RU2701184C1 - Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом - Google Patents

Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом Download PDF

Info

Publication number
RU2701184C1
RU2701184C1 RU2018144714A RU2018144714A RU2701184C1 RU 2701184 C1 RU2701184 C1 RU 2701184C1 RU 2018144714 A RU2018144714 A RU 2018144714A RU 2018144714 A RU2018144714 A RU 2018144714A RU 2701184 C1 RU2701184 C1 RU 2701184C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor transistor
base
bipolar semiconductor
thyristor
effect
Prior art date
Application number
RU2018144714A
Other languages
English (en)
Inventor
Татьяна Алексеевна Челушкина
Александр Александрович Иванченко
Хаджимурат Магомедович Гаджиев
Елена Ивановна Павлюченко
Солтанат Магомедовна Гаджиева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инжинирнговый центр микроспутниковых компетенций"
Priority to RU2018144714A priority Critical patent/RU2701184C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2701184C1 publication Critical patent/RU2701184C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/125—Composite devices with photosensitive elements and electroluminescent elements within one single body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
    • H01L31/147—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем. Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом согласно изобретению выполнен в виде полупроводниковой n-p-n-структуры, при этом электрод базы вместо обычного металлического электрода выполнен из фоточувствительного материала, в качестве которого использован металл с малым уровнем работы выхода электронов, переход база-эмиттер является светоизлучающим, а переход база-коллектор является фоточувствительным. Изобретение направлено на повышение быстродействия биполярных транзисторов в импульсном режиме работы. В качестве материалов для изготовления биполярного полупроводникового транзистора с тиристорным эффектом могут быть использованы фосфид галлия (GaP), нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC). Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом может быть использован в качестве прецизионного датчика фотонов. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем.
Известен светотранзистор с высоким быстродействием [1], в котором n-p-переход между эмиттером и базой сформирован в виде светоизлучающего, а между базой и коллектором сформирован фотопоглощающий p-n-переход. В результате эти переходы образуют интегральную оптопару внутри самого транзистора. Недостатком является отсутствие реакции на внешние фотоны.
Известны [2,3], в которых фотоны взаимодействуют с фоточувствительными p-n-переходами. Недостатком является меньшая чувствительность по сравнению с фотоэффектом на металлических электродах.
Цель изобретения - повышение быстродействия биполярных транзисторов в импульсном режиме работы.
Это достигается тем, что вместо обычного металлического электрода базы используется металл с малым уровнем работы выхода электронов. Переход база-эмиттер является светоизлучающим, а переход база-коллектор является фоточувствительным.
На фиг. 1 изображен биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом.
В начальный момент времени биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом находится в закрытом состоянии за счет отрицательного потенциала на базе, поступающего через резистор R от источника питания. При попадании фотонов на металлический электрод базы биполярного полупроводникового транзистора электроны приобретают энергию и могут покинуть металлический электрод базы, придав ему положительный заряд. Это, в свою очередь, приведет к прохождению электронов через переход эмиттер-база и через светоизлучающий p-n-переход, что вызовет генерацию фотонов, которые частично попадут на фотопоглощающий p-n-переход база-коллектор, а часть фотонов попадет на фоточувствительный металлический электрод базы и приведет к еще большему выходу электронов, что увеличит положительный потенциал на базе биполярного полупроводникового транзистора. Такая положительная обратная связь приведет к лавинообразному увеличению потока электронов через p-n-электроды и фотонов. В результате биполярный полупроводниковый транзистор будет работать как тиристор, причем быстродействие включения такой электронной схемы будет проходить со скоростью света, т.к. процессом переключения управляют фотоны. Чувствительность схемы позволяет реагировать даже на одиночный фотон, после чего биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом полностью откроется. Для возвращения биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом в исходное закрытое состояние необходимо на короткое время отключить источник питания, как в обычном полупроводниковом тиристоре.
В качестве материалов для изготовления биполярного полупроводникового транзистора с тиристорным эффектом могут быть использованы фосфид галлия (GaP), нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC).
Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом может быть использован в качестве прецизионного датчика фотонов.
Литература.
1. Патент РФ на изобретение №2507632. Светотранзистор с высоким быстродействием / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Нежведилов Т.Д., Юсуфов Ш.А. Опубл. 20.02.2014.
2. Патент РФ №2673987. Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя излучающими p-n-переходами / Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Иванченко А.А., Челушкина Т.А., Козлов В.В., Михайлов А.К. Опубл. 03.12.2018. Бюл. №34.
3. Патент РФ №2673424. Фотоприемное устройство на каскадных транзисторах со светоизлучающими p-n-переходами и фоточувствительными n-p-переходами / Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Иванченко А.А., Челушкина Т.А., Козлов В.В., Михайлов А.К. Опубл. 26.11.2018. Бюл. №33.

