures, the structure shown in Fig. 27 28 and 29, characterized in that by reducing the length of the n-layer 207 and creating a section 213 when switching on in the forward and reverse direction in the region of the initial inclusion in the forward and reverse direction, a pnpn structure is realized. The inclusion is as follows. First, it is included in the site where the p-n-p-n structure is realized, then the on state propagates through the channel to the main part of the structure (direct polarity). With reverse polarity, the current flows from the n-type protrusion on the upper plane to the lower plane (region 206).

На фиг.30, 31 и 32 изображены вид сверху, разрез и вид снизу еще одного варианта структуры фотосимистора с улучшенными динамическими характеристиками. Структура получена на основе исходного материала n-типа (n-база 215), содержит p-слои 216 и 217, выполняющие функции базы и эмиттера, n-слои 218, 219, 220 и 221, являющиеся эмиттерами, металлизацию на верхней плоскости 223, 224 и 225, на фиг.30 показанную штриховыми линиями, металлизацию 222 на нижней плоскости. На нижней плоскости в области n-типа 218 выполнен участок p-типа в виде части кольца 226, которое может быть связан ос областью p-типа 217, выходящей на нижнюю плоскость, каналом p-типа, показанным на фиг.32 штриховыми линиями. По сравнению с предыдущим вариантом, на фиг.27, 28 и 29 участок p-типа на верхней плоскости приближен к области включения за счет выемки p-типа на выступе n-типа 219. Участок p-типа 213 преобразована в часть кольца 226. Эти мероприятия уменьшают падение напряжения на p-n-p-n структуре в начальный момент включения и увеличивают вероятность попадания области первоначального включения в участок p-типа 226 на нижней плоскости структуры. Два последних варианта относятся к структурам с регенеративным управляющим электродом. Тем не менее эти технические решения применимы и к нерегенеративным структурам. В этом случае фотоокно ограничивается областями внутри полуколец. On Fig, 31 and 32 depicts a top view, a section and a bottom view of another version of the structure of a photimistor with improved dynamic characteristics. The structure is obtained on the basis of n-type starting material (n-base 215), contains p-layers 216 and 217, which serve as the base and emitter, n-layers 218, 219, 220 and 221, which are emitters, metallization on the upper plane 223, 224 and 225, shown in dashed lines in FIG. 30, metallization 222 on the lower plane. On the lower plane, in the n-type region 218, a p-type region is made in the form of a part of the ring 226, which can be connected with the p-region 217 facing the lower plane by the p-type channel shown in dashed lines in Fig. 32. Compared with the previous embodiment, in FIGS. 27, 28 and 29, the p-type section on the upper plane is close to the inclusion region due to the p-type recess on the n-type protrusion 219. The p-type section 213 is transformed into part of the ring 226. These measures reduce the voltage drop across the pnpn structure at the initial moment of inclusion and increase the likelihood of the initial inclusion region getting into the p-type region 226 on the lower plane of the structure. The last two options relate to structures with a regenerative control electrode. Nevertheless, these technical solutions are applicable to non-regenerative structures. In this case, the photo window is limited to the areas inside the half rings.

На фиг. 33, 34 и 35 представлен третий вариант оптосимистора с обычной (нерегенеративной) системой управления. Геометрия p- и n-областей на нижней плоскости фиг.34 аналогична фиг.29. Проблема приближения области включения к участкам, где реализованы четырехслойные p-n-p-n структуры решается с помощью чередующихся колец n- и p-типа в области управления (фотоокна) на фиг.33, где область фотоокна отмечена штриховой окружностью. Эффект повышения скорости нарастания нагрузочного тока имеет место и в случае структуры, вид сверху которой изображен на фиг.33, а вид снизу на фиг.35, т.е. без введения дополнительного участка p-типа в области выступа n-типа на нижней плоскости структуры. In FIG. 33, 34 and 35, a third embodiment of an optosymistor with a conventional (non-regenerative) control system is presented. The geometry of the p and n regions on the lower plane of FIG. 34 is similar to FIG. 29. The problem of approaching the inclusion region to the areas where four-layer p-n-p-n structures are implemented is solved using alternating n- and p-type rings in the control region (photo window) in Fig. 33, where the photo window region is marked by a dashed circle. The effect of increasing the slew rate of the load current also occurs in the case of a structure, the top view of which is shown in Fig. 33, and the bottom view in Fig. 35, i.e. without introducing an additional p-type region in the region of the n-type protrusion on the lower plane of the structure.

