SE463235B - MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTOR - Google Patents
MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTORInfo
- Publication number
- SE463235B SE463235B SE8900617A SE8900617A SE463235B SE 463235 B SE463235 B SE 463235B SE 8900617 A SE8900617 A SE 8900617A SE 8900617 A SE8900617 A SE 8900617A SE 463235 B SE463235 B SE 463235B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- thyristor
- module
- transistor
- modules
- mos
- Prior art date
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 6
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150039167 Bex3 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42308—Gate electrodes for thyristors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42384—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/7317—Bipolar thin film transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/7404—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action structurally associated with at least one other device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/744—Gate-turn-off devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/744—Gate-turn-off devices
- H01L29/745—Gate-turn-off devices with turn-off by field effect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
- H01L29/744—Gate-turn-off devices
- H01L29/745—Gate-turn-off devices with turn-off by field effect
- H01L29/7455—Gate-turn-off devices with turn-off by field effect produced by an insulated gate structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78612—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device for preventing the kink- or the snapback effect, e.g. discharging the minority carriers of the channel region for preventing bipolar effect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78651—Silicon transistors
- H01L29/78654—Monocrystalline silicon transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/808—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate
- H01L29/8086—Thin film JFET's
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
463 255 räcker därför till för att omöjliggöra styrning av samtliga i tyristorn ingående fälteffekttransistorer. Om dessa är av utarmningstyp, dvs ledande i frånvaro av styrspänning, kan de aldrig styras till oledande tillstånd, och därmed omöjliggörs tändning av tyristorn. Om transistorerna är av anrikningstyp, dvs normalt oledande, kan de ej styras till ledande till- stånd, och därigenom omöjliggörs släckning av tyristorn. En enda kortslut- ning av beskrivet slag medför alltså att hela komponenten blir defekt och màste kasseras, vilket gör det svårt eller omöjligt att få ett tillfreds- ställande utbyte vid tillverkningen. 463 255 is therefore sufficient to make it impossible to control all of them in the thyristor input field effect transistors. If these are of the depletion type, ie leading in the absence of control voltage, they can never be controlled to a non-conductive state, thus making ignition of the thyristor impossible. If the transistors are off enrichment type, ie normally non-conductive, they cannot be controlled to conductive stand, thereby making it impossible to extinguish the thyristor. A single short-circuit of the type described thus means that the entire component becomes defective and must be discarded, which makes it difficult or impossible to obtain a satisfactory satisfactory replacement during manufacture.
REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Uppfinningen avser att åstadkomma en utformning av en tyristor av inled- ningsvis angivet slag, vilken möjliggör en kraftig ökning av utbytet vid tillverkningen.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention intends to provide a design of a thyristor of initial specified type, which enables a sharp increase in the yield at manufacturing.
Vad som kännetecknar en tyristor enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.What characterizes a thyristor according to the invention is apparent from the accompanying patent claims.
En tyristor enligt uppfinningen utformas med ett flertal, företrädesvis ett stort antal, separata tyristormoduler, var och en med ett basområde, ett eller flera emitterområden, samt en eller flera fälteffekttransistorer för släckning av tyristormodulen. Fälteffekttransistorerna är av utarm- ningstyp och styrena hos varje moduls fälteffekttransistorer är via en strömbegränsande anordning förbundna med den gemensamma släckstyranslut- ningen.A thyristor according to the invention is formed with a plurality, preferably a large number of separate thyristor modules, each with a base area, one or more emitter ranges, and one or more field effect transistors for switching off the thyristor module. The field effect transistors are of depleted The field power transistors of each module are via a current limiting device connected to the common extinguishing control connection ningen.
Genom att transistorerna är av utarmningstyp är de ledande i frånvaro av styrsignal. En kortslutning av fälteffekttransistorstyrena i en modul medför därför att tyristormodulen aldrig kan tändas. Modulen förblir därvid inaktiv och påverkar inte övriga modulers funktion.Because the transistors are of the depletion type, they are conductive in the absence of control signal. A short circuit of the field effect transistor controllers in a module therefore means that the thyristor module can never be switched on. The module remains thereby inactive and does not affect the function of other modules.