Claims (1)

  1. Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом, выполненный в виде полупроводниковой n-p-n-структуры, отличающийся тем, что электрод базы выполнен из фоточувствительного материала, в качестве которого использован металл с малым уровнем работы выхода электронов, переход база-эмиттер является светоизлучающим, а переход база-коллектор является фоточувствительным.
RU2018144714A 2018-12-17 2018-12-17 Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом RU2701184C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144714A RU2701184C1 (ru) 2018-12-17 2018-12-17 Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144714A RU2701184C1 (ru) 2018-12-17 2018-12-17 Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701184C1 true RU2701184C1 (ru) 2019-09-25

Family

ID=68063523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018144714A RU2701184C1 (ru) 2018-12-17 2018-12-17 Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2701184C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5677552A (en) * 1992-04-23 1997-10-14 Nec Corporation Optical control circuit for an optical pnpn thyristor
RU2185690C1 (ru) * 2001-04-26 2002-07-20 Открытое акционерное общество "Оптрон" Оптотиристор
RU2487436C1 (ru) * 2012-02-03 2013-07-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Светотранзистор
RU2499328C1 (ru) * 2012-04-11 2013-11-20 Станислав Александрович Петренко Светотранзистор белого света
RU2562744C2 (ru) * 2014-01-14 2015-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Светотиристор
RU2673987C1 (ru) * 2018-02-06 2018-12-03 Ооо "Центральный Научно-Исследовательский Институт "Апертура" Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5677552A (en) * 1992-04-23 1997-10-14 Nec Corporation Optical control circuit for an optical pnpn thyristor
RU2185690C1 (ru) * 2001-04-26 2002-07-20 Открытое акционерное общество "Оптрон" Оптотиристор
RU2487436C1 (ru) * 2012-02-03 2013-07-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Светотранзистор
RU2499328C1 (ru) * 2012-04-11 2013-11-20 Станислав Александрович Петренко Светотранзистор белого света
RU2562744C2 (ru) * 2014-01-14 2015-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Светотиристор
RU2673987C1 (ru) * 2018-02-06 2018-12-03 Ооо "Центральный Научно-Исследовательский Институт "Апертура" Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7679223B2 (en) Optically triggered wide bandgap bipolar power switching devices and circuits
US3304429A (en) Electrical chopper comprising photo-sensitive transistors and light emissive diode
US2813233A (en) Semiconductive device
WO2023273203A1 (zh) 一种光mos固体继电器
RU2701184C1 (ru) Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом
JP2007329466A (ja) 半導体発光トランジスタ
GB1488958A (en) Fast switching darlington circuit
Hao et al. Fully GaN Monolithic Integrated Light Emitting Triode‐on‐Bipolar Junction Transistor Device Drivable with Small Current Signals and Its Frequency Response Characteristic: A Modeling and Simulation Study
RU2693839C1 (ru) Полевой тиристор с неизолированным фоточувствительным оптическим затвором и светоизлучающим p-n-переходом
RU2693834C1 (ru) Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами
JP3711124B2 (ja) 光半導体リレー
JPH04280670A (ja) スイッチ回路およびゲート電圧クランプ型半導体装置
RU2673424C1 (ru) Фотоприемное устройство на каскадных транзисторах со светоизлучающими p-n-переходами и фоточувствительными n-p-переходами
RU2507632C2 (ru) Светотранзистор с высоким быстродействием
CN109995351B (zh) 开关集成器件
Tan et al. Experiments and modelling of double-emitter HPTs with different emitter-area ratios for functional applications
Okamoto et al. Development of Photoelectric Conversion Transistor Consisting of High-power LED and Si Solar Cell
RU2593443C2 (ru) Светотранзистор с двумя излучающими переходами
CN118712194B (zh) 一种能够适用于超宽温度范围的静电防护器
RU2587534C1 (ru) Экономичный световой транзистор
TWI805047B (zh) 閘流器
CN210201802U (zh) 一种便于加速晶体三极管开关的系统
JP5750723B2 (ja) 半導体デバイスの増幅率の電流変化に対する変化の抑制方法、光電変換素子および半導体デバイスの製造方法
JPS63299271A (ja) 複合トランジスタ
KR100340877B1 (ko) 쇼트키 다이오드를 갖는 고이득·저포화전압 트랜지스터