Обязательным элементом рассмотренных выше конструкций является замкнутая по контуру канавка, дно которой располагается в исходном материала n-типа, а внешняя часть соприкасается с боковым слоем p-типа. Канавка, в принципе, является пассивным элементом, так как через нее не протекает ток нагрузки. В связи с этим канавка должна иметь минимальные размеры, выполняя при этом свое функциональное назначение повышение пробивного напряжения p-n перехода на поверхности. Решению этой задачи посвящены технические предложения, представленные на фиг. 36-41. На фиг.36 представлен разрез периферийной части p-n-p-n структуры, выполненной на основе исходного полупроводника n-типа (n-база 263). Структура также содержит p-слой 228, выполняющий функции эмиттера и бокового сильнолегированного слоя, и n-эмиттер 230. Слои образуют p-n переходы 233, 234, 235. На верхней плоскости имеется металлизация 231, на нижней 232. Особенностью прибора на фиг.36 является неглубокая канавка, дно которой расположено в n-базе 227, а глубина канавки h имеет величину порядка xj+ Δxck, где xj глубина залегания p-n перехода 235, Δxck протяженность скомпенсированного слоя в n-базе. При прямом включении p-n-p-n структуры (- на верхнем контакте 231 и + на нижнем контакте 232) слой объемного заряда (заштрихованная часть фиг.36) смыкается в местом выхода на поверхность p-n перехода 234. Этого можно избежать, если расстояние между выходом на поверхность p-n перехода 234 и границей объемного заряда на дне канавки будет превышать эффективную ширину n-базы Wnef. На фиг.37 представлена структура с неглубокой канавкой при обратном напряжении на структуре (+ на верхней контакте, на нижнем контакте), выполненной на основе полупроводника n-типа 236. Структура содержит также p-базу 238, p-слой 237, выполняющий функции эмиттера и бокового сильнолегированного слоя, n-эмиттер 239, контакты к полупроводнику 240 и 241. P- и n-слои образуют p-n переходы 242, 243, 244. Чтобы не имело места смыкание слоя объемного заряда при максимальном обратном напряжении, необходимо, как и в случае прямого напряжения, чтобы расстояние между выходом p-n перехода 224 на поверхность и границей объемного заряда на дне канавки превышало эффективную ширину n-базы Wnef. На фиг.36 и 37 объемный заряд обозначен штриховыми линиями. На фиг.38 и 39 представлена p-n-p-n структура соответственно при прямом и обратном напряжениях на контактах в случае глубокой канавки, когда глубина канавки h значительно превышает величину xj+ Δxck На фиг.38 и 39 соответственно приняты следующие обозначения: исходный материал базы n-типа 227 и 236, p-база 229 и 238, p-эмиттер 228 и 237, n-эмиттер 230 и 239, контакты 231, 232, 240, 241, p-n переходы 233, 234, 235, 242, 263 и 244. При прямом смещении граница слоя объемного заряда на поверхности канавки в основном находится в районе крутой части канавки. При таком варианте максимальное значение глубины канавки определяется требованиями обеспечения работы структуры в обратном направлении (фиг. 39), когда слой объемного заряда должен выходить на максимально возможную поверхность канавки. Такой вариант представлен на фиг.39. Если учесть требования прямого и обратного включения, то максимальная глубина канавки не должна превышать величины h, где h геометрическая ширина n-базы. Таким образом, глубина канавки выбирается из условия
xj+ 0,5Wn>h>xj+ Δxck
Следует указать на то, что на практике не существует значения глубины канавки, которая бы обеспечила одинаковые условия для прямого и обратного включения. Если учесть, что канавка на практике реализуется методом травления, то, с учетом разброса, неглубокая канавка имеет глубину 2-3(xj+ Δxck). Для глубоких канавок обеспечиваются лучшие условия для обратного включения. Возможно еще одно техническое решение, которое позволяет совместить положительные стороны неглубокой и глубокой канавок. На фиг.40 и 41 представлена конструкция p-n-p-n структуры, особенностью которой является наличие уступа в области канавки. Здесь приняты соответственно следующие обозначения: исходный материал n-база 263 и 272, p-база 265 и 274, p-эмиттер 264 и 273, n-эмиттер 266 и 276, p-n переходы 269, 270, 271 и 277, 278, 280, контакты 267, 268 и 276, 279. Наличие уступа приводит к тому, что правая часть канавки может рассматриваться как неглубокая канавка, обеспечивающая высокие прямые напряжения. Левая часть канавки может рассматриваться как глубокая канавка, обеспечивающая высокие обратные напряжения. В соответствии с этим глубина уступа h выбирается исходя из требований к глубине неглубокой канавки. Ширина уступа не менее 1,5 W03 (W03 ширина слоя объемного заряда с тем, чтобы поверхностная напряженность электрического поля в среднем не превышала объемную). Для того чтобы свести к минимуму технологические разбросы, пологая часть уступа (ступенька) может выполняться под небольшим углом (1-20o). На фиг.40 это показано штриховой линией.An obligatory element of the constructions considered above is a groove closed along the contour, the bottom of which is located in the n-type source material, and the outer part is in contact with the p-type side layer. The groove, in principle, is a passive element, since the load current does not flow through it. In this regard, the groove should have a minimum size, while fulfilling its functional purpose, increasing the breakdown voltage pn of the junction on the surface. The technical proposals presented in FIG. 36-41. On Fig presents a section of the peripheral part pnpn structure made on the basis of the original n-type semiconductor (n-base 263). The structure also contains a p-layer 228, which functions as an emitter and a side highly doped layer, and an n-emitter 230. The layers form pn junctions 233, 234, 235. On the upper plane there is metallization 231, on the lower 232. A feature of the device in Fig. 36 is a shallow groove, the bottom of which is located in the n-base 227, and the depth of the groove h is of the order of x j + Δx ck , where x j is the depth of the pn junction 235, Δx ck is the length of the compensated layer in the n-base. When the pnpn structure is turned on directly (- on the upper contact 231 and + on the lower contact 232), the space charge layer (the shaded part of Fig. 36) closes at the exit point to the surface of the pn junction 234. This can be avoided if the distance between the exit to the surface of the pn junction 234 and the boundary of the space charge at the bottom of the groove will exceed the effective width of the n base W nef . On Fig presents a structure with a shallow groove at a reverse voltage on the structure (+ on the upper contact, on the lower contact), made on the basis of n-type semiconductor 236. The structure also contains a p-base 238, p-layer 237, which performs the functions of the emitter and a lateral strongly doped layer, n-emitter 239, contacts to the semiconductor 240 and 241. P- and n-layers form pn junctions 242, 243, 244. In order to prevent the closure of the space charge layer at the maximum reverse voltage, it is necessary, as in case of forward voltage so that the distance between the output pn transition 224 to the surface and the boundary of the space charge at the bottom of the groove exceeded the effective width of the n base W nef . 36 and 37, the space charge is indicated by dashed lines. On Fig and 39 presents the pnpn structure, respectively, with forward and reverse voltage on the contacts in the case of a deep groove, when the depth of the groove h significantly exceeds the value x j + Δx ck Figs. 38 and 39, respectively, the following notation: base material n- type 227 and 236, p-base 229 and 238, p-emitter 228 and 237, n-emitter 230 and 239, pins 231, 232, 240, 241, pn junctions 233, 234, 235, 242, 263 and 244. With For direct bias, the boundary of the space charge layer on the surface of the groove is mainly in the region of the steep part of the groove. With this option, the maximum value of the depth of the groove is determined by the requirements for ensuring the structure operates in the opposite direction (Fig. 39), when the layer of space charge should go to the maximum possible surface of the groove. This option is presented in Fig. 39. If we take into account the requirements of direct and reverse inclusion, then the maximum depth of the groove should not exceed the value of h, where h is the geometric width of the n-base. Thus, the depth of the groove is selected from the condition
x j + 0.5W n >h> x j + Δx ck
It should be pointed out that in practice there is no value for the depth of the groove that would provide the same conditions for direct and reverse connection. If we take into account that the groove is implemented in practice by etching, then, taking into account the scatter, the shallow groove has a depth of 2-3 (x j + Δx ck ). For deep grooves, better conditions are provided for reverse engagement. Perhaps another technical solution that allows you to combine the positive aspects of shallow and deep grooves. On Fig and 41 presents the design pnpn structure, a feature of which is the presence of a ledge in the groove area. The following designations are adopted here, respectively: source material n-base 263 and 272, p-base 265 and 274, p-emitter 264 and 273, n-emitter 266 and 276, pn junctions 269, 270, 271 and 277, 278, 280, contacts 267, 268 and 276, 279. The presence of a step leads to the fact that the right side of the groove can be considered as a shallow groove, providing high forward voltage. The left side of the groove can be seen as a deep groove providing high reverse voltages. In accordance with this, the depth of the step h is selected based on the requirements for the depth of the shallow groove. The step width is not less than 1.5 W 03 (W 03 the width of the space charge layer so that the surface electric field does not exceed the volumetric average). In order to minimize technological variation, the gentle part of the ledge (step) can be performed at a small angle (1-20 o ). 40, this is indicated by a dashed line.