Den strömbegränsande anordning som förbinder den defekta modulens transis- torstyren med den gemensamma släckstyranslutningen kommer vid lämplig ut- formning att begränsa den från styranslutningen till modulens transistor- styren flytande strömmen så pass mycket att de övriga tyristormodulernas funktion inte störs. 3 4625 255 Vid en tyristor enligt uppfinningen kan alltså ett visst antal kortslut- ningar mellan styre och substrat tolereras utan annan försämring av tyristorns funktion än en viss förlust av total tyristorarea.The current limiting device which connects the transmissions of the defective module with the common fire control connection comes at the appropriate shaping to limit it from the control terminal to the transistor of the module. control the current so much that the other thyristor modules function is not disturbed. 3 4625 255 Thus, in a thyristor according to the invention, a certain number of short-circuiting between board and substrate are tolerated without further deterioration of thyristor function than a certain loss of total thyristor area.
Den strömbegränsande anordningen kan exempelvis utgöras av en med tyristorn integrerad resistans, eller av en med tyristorn integrerad diod- kopplad fälteffekttransistor.The current limiting device can, for example, consist of a med integrated resistor, or of a diode integrated with the thyristor connected field effect transistor.
Enligt en utföringsform av uppfinningen kan tändström från den gemensamma tändstyranslutningen tillföras varje modul via en med modulen integrerad fälteffekttransistor. Denna styrs då i beroende av spänningen på släck- transistorernas styren på sådant sätt att tillförsel av tändström till en defekt tyristormodul blockeras, varigenom det totala behovet av tändström reduceras.According to an embodiment of the invention, ignition current from the common the ignition control connection is supplied to each module via one with the module integrated field effect transistor. This is then controlled depending on the voltage of the extinguishing the control of the transistors in such a way that the supply of ignition current to a defective thyristor module is blocked, thereby eliminating the total need for ignition current reduced.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen anordnas fälteffekttransis- torerna ovanpå på substratet anbringade isolerande skikt. Härigenom und- viks icke önskvärd påverkan mellan tyristorerna och fälteffekttransisto- rerna och en högre packningsgrad möjliggöres.According to another embodiment of the invention, field effect transitions are provided. insulating layers applied to the substrates on top of the substrate. Hereby and undesired influence between the thyristors and the field effect transistor and a higher degree of packing is made possible.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer 1. 2, 3, üa-Ne, 5a, 5b och 6.DESCRIPTION OF FIGURES The invention will be described in more detail in the following in connection with attached figures 1. 2, 3, üa-Ne, 5a, 5b and 6.
Fig 1 visar i form av ett elektriskt kretsschema uppbyggnaden av en tyris- tormodul vid en tyristor enligt en utföringsform av uppfinningen. Fig 2 visar schematiskt i form av ett snitt genom ett halvledarsubstrat uppbygg- naden av en tyristormodul enligt fig 1. Fig 3 visar i form av ett krets- schema mera i detalj uppbyggnaden av en tyristormodul. Fig 4a visar hur de i en tyristormodul ingående enheterna kan vara anordnade på substratets yta. Fig üb visar mera i detalj en del av tyristormodulens yta. Fig 4c visar snittet A-A i fig Äb, och fig 4d visar snittet B-B. Fig 4e visar snittet C-C i fig 4a. Fig Sa och 5b visar två utföringsformer där fält- effekttransistorerna är skilda från substratet av ett elektriskt isole- rande skikt. Fig 6 visar hur den strömbegränsande anordningen kan utgöras av en diodkopplad fälteffekttransistor. 463 255 nu BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Fig 1 visar en tyristormodul vid ett utföringsexempel på en tyristor enligt uppfinningen. Tyristorn har fyra för alla tyristormodulerna gemen- samma anslutningar, nämnligen en katodanslutning K, en släckstyranslutning SS, en tändstyranslutning TS och en anodanslutning A. Den visade modulens tyristor TY ligger ansluten mellan katod- och anodanslutningen. Modulen har en MOS-fälteffekttransistor FN av utarmningstyp, ansluten mellan tyristorns ena emitterskikt (n-emittern) och dess till emittern gränsande basskikt (p-basen). Transistorns styrelektrod är via en strömbegränsande anordning i form av ett motstånd R ansluten till den gemensamma släckstyr- anslutningen SS. Transistorn är av n-typ. Den är alltså normalt ledande och kan göras oledande genom en negativ styrsignal på styret. Tändström tillförs tyristorns tändskikt (p-basen) från den gemensamma tändstyr- anslutningen TS via en MOS-transistor FP. Denna transistor är av