Ширина канавки задает протяженность периметра канавки ниже линии p-n перехода, которая (протяженность) должна быть не менее максимальной ширины объемного заряда. С учетом того, что канавка может иметь не вертикальные, а наклонные стенки, необходимо, чтобы ширина канавки по крайней мере не менее чем в полтора раза превышала ширину слоя объемного заряда. Канавка может отстоять от бокового слоя p-типа, как показано на фиг.40 и 41, но минимальные затраты полезной площади будут в том случае, когда внешняя часть канавки совпадает с границей бокового слоя p-типа. The width of the groove defines the length of the perimeter of the groove below the p-n junction line, which (length) should be at least the maximum width of the space charge. Considering that the groove may have not vertical, but inclined walls, it is necessary that the width of the groove is at least one and a half times greater than the width of the space charge layer. The groove can be separated from the p-type side layer, as shown in FIGS. 40 and 41, but the minimum usable area cost will be when the outer part of the groove coincides with the boundary of the p-type side layer.

Выбранный выше в качестве примера модуль трехфазного выпрямительного моста отнюдь не ограничивает возможности применения технических решений. Эти решения, охваченные формулой изобретения, позволяют реализовать следующие изделия:
1. Двухэлементные модули
двухэлементные диодные встречно-параллельные модули,
двухэлементные тиристорные встречно-параллельные модули,
двухэлементные встречно-параллельные оптотиристорные модули,
двухэлементные однонаправленные диодные модули,
двухэлементные однонаправленные тиристорные модули,
двухэлементные однонаправленные оптотиристорные модули,
двухэлементные симисторные модули,
двухэлементные оптосимисторные модули.The module of a three-phase rectifier bridge selected as an example above does not limit the possibility of applying technical solutions. These solutions, covered by the claims, allow you to implement the following products:
1. Two-element modules
two-element anti-parallel diode modules,
two-element thyristor antiparallel modules,
two-element counter-parallel optothyristor modules,
two-element unidirectional diode modules,
two-element unidirectional thyristor modules,
two-element unidirectional optothyristor modules,
two-element triac modules
two-element optosimistor modules.

2. Трехэлементные модули
трехэлементные однонаправленные диодные модули с общей точкой,
трехэлементные однонаправленные тиристорные модули с общей точкой,
трехэлементные однонаправленные оптотиристорные модули с общей точкой,
трехэлементные симисторные модули,
трехэлементные оптосимисторные модули.2. Three-element modules
three-element unidirectional diode modules with a common point,
three-element unidirectional thyristor modules with a common point,
three-element unidirectional optothyristor modules with a common point,
three-element triac modules
three-element optosimistor modules.

3. Однофазные мостовые выпрямители
однофазные диодные мостовые выпрямители,
однофазные тиристорные мостовые выпрямители,
однофазные оптотиристорные мостовые выпрямителя,
однофазные реверсивные симисторные мостовые выпрямители,
однофазные реверсивные оптосимисторные мостовые выпрямителя.3. Single-phase bridge rectifiers
single phase diode bridge rectifiers,
single-phase thyristor bridge rectifiers,
single-phase optothyristor bridge rectifier,
single-phase reversible triac bridge rectifiers,
single-phase reversible optosimistor bridge rectifier.

4. Полууправляемые выпрямители
диодно-тиристорные полууправляемые модули,
диодно-тиристорные полууправляемые однофазные мостовые выпрямители,
диодно-оптотиристорные полууправляемые однофазные мостовые выпрямители,
диодно-тиристорные трехфазные полууправляемые мостовые выпрямители,
диодно-оптотиристорные трехфазные полууправляемые мостовые выпрямители с изолированным входом.4. Semi-controlled rectifiers
diode-thyristor semi-controlled modules,
thyristor diode semi-controlled single-phase bridge rectifiers,
semi-controlled diode-optothyristor single-phase bridge rectifiers,
thyristor diode three-phase semi-controlled bridge rectifiers,
diode-optothyristor three-phase semi-controlled bridge rectifiers with isolated input.

5. Многоэлементные модули и многофазные выпрямители
многоэлементные диодные модули,
многоэлементные тиристорные модули,
многоэлементные оптотиристорные модули
многоэлементные симисторные модули,
многоэлементные оптосимисторные модули,
многофазные диодные мостовые выпрямители,
многофазные тиристорные мостовые выпрямители,
многофазные оптотиристорные мостовые выпрямителя с изолированным входом,
многофазные реверсивные оптосимисторные мостовые выпрямители,
многофазные диодно-тиристорные полууправляемые мостовые выпрямители,
многофазные диодно-оптотиристорные полууправляемые мостовые выпрямители с изолированным входом.5. Multiple modules and multiphase rectifiers
multi-element diode modules,
multi-element thyristor modules,
multielement optothyristor modules
multi-element triac modules,
multi-element optosimistor modules,
multiphase diode bridge rectifiers,
multiphase thyristor bridge rectifiers,
multiphase opto-thyristor bridge rectifiers with isolated input,
multiphase reversible optosimistor bridge rectifiers,
multiphase diode-thyristor semi-controlled bridge rectifiers,
multiphase diode-optothyristor semi-controlled bridge rectifiers with isolated input.

Фактически заявляемые технические решения позволяют решить проблему создания практически любых схем выпрямителей и их фрагментов, в том числе в гибридном и интегральном варианте на основе диодов, тиристоров, симисторов, оптотиристоров, оптосимисторов. Наряду со сказанным, элементы модулей могут быть использованы в виде дискретных полупроводниковых приборов или бескорпусных элементов. Такими приборами могут быть:
Прямоориентированные диоды (диодный элемент анодной группы диодов, фиг. 3),
обратноориентированные диоды (диодный элемент катодной группы диодов, фиг.2),
обратноориентированные тиристоры (тиристорный элементы анодной группы тиристоров, фиг.10, 17),
обратноориентированные фототиристоры и оптотиристоры (фиг.21-24),
тиристоры и симисторы с уменьшенными токами управления (фиг.25, 26),
фотосимисторы и оптосимисторы с высокими скоростями нарастания тока нагрузки (фиг.27-35).In fact, the claimed technical solutions allow us to solve the problem of creating almost any rectifier circuits and their fragments, including in the hybrid and integrated version based on diodes, thyristors, triacs, optothyristors, opto-simistors. Along with the above, the elements of the modules can be used in the form of discrete semiconductor devices or frameless elements. Such devices may be:
Directly oriented diodes (diode element of the anode group of diodes, Fig. 3),
reverse oriented diodes (diode element of the cathode group of diodes, figure 2),
reverse-oriented thyristors (thyristor elements of the anode group of thyristors, 10, 17),
reverse oriented photothyristors and optothyristors (Fig.21-24),
thyristors and triacs with reduced control currents (Fig.25, 26),
photosimistors and optosimistors with high slew rates of the load current (Figs. 27-35).

Конструкции области управления, фиг.25 и 26, применимы к дискретным тиристорам и симисторам. Аналогично, конструкции канавки, представленные на фиг.36-41, могут быть использованы в дискретных диодах, тиристорах и симисторах. The design of the control area, FIGS. 25 and 26, are applicable to discrete thyristors and triacs. Similarly, the groove designs shown in FIGS. 36-41 can be used in discrete diodes, thyristors, and triacs.

Предлагаемые устройства могут быть изготовлены с использованием общепринятой планарной или гибридной технологии. Боковой слой p-типа изготавливается или методом встречной диффузии алюминия, или методом термомиграции алюминия. The proposed device can be manufactured using conventional planar or hybrid technology. The p-type side layer is produced either by the method of counter diffusion of aluminum, or by the method of thermal migration of aluminum.

Конкретное исполнение устройств зависит от условий их последующей эксплуатации. The specific design of the devices depends on the conditions of their subsequent operation.

Claims (33)