p-typ och av anrikningstyp. Transistorn är alltså normalt oledande och kan göras ledande med hjälp av en negativ styrsignal. Dess styre är förbundet med styret hos transistorn FN.Fig. 1 shows in the form of an electrical circuit diagram the construction of a thyristor. torque module at a thyristor according to an embodiment of the invention. Fig. 2 shows schematically in the form of a section through a semiconductor substrate structure of a thyristor module according to Fig. 1. Fig. 3 shows in the form of a circuit diagram in more detail the structure of a thyristor module. Fig. 4a shows how they in a thyristor module the units included may be arranged on the substrate surface. Fig. Üb shows in more detail a part of the surface of the thyristor module. Fig. 4c shows the section A-A in Fig. Äb, and Fig. 4d shows the section B-B. Fig. 4e shows section C-C in Fig. 4a. Figures 5a and 5b show two embodiments where the the power transistors are different from the substrate of an electrically isolated layer. Fig. 6 shows how the current limiting device can be constituted of a diode-connected field effect transistor. 463 255 nu DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Fig. 1 shows a thyristor module in an exemplary embodiment of a thyristor according to the invention. The thyristor has four common to all thyristor modules. the same connections, namely a cathode connection K, an extinguishing control connection SS, an ignition control connection TS and an anode connection A. The module shown thyristor TY is connected between the cathode and anode connection. The module has a depletion type MOS field effect transistor FN, connected between one emitter layer (n-emitter) of the thyristor and its adjacent to the emitter base layer (p-base). The transistor's control electrode is via a current limiting device in the form of a resistor R connected to the common extinguishing control connection SS. The transistor is of the n-type. It is thus normally leading and can be made non-conductive by a negative control signal on the handlebars. Ignition current the ignition layer (p-base) of the thyristor is supplied from the common ignition the connection TS via a MOS transistor FP. This transistor is of the p-type and of enrichment type. The transistor is thus normally non-conductive and can be made leading by means of a negative control signal. Its government is associated with controlled by the transistor UN.
Tyristorn enligt uppfinningen består av ett stort antal moduler, vilka är utförda i integrerad kretsteknik på en och samma halvledarkropp och vilka var och en har den i fig 1 visade utformningen. Alla tyristormodulerna är parallellkopplade till de för modulerna gemensamma anod- och katodanslut- ningarna A resp K. Likaså är anslutningsledningarna SS för släcksignalen och TS för tändsignalen gemensamma för samtliga i tyristorn igàende moduler.The thyristor according to the invention consists of a large number of modules, which are performed in integrated circuit technology on one and the same semiconductor body and which each has the design shown in Fig. 1. All thyristor modules are connected in parallel to the anode and cathode connections common to the modules The connection lines SS are also for the extinguishing signal and TS for the ignition signal common to all in the thyristor in progress modules.
Transistorerna FN i tyristormodulerna är normalt ledande, varvid tyris- torns TY emitter är kortsluten. Transistorn FP är normalt icke ledande.The transistors FN in the thyristor modules are normally conductive, with the thyristor tower TY emitter is shorted. Transistor FP is normally non-conductive.
När tyristorn skall tändas tillförs den gemensamma släckstyranslutningen SS en negativ styrsignal, vilken gör transistorn FN ledande och upphäver kortslutningen av tyristorn, och vilken vidare gör transistorn FP ledande, varigenom en tändsignal som tillförs tyristorn via den gemensamma tänd- anslutningen TS kan tillföras tyristormodulens TY p-bas. När tyristorn skall släckas tas den negativa styrsignalen på släckstyranslutningen SS bort, varvid transistorerna FN övergår i ledande tillstånd och kortsluter tyristormodulerna vilkas tyristorer TY därvid slocknar.When the thyristor is to be switched on, the common fire control connection is supplied SS a negative control signal, which makes the transistor UN conductive and cancels the short circuit of the thyristor, and which further makes the transistor FP conductive, whereby an ignition signal supplied to the thyristor via the common ignition the TS connection can be applied to the TY p-base of the thyristor module. When the thyristor to be extinguished, the negative control signal is taken on the extinguishing control connection SS away, with the transistors FN switching into a conducting state and shorting the thyristor modules whose thyristors TY thereby go out.