1. Полупроводниковый выпрямительный модуль, содержащий металлическое основание, на котором размещена диэлектрическая теплопроводная прокладка с установленными на ней через два токосъема катодами и анодами, выпрямительные элементы катодной и анодной групп, выполненные в виде многослойной полупроводниковой структуры с чередующимся типом проводимости, один из слоев которой является исходным, и дополнительные токосъемы, отличающийся тем, что выпрямительные элементы катодной и анодной групп модуля содержат вертикальный полупроводниковый слой, охватывающий исходный слой многослойной полупроводниковой структуры, с выполненными на его наружной поверхности разделительными замкнутыми канавками, граничащими либо с блокирующим p - n-переходом, либо с исходным полупроводниковым слоем, причем вертикальный полупроводниковый слой и исходный слой многослойной полупроводниковой структуры выполнены из материала с разным типом проводимости. 1. A semiconductor rectifier module containing a metal base, on which a dielectric heat-conducting strip is placed with cathodes and anodes installed on it through two current collectors, rectifier elements of the cathode and anode groups, made in the form of a multilayer semiconductor structure with an alternating type of conductivity, one of the layers of which is initial, and additional current collectors, characterized in that the rectifier elements of the cathode and anode groups of the module contain vertical semiconductors the first layer, covering the initial layer of the multilayer semiconductor structure, with closed closed grooves made on its outer surface, bordering either the blocking p - n junction or the initial semiconductor layer, the vertical semiconductor layer and the initial layer of the multilayer semiconductor structure made of material with different type of conductivity. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов использованы диоды. 2. The module according to claim 1, characterized in that diodes are used as rectifier elements. 3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов использованы тиристоры, управляемые со стороны катода, причем управляющий электрод тиристоров анодной группы установлен на отдельной, изолированной от основания, металлической площадке. 3. The module according to claim 1, characterized in that the thyristors controlled from the cathode side are used as rectifier elements, and the control electrode of the thyristors of the anode group is mounted on a separate metal platform isolated from the base. 4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов катодной группы использованы тиристоры, управляемые со стороны катода, а в качестве выпрямительных элементов анодной группы использованы тиристоры, управляемые со стороны анода, расположенного на p-эмиттере, причем катод расположен на n-эмиттере, а управляющий электрод частично на p-эмиттере и частично по периферии на замкнутой области n-типа, выходящей за пределы управляющего электрода и выполненной в области p-эмиттера. 4. The module according to claim 1, characterized in that thyristors controlled from the cathode are used as rectifier elements of the cathode group, and thyristors controlled from the anode located on the p-emitter are used as rectifier elements of the anode group, the cathode being located on the n-emitter, and the control electrode is partially on the p-emitter and partly on the periphery of the closed n-type region that extends beyond the control electrode and is made in the p-emitter region. 5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов катодной группы использованы фототиристоры, управляемые со стороны катода, а в качестве выпрямительных элементов анодной группы фототиристоры, управляемые со стороны анода, установленные катодом через токосъемы на диэлектрической прокладке и имеющие фотоокно на области p-эмиттера, являющейся анодом. 5. The module according to claim 1, characterized in that the photoelectric thyristors controlled from the cathode are used as rectifier elements of the cathode group, and the photoelectric thyristors controlled from the anode side are installed as rectifier elements of the anode group, installed by the cathode through current collectors on a dielectric strip and having a photo window on the p-emitter region, which is the anode. 6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов использованы симисторы с двумя основными и управляющим электродами, под которыми расположены области n- и p-типа, а разделительная канавка выполнена между контактами управляющего и основного электродов. 6. The module according to claim 1, characterized in that triacs with two main and control electrodes are used as rectifier elements, under which n- and p-type regions are located, and a dividing groove is made between the contacts of the control and main electrodes. 7. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве выпрямительных элементов использованы фототиристоры-переключатели переменного тока, управляемые светом с одной плоскости, с зашунтированными крайними p - n-переходами, выполненные с перекрытием проекций крайних слоев n-типа на одну из главных плоскостей модуля в области центрально расположенного фотоокна, сформированного в верхнем основном электроде, причем в области фотоокна выполнены области как n-, так и p-типа, а в области проекции фотоокна на нижнюю плоскость выполнен выступ n-типа. 7. The module according to claim 1, characterized in that the photo-thyristors-ac switches controlled by light from one plane with shunted extreme p - n junctions made with overlapping projections of the extreme n-type layers onto one of the rectifier elements are used. the main planes of the module in the region of the centrally located photo window formed in the upper main electrode, both n- and p-type regions are made in the photo-window region, and an n-type protrusion is made in the region of the photo window projection onto the lower plane. 8. Модуль по п.5 или 7, отличающийся тем, что над каждым выпрямительным элементом установлен один источник света. 