Vid en tillverkningsdefekt som t ex åstadkommer att transistorns FN styre i en modul är kortslutet till substratet, kommer denna transistor att 5 463 235 konstant förbli i sitt icke ledande tillstånd. Tyristormodulen kommer därför aldrig att tändas. Motståndet R kommer därvid att begränsa den från släckstyranslutningen SS till styret hos transistorn FN flytande strömmen, och vid lämplig dimensionering av motståndet och styrsignalkällan kommer den styrspänning som tillförs de övriga icke defekta tyristormodulerna att påverkas i så ringa grad att funktionen hos dessa moduler ej störs. En defekt av nu nämnt slag i en tyristormodul medför alltså inte - som vid tidigare kända tyristorer - att hela tyristorn måste kasseras, utan den orsakar endast bortfall av den defekta modulen. Eftersom antalet tyristor- moduler i en tyristor normalt är stort påverkas tyristorns funktion endast i försumbar grad av bortfallet av en tyristormodul, eller av ett fåtal tyristormoduler.In the event of a manufacturing defect which, for example, causes the UN of the transistor to control in a module is shorted to the substrate, this transistor will 5,463,235 constantly remain in their non-conductive state. The thyristor module is coming therefore never to be lit. The resistor R will then limit it from the extinguishing control connection SS to the control of the transistor FN floating current, and at the appropriate dimensioning of the resistor and the control signal source will the control voltage applied to the other non-defective thyristor modules to is affected to such an extent that the function of these modules is not disturbed. One defect of the kind now mentioned in a thyristor module thus does not entail - as in previously known thyristors - that the entire thyristor must be discarded, without it causes only failure of the defective module. Since the number of thyristors modules in a thyristor are normally large, the function of the thyristor is only affected to a negligible degree of the failure of a thyristor module, or of a few thyristor modules.
Resistansen hos motståndet R bör vid en typisk tyristor enligt uppfin- ningen åtminstone vara cirka 10 kohm, exempelvis 50 kohm. Styret hos tran- sistorn FN har emellertid en viss kapacitans (C i fig 1) till halvledar- substratet. Denna kapacitans har tillsammans med motståndet en tidskon- stant, vilken ger en fördröjning av spänningen på styret i förhållande till den signal som tillförs den gemensamma släckstyranslutningen SS. Den nu nämnda kapacitansen kan hållas nere genom att göra modulerna tillräck- ligt små. Exempelvis kan varje modul ges storleken 0,25 x 0,25 mm, vilket ger en kapacitans av storleksordningen 2 pF och - med en resistans på 50 kohm - en tidskonstant på 0,1 ps, vilket i normala fall är tillräckligt för att inte inverka menligt på tyristorns funktion.The resistance of the resistor R should in a typical thyristor according to the invention be at least about 10 kohm, for example 50 kohm. The board of tran- However, the system FN has a certain capacitance (C in Fig. 1) to the semiconductor device. the substrate. This capacitance, together with the resistor, has a time con- stant, which gives a delay of the voltage on the handlebar in relation to the signal applied to the common extinguishing control connection SS. The now mentioned capacitance can be kept down by making the modules sufficient still small. For example, each module can be given the size 0.25 x 0.25 mm, which gives a capacitance of the order of 2 pF and - with a resistance of 50 kohm - a time constant of 0.1 ps, which is normally sufficient so as not to adversely affect the function of the thyristor.
Som framgår av ovanstående beskrivning erhålles - om transistorns FN styr- mönster är kortslutet till substratet - aldrig någon negativ spänning till transistorn FP, vilken då inte kan bli ledande. Härigenom förhindras att tändström tillförs modulen och onödig tändströmsförbrukning undvikas.As can be seen from the above description, if the transistor's FN control pattern is short-circuited to the substrate - never any negative voltage to the transistor FP, which then cannot become conductive. This prevents ignition current is supplied to the module and unnecessary ignition current consumption is avoided.