8. The module according to claim 5 or 7, characterized in that one light source is installed above each rectifier element. 9. Модуль по п.8, отличающийся тем, что в качестве источника света использован светодиод. 9. The module of claim 8, wherein the LED is used as a light source. 10. Модуль по п.1, отличающийся тем, что анодная и катодная группы выпрямительных элементов изолированы воздушным промежутком. 10. The module according to claim 1, characterized in that the anode and cathode groups of the rectifier elements are isolated by an air gap. 11. Модуль по п.1, отличающийся тем, что анодная и катодная группы выпрямительных элементов изолированы кремнийорганическим компаундом. 11. The module according to claim 1, characterized in that the anode and cathode groups of the rectifier elements are isolated by an organosilicon compound. 12. Модуль по п.1, отличающийся тем, что анодная и катодная группы выпрямительных элементов выполнены в виде единой многослойной полупроводниковой структуры с охватывающим вертикальным слоем p-типа проводимости, причем единая многослойная полупроводниковая структура выполнена с двумя продольными нижними канавками, наружные части которых расположены на границе охватывающего вертикального слоя p-типа и исходного слоя n-типа. 12. The module according to claim 1, characterized in that the anode and cathode groups of the rectifier elements are made in the form of a single multilayer semiconductor structure with a vertical p-type conductivity covering the layer, and the single multilayer semiconductor structure is made with two longitudinal lower grooves, the outer parts of which are located at the boundary of the spanning vertical p-type layer and the original n-type layer. 13. Модуль по п.1, отличающийся тем, что анодная и катодная группы выпрямительных элементов выполнены в виде единой многослойной полупроводниковой структуры с охватывающим вертикальным слоем p-типа проводимости, который выполнен с центральным изолирующим слоем n-типа, причем единая многослойная полупроводниковая структура выполнена с верхней и нижней продольными разделительными канавками, дно которых расположено в центральном слое n-типа. 13. The module according to claim 1, characterized in that the anode and cathode groups of the rectifier elements are made in the form of a single multilayer semiconductor structure with a covering vertical p-type conductivity layer, which is made with an n-type central insulating layer, wherein a single multilayer semiconductor structure is made with upper and lower longitudinal dividing grooves, the bottom of which is located in the central layer of n-type. 14. Модуль по п.4, отличающийся тем, что тиристоры, управляемые со стороны анода, имеют разрывы n-эмиттера, образующие область n-типа так, что проекция управляющего электрода приходится на эту область, причем внутри и снаружи этой области выполнена область p-типа, отделяющая область n-типа от остального n-эмиттера. 14. The module according to claim 4, characterized in that the thyristors controlled from the anode side have n-emitter discontinuities forming an n-type region so that the projection of the control electrode falls on this region, and the region p is made inside and outside this region -type separating the n-type region from the rest of the n-emitter. 15. Модуль по п. 14, отличающийся тем, что область n-типа выполнена с разрывами. 15. The module according to claim 14, characterized in that the n-type region is made with gaps. 16. Модуль по п.15, отличающийся тем, что протяженность элементов области n-типа между разрывами составляет 0,1 10 Wp, где Wp ширина области p-базы.16. The module of claim 15, wherein the length of the elements of the n-type region between the gaps is 0.1 10 W p , where W p is the width of the p-base region. 17. Модуль по п.5, отличающийся тем, что в области фотоокна фототиристоров анодной группы в объеме области p-эмиттера выполнено не менее одной кольцевой области, разрыв которой ориентирован радиально относительно оси симметрии фотоокна. 17. The module according to claim 5, characterized in that at least one annular region, the gap of which is oriented radially relative to the axis of symmetry of the photo window, is made in the photo-thyristor area of the anode group in the volume of the p-emitter region. 18. Модуль по п.17, отличающийся тем, что кольцевая область выполнена в виде области n-типа проводимости. 18. The module according to 17, characterized in that the annular region is made in the form of a region of n-type conductivity. 19. Модуль по п.17, отличающийся тем, что кольцевая область выполнена в виде канавки. 19. The module according to 17, characterized in that the annular region is made in the form of a groove. 20. Модуль по п.17, отличающийся тем, что глубина кольцевой области составляет не менее величины слоя объемного заряда, возникающего в области p-эмиттера при максимальном обратном напряжении. 20. The module according to 17, characterized in that the depth of the annular region is not less than the size of the space charge layer that occurs in the p-emitter region at the maximum reverse voltage. 21. Модуль по п.17, отличающийся тем, что в области n-эмиттера под областью фотоокна выполнена кольцевая область p-типа проводимости с разрывами, ориентированными радиально относительно оси симметрии кольцевой области. 21. The module according to claim 17, characterized in that in the n-emitter region below the photo-window region, an annular region of p-type conductivity is made with discontinuities oriented radially relative to the axis of symmetry of the annular region. 22. Модуль по п.6, отличающийся тем, что разделительная канавка граничит с областью по меньшей мере одного типа проводимости, не покрытой металлизацией. 22. The module according to claim 6, characterized in that the dividing groove borders on the region of at least one type of conductivity not covered by metallization. 23. Модуль по п.22, отличающийся тем, что областью, не покрытой металлизацией, является область, выполненная либо из полупроводника n-типа проводимости, либо из полупроводника как p-, так и n-типа проводимости. 23. The module according to item 22, wherein the region not covered by metallization is a region made of either an n-type semiconductor or a p- or n-type semiconductor. 24. Модуль по п.22, отличающийся тем, что глубина канавки лежит в пределах 0,1 0,5 глубины залегания крайнего со стороны области управления эмиттерного перехода. 24. The module according to item 22, wherein the depth of the groove lies within 0.1 to 0.5 of the depth of the emitter junction extreme from the control area. 25. Модуль по п.22, отличающийся тем, что ширина канавки превышает ширину слоя объемного заряда крайнего эмиттерного перехода при максимальном обратном напряжении на управляющем электроде, причем часть канавки, приходящаяся на область n-типа, и часть канавки, приходящаяся на область p-типа, превышает ширину слоя объемного заряда в соответствующей области при упомянутом напряжении. 25. The module according to claim 22, characterized in that the width of the groove exceeds the width of the space charge layer of the extreme emitter junction at the maximum reverse voltage at the control electrode, with the part of the groove in the n-type region and the part of the groove in the p- region type, exceeds the width of the space charge layer in the corresponding region at the mentioned voltage. 26. Модуль по п.7, отличающийся тем, что в области n-типа, находящейся на нижней плоскости под фотоокном между осью симметрии и границей выступа n-типа, на нижней плоскости выполнена область p-типа. 26. The module according to claim 7, characterized in that in the n-type region located on the lower plane under the photo window between the axis of symmetry and the boundary of the n-type protrusion, the p-type region is made on the lower plane. 27. Модуль по п.26, отличающийся тем, что область p-типа имеет форму или круга, или овала, или части кольца, ось симметрии которых совпадает с осью симметрии области управления. 27. The module according to p. 26, characterized in that the p-type region has the shape of either a circle, or an oval, or part of the ring, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the control area. 28. Модуль по п.26 или 27, отличающийся тем, что выступ n-типа на верхней плоскости в области фотоокна снабжен выемкой, ось симметрии которой совпадает с осью симметрии области управления, причем наиболее удаленная точка выемки расположена между осью симметрии области управления и границей фотоокна. 28. The module according to p. 26 or 27, characterized in that the n-type protrusion on the upper plane in the region of the photo window is equipped with a recess, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the control area, and the most distant point of the recess is located between the symmetry axis of the control area and the boundary photo windows. 29. Модуль по п.26 или 27, отличающийся тем, что между областью p-типа на нижней плоскости и областью p-типа под основными контактами выполнен канал p-типа, соединяющий эти области. 29. The module according to p. 26 or 27, characterized in that between the p-type region on the lower plane and the p-type region under the main contacts made p-type channel connecting these areas. 30. Модуль по п.26, или 27, или 29, отличающийся тем, что в выступе n-типа на верхней плоскости выполнены концентрично расположенные круговая область и кольцевая область p-типа, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии фотоокна. 30. The module according to p. 26, or 27, or 29, characterized in that in the n-type protrusion on the upper plane there are concentrically arranged circular region and p-type annular region, the axis of symmetry of which coincide with the axis of symmetry of the photo window. 31. Модуль по п.1, отличающийся тем, что ширина разделительной канавки структуры не превышает 1,5 Wn, глубина канавки h ограничена пределами
xj+Δxск<h<xj+0,5,
где Wn толщина области n-базы;
Xi глубина залегания p n-перехода, образованного базовыми областями;
Δxск протяженность компенсированного слоя в области n-базы.31. The module according to claim 1, characterized in that the width of the dividing groove of the structure does not exceed 1.5 W n , the depth of the groove h is limited to
x j + Δx ck <h <x j +0.5,
where W n the thickness of the region of the n-base;
X i the depth of the p n-junction formed by the base areas;
Δx ck the length of the compensated layer in the region of the n-base. 32. Модуль по п.31, отличающийся тем, что дополнительно на внутренней стенке разделительной канавки выполнен уступ, причем ширина ступеньки уступа не менее 1,5 Wо з, глубина уступа не менее xj+Δxск, где Wо з ширина области объемного заряда в области n-базы при максимальном напряжении.32. Module according to claim 31, characterized in that further on the inner wall of the separation groove shoulder is formed, and the step width of the step not less than about 1.5 W of depth not less ledge x j + Δx ck, where W of a width of the region space charge in the region of the n-base at maximum voltage. 33. Модуль по п.32, отличающийся тем, что ступенька уступа выполнена под углом 1 20o относительно p-n-перехода, образованного базовыми областями, и пересекает этот переход.33. The module according to p, characterized in that the step of the step is made at an angle of 1 20 o relative to the pn-junction formed by the base areas, and intersects this junction.
RU94031458A 1994-08-26 1994-08-26 Semiconductor rectifier module RU2091907C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94031458A RU2091907C1 (en) 1994-08-26 1994-08-26 Semiconductor rectifier module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94031458A RU2091907C1 (en) 1994-08-26 1994-08-26 Semiconductor rectifier module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94031458A RU94031458A (en) 1996-07-10
RU2091907C1 true RU2091907C1 (en) 1997-09-27