Tändströmförbrukningen kan om så önskas hållas nere genom att tändström endast tillförs vissa utvalda tyristormoduler, varvid tändningen från dessa får sprida sig vidare till övriga moduler. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att i de moduler som inte skall tillföras tändström för- bindelsen mellan transistorn FP och tändstyranslutningen TS utelämnas, eller genom att förbindelsen mellan styrena hos de båda transistorerna FN och FP utelämnas.The ignition current consumption can, if desired, be kept down by ignition current only certain selected thyristor modules are supplied, the ignition from these may spread to other modules. This can be achieved for example, in the modules that are not to be supplied with ignition current the connection between the transistor FP and the ignition control terminal TS is omitted, or by the connection between the gates of the two transistors FN and FP are omitted.
Fig 2 visar schematiskt ett snitt genom en tyristormodul vid en tyristor enligt uppfinningen. Transistorn FP har för enkelhets skull utelämnats. 465 255 Tyristorn är utbildad i en kiselskiva med en anodkontakt A, ett p-emitter- skikt 1 och ett n-basskikt 2, vilka är gemensamma för samtliga tyristor- moduler. Tyristorns TY p-bas utgörs av skiktet 3 och dess n-emitter av skiktet Ä. Dess katodkontakt 5a är förbunden med den gemensamma katod- anslutningen K. Transistorn FN är utbildad i en p-ficka 6. Dess source- område 8 är förbundet med tyristorns p-bas 3 via kontakterna lla och 5b.Fig. 2 schematically shows a section through a thyristor module at a thyristor according to the invention. Transistor FP has been omitted for simplicity. 465 255 The thyristor is formed in a silicon wafer with an anode contact A, a p-emitter layer 1 and an n-base layer 2, which are common to all thyristor modules. The TY p-base of the thyristor consists of the layer 3 and its n-emitter of layer E. Its cathode contact 5a is connected to the common cathode connection K. The transistor UN is trained in a p-pocket 6. Its source- area 8 is connected to the p-base 3 of the thyristor via the contacts 11a and 5b.
Dess drainområde 7 är via en metallkontakt 11b förbundet med den gemen- samma katodanslutningen K. Drainområdet 7 är via metallkontakten 11b och det kraftigt p-dopade området 6a kortslutet till p-fickan 6, vilket för- hindrar att skadliga parasittyristorer utbildas. Transistorns kanalområde 9 är n-ledande. Dess styre 10, exempelvis utformat av polykristallint hög- dopat kisel, är via motståndet R förbundet med släckstyranslutningen SS.Its drain area 7 is connected via a metal contact 11b to the common the same cathode connection K. The drain area 7 is via the metal contact 11b and the heavily p-doped area 6a short-circuited to the p-pocket 6, which prevents the formation of harmful parasite thyristors. Transistor channel range 9 is n-conducting. Its guide 10, for example formed of polycrystalline high doped silicon, is connected via the resistor R to the extinguishing control connection SS.
Motståndet kan lämpligen utformas som ett långsträckt tunt skikt av poly- kristallint kisel med lämplig dopning, vilket är anordnat på substratet och skilt från detta av ett isolerande skikt.The resistor may conveniently be formed as an elongate thin layer of poly- crystalline silicon with suitable doping, which is arranged on the substrate and separate from this by an insulating layer.
P-fickan 6 utföres företrädesvis med så pass hög dopning och därmed så pass låg lateral resistans att en från anodsidan härrörande hålström inte får transistorns sourceområde 8 att fungera som en parasittyristor. För att trots detta erhålla god funktion hos transistorn utföres denna lämp- ligen med ett svagare p-dopat område Gb under själva kanalområdet.The P-pocket 6 is preferably made with such a high doping and thus so pass lateral resistance that a hollow current originating from the anode side does not causes the source region 8 of the transistor to function as a parasitic thyristor. For to nevertheless obtain good function of the transistor, this suitability is with a weaker p-doped region Gb below the channel region itself.
Den totala arean hos MOS-transistordelen 6-11 görs lämpligen stor så att transistorn får låg resistans i sitt ledande tillstånd. Den från p-emitterskiktet 1 injicerade hålströmmen går dels till MOS-transistor- delens p-ficka 6, dels till tyristordelens p-basskikt 3. Ju större area p-fickan 6 upptar desto mindre blir den till själva tyristordelen flytande resterande hålström, som behöver avledas vid släckning, vilket också underlättar släckningen.The total area of the MOS transistor part 6-11 is suitably made large so that the transistor gets low resistance in its conducting state. The from The hollow current injected into the p-emitter layer 1 goes partly to the MOS transistor part p-pocket 6 of the part, partly to the p-base layer of the thyristor part 3. The larger the area the p-pocket 6 occupies, the less it becomes liquid to the thyristor part itself residual hole current, which needs to be diverted on extinguishing, which also facilitates extinguishing.
Fig 3 visar i form av ett kretsschema mera i detalj uppbyggnaden av en tyristormodul vid en tyristor enligt uppfinningen. Tyristordelens n-emitterskikt 4 är uppdelat på flera separata skikt 4a, Äb etc för att möjliggöra en effektivare släckning. Dessa bildar separata emitteröver- gångar med det för modulen gemensamma p-basskiktet 3. I figuren visas vidare symboliskt det för samtliga moduler gemensamma n-basskiktet 2 och p-emitterskiktet 1. Transistorn FN i fig 1 är visad bestående av ett flertal delar FN1, FN2, FN3 etc, vilkas styren, t ex FNS1, är förbundna dels med släckstyranslutningen SS via motståndet R och dels med styret FPS 7 465 255 hos transistorn FP. Transistorerna FN1 etc kan vara separata eller också förenade med varandra till ett sammanhängande mönster. Denna senare ut- formning skall beskrivas i det följande.Fig. 3 shows in the form of a circuit diagram in more detail the construction of a thyristor module at a thyristor according to the invention. Thyristor part n-emitter layer 4 is divided into several separate layers 4a, Äb etc to enable more efficient extinguishing. These form separate emitter transmissions. times with the p-base layer 3 common to the module further symbolically the n-base layer 2 common to all modules and p-emitter layer 1. The transistor FN in Fig. 1 is shown consisting of a several parts FN1, FN2, FN3 etc, to which the styrene, eg FNS1, are connected partly with the extinguishing control connection SS via the resistor R and partly with the control FPS 7 465 255 at the transistor FP. The transistors FN1 etc can be separate or also joined together into a coherent pattern. This latter shaping will be described in the following.
Fig Ha visar ett exempel på hur en tyristormoduls olika delar kan anordnas pà substratets yta. Utefter modulens mittlinje är transistorn FP samt tyristorns emitterskikt Ha-He anordnade. De senare är förbundna med varandra med hjälp av metallkontakten 5. På ömse sidor om mittlinjen är två identiska fälteffekttransistordelar utformade. Dessa är utbildade i ett sammanhängande rutmönster. Tyristorernas styrelektroder bildar det med 15c betecknade rutmönstret, och samma mönster bildas av de underliggande kanalområdena. Styrelektrodmönstret 15c är med hjälp av en kontakt 15b förbundet med styret hos transistorn FP och via en kontakt 15a med ena änden hos motståndet R. Motståndets andra ände är förbunden med den för modulerna gemensamma släckstyranslutningen SS. Motståndet är utformat som ett långsträckt skikt av polykristallint kisel, anordnat ovanpå substratet och skilt från detta av ett isolerande skikt av t ex kiseldioxid. Av de av styrmönstret inneslutna rutorna är varannan ruta via kontakter 12b, 12c etc förbundna med varandra och, via en gemensam kontakt 12a, med tyristor- delens p-basskikt 3. De övriga rutorna är förbundna med varandra via kon- takter 13a, 13b etc och med kontakten 5 via förbindelser lHa, 1Hb etc. Den i figuren till vänster om mittlinjen liggande fälteffekttransistordelen är uppbyggd på identiskt samma sätt som den nu beskrivna.Fig. Ha shows an example of how the different parts of a thyristor module can be arranged on the surface of the substrate. Along the center line of the module is the transistor FP as well thyristor emitter layer Ha-He arranged. The latter are associated with each other using the metal connector 5. On either side of the center line is two identical field effect transistor parts designed. These are trained in a coherent grid pattern. The gate electrodes of the thyristors form it 15c denoted the grid pattern, and the same pattern is formed by the underlying ones the channel areas. The gate pattern 15c is by means of a contact 15b connected to the gate of the transistor FP and via a contact 15a with one the end of the resistor R. The other end of the resistor is connected to it for the modules common fire control connection SS. The resistor is designed as an elongate layer of polycrystalline silicon, arranged on top of the substrate and separate therefrom by an insulating layer of, for example, silica. Of those of the guide pattern enclosed squares is every other square via contacts 12b, 12c etc. connected to each other and, via a common contact 12a, with thyristor the p-base layer of the part 3. The other boxes are connected to each other via bars 13a, 13b etc and with the contact 5 via connections 1Ha, 1Hb etc. It in the figure to the left of the center line the field effect transistor part is constructed in an identical manner to that now described.
Fig Hb visar mera i detalj en del av tyristormodulens yta. Fig Hc visar det i fig Hb markerade snittet A-A och fig Hd visar snittet B-B. Fig He visar det i fig Ha markerade snittet C-C.Fig. Hb shows in more detail a part of the surface of the thyristor module. Fig. Hc shows the section A-A marked in Fig. Hb and Fig. Hd show the section B-B. Fig. He shows the section C-C marked in Fig. Ha.
På substratets yta är anordnat ett kiseldioxidskikt H0. Kontakten 5 ut- göres av ett metallskikt som är anordnat ovanpå oxidskiktet och via hål 20, 21 i detta gör kontakt med underliggande emitterskikt, t ex Ha. Kon- takten l2a utgöres av ett annat metallskikt, anordnat på oxidskiktet och anbringat i kontakt med p-basen 3 genom hål 2H, 25, 26 etc i oxidskiktet.A silica layer H0 is arranged on the surface of the substrate. The contact 5 out- is made of a metal layer which is arranged on top of the oxide layer and via holes 20, 21 in this makes contact with the underlying emitter layer, eg Ha. Cone- the bar 12a is constituted by another metal layer, arranged on the oxide layer and applied in contact with the p-base 3 through holes 2H, 25, 26, etc. in the oxide layer.
Ett kraftigt p-dopat område 30 ger en effektiv kontaktering. Fälteffekt- transistorernas styrmönster utgöres av ett sammanhängande rutmönster av polykristallint kisel 35, skilt från substratet av ett tunt oxidskikt.A heavily p-doped area 30 provides effective contacting. Field effect the control pattern of the transistors consists of a coherent grid pattern of polycrystalline silicon 35, separated from the substrate by a thin oxide layer.
Rutorna 36, 38 utgör fälteffekttransistorernas n+-ledande sourceomrâden.Panels 36, 38 constitute the n + conductive source regions of the field effect transistors.
De kontakteras av fingrar 12b, 12c hos kontakten 12a genom hål 37, 39 i oxidskiktet H0. Sourceområdena är anordnade i en p-ficka 6, vilken vid sin 465 235 rand är försedd med ett kraftigare p-dopat område 31. Under styrelektrod- mönstret 35 är fälteffekttransistorernas n-ledande kanalområden 34 anord- nade, och under dessa svagt p-ledande områden 33. Ovanpå de nu nämnda metallskikten är ett ytterligare kiseldioxidskikt 41 anordnat. och ovanpå detta ett sammanhängande ytterligare metallskikt 27, vilket utgör tyris- - torns för alla modulerna gemensamma katodanslutning.They are contacted by fingers 12b, 12c of the contact 12a through holes 37, 39 in oxide layer H0. The source areas are arranged in a p-pocket 6, which at its 465 235 strip is provided with a stronger p-doped area 31. Under the control electrode pattern 35, the n-conducting channel regions 34 of the field effect transistors 34 are arranged. and under these weakly p-leading areas 33. On top of those now mentioned the metal layers, an additional silica layer 41 is provided. and on top this a coherent additional metal layer 27, which forms the tyris- towers for all modules common cathode connection.
Fig 4d visar till vänster hur kontakten 5 via ett hål 23 i oxidskiktet 41 kontakteras av katodkontakten 27. Figuren visar de n+-ledande skikten 48, 49 etc, vilka utgör fälteffekttransistorernas drainområden. För kortslut- ning av dessa områden till p-fickan 6 är p+-dopade områden 43, 50 anord- nade. Närmast substratets yta är lågresistiva områden 44, 51 av t ex platinasilicid anordnade, vilka ger en effektiv lågresistiv förbindning.Fig. 4d shows on the left how the contact 5 via a hole 23 in the oxide layer 41 contacted by the cathode contact 27. The figure shows the n + conductive layers 48, 49, etc., which constitute the drain regions of the field effect transistors. For short-circuit of these areas to the p-pocket 6, p +-doped areas 43, 50 are provided. nade. Closest to the surface of the substrate are low-resistance areas 44, 51 of e.g. platinum silicide, which provide an effective low-resistance compound.
Metallkontakten 13a är anordnad på oxidskiktet 40 och gör via hål 45, 52 i detta kontakt med skikten 44 och 51 och därmed med drainområdena. Kontak- ten 13a kontakteras i sin tur genom hål 46, 47 av katodskiktet 27. Fig 4e visar snittet C-C i fig 4a. Den visar kontakten 5, som via hålen 20, 21 etc gör kontakt med emitterdelarna 4a. 4b etc, och vilken i sin tur via hålet 23 kontaktas av den gemensamma katodkontakten 27. Transistorn FP bildas av p-fickan 3, som omsluter ett p+-ledande område 62. Det senare är via en metallkontakt 61, som vid modulens rand är ansluten till ett p-ledande skikt 60, anslutet till den gemensamma tändstyranslutningen TS.The metal contact 13a is arranged on the oxide layer 40 and makes via holes 45, 52 in this contact with the layers 44 and 51 and thus with the drain areas. Contact Fig. 13a is in turn contacted through holes 46, 47 of the cathode layer 27. Fig. 4e shows the section C-C in Fig. 4a. It shows the contact 5, which via the holes 20, 21 etc makes contact with the emitter parts 4a. 4b etc, and which in turn via the hole 23 is contacted by the common cathode contact 27. The transistor FP is formed by the p-pocket 3, which encloses a p + -conducting region 62. The latter is via a metal contact 61, which at the edge of the module is connected to a p-conductive layer 60, connected to the common ignition control connection TS.
Transistorns styre utgöres av ett polykristallint kiselskikt 63, vilket via en metallkontakt 64 är förbundet med styrmönstret 15b, 15c (fig 4a).The gate of the transistor consists of a polycrystalline silicon layer 63, which via a metal contact 64 is connected to the guide pattern 15b, 15c (Fig. 4a).
Fig 5a och fig 5b visar alternativa utföringsformer av uppfinningen. vid vilka fälteffekttransistorerna för kortslutning av tyristorernas emitter- övergångar är anordnade på elektriskt isolerande skikt. Fig 5a visar det gemensamma n-basskiktet 2 och p-fickan 3, i vilken de separata emitter- delarna 4a och 4b är anordnade. Dessa är försedda med metallkontakter 70, 71, vilka kontakteras av den gemensamma katodkontakten 27. Mellan de båda emitterdelarna 4a och 4b är ett p-omrâde 72 anordnat, vars metallkontakt 73 är kontakterad av katodkontakten 27. Mellan detta p-område och var och en av emitterdelarna är ett isolationsskikt 75 anbringat. Ovanpå detta är, t ex i ett rekristalliserat kiselskikt, de n+-ledande områdena 76 och 77 anordnade, vilka utgör fälteffekttransistorns source- och drainområden.Fig. 5a and Fig. 5b show alternative embodiments of the invention. at which field effect transistors for shorting the emitters of the thyristors transitions are arranged on electrically insulating layers. Fig. 5a shows it the common n-base layer 2 and the p-pocket 3, in which the separate emitters the parts 4a and 4b are arranged. These are provided with metal contacts 70, 71, which are contacted by the common cathode contact 27. Between the two the emitter parts 4a and 4b are arranged a p-area 72, the metal contact of which 73 is contacted by the cathode contact 27. Between this p-region and each and one of the emitter parts is an insulating layer 75 applied. On top of this is, for example in a recrystallized silicon layer, the n + conducting regions 76 and 77 which are the source and drain regions of the field effect transistor.
Mellan dessa är ett svagare n-dopat kanalområde 78 anordnat, ovanför vil- ket fälteffekttransistorns styre 79 är anbringat. Fälteffekttransistorns sourceområde 77 är förbundet med p-basen 3 med hjälp av en metallkontakt 9 465 255 80, och transistorns drainområde 76 kontakteras av kontakten 73 och är därmed förbundet med den gemensamma katodkontakten 27. Liksom vid det tidigare beskrivna utföringsexemplet är transistorn normalt ledande och kortsluter därvid tyristorernas emitterövergàngar