Family

ID=20160055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94031458A RU2091907C1 (en) 1994-08-26 1994-08-26 Semiconductor rectifier module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2091907C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739863C1 (en) * 2020-03-23 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of producing diode optoelectronic pairs resistant to gamma-neutron radiation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Заявка ЕПВ N 0015053, кл. H 01 L 23/00, 1980. 2. Патент США N 4313128, кл. H 01 L 23/00, 1982. 3. Заявка Японии N 63-61786, кл. H 01 L 29/74, 1985. 4. Патент Великобритании N 1185667, кл. H 01 L 23/00, 1970. 5. Заявка ФРГ N 2951916, кл. H 01 L 31/10. 6. Патент США N 3654527, кл. H 01 L 3/00, 1972. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU94031458A (en) 1996-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5702961A (en) Methods of forming insulated gate bipolar transistors having built-in freewheeling diodes and transistors formed thereby
EP1227522B1 (en) High breakdown voltage semiconductor device
US5629535A (en) Bidirectional thyristor with MOS turn-on and turn-off capability
JPH05152574A (en) Semiconductor device
JPH03226291A (en) Semiconductor integrated circuit and motor controller employing the same
JP2001185727A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US7939887B2 (en) Active semiconductor component with a reduced surface area
JP3524395B2 (en) Semiconductor switching element
EP3167489B1 (en) Gate commutated thyristor
US5468976A (en) Semi conductor rectifying module
JP3257394B2 (en) Voltage driven semiconductor device
JP2000114550A (en) Diode and power converter
RU2091907C1 (en) Semiconductor rectifier module
JPH06283727A (en) Power semiconductor element
JP4062373B2 (en) MOS / bipolar composite semiconductor device and MOS semiconductor device
EP0791962A1 (en) Semiconductor rectifier module
US7053404B2 (en) Active semiconductor component with an optimized surface area
JPH06112216A (en) High breakdown strength semiconductor device
JPS6257250A (en) Semiconductor device
EP4101008B1 (en) Reverse conducting power semiconductor device and method for manufacturing the same
JP7171527B2 (en) Semiconductor equipment and power conversion equipment
CN116490978B (en) Bidirectional thyristor device
JPH0786567A (en) Semiconductor device
RU2059327C1 (en) Planar thyristor
KR100320955B1 (en) Triac semiconductor device having a pressure-resistant support region having a surface layer at a low concentration, and a manufacturing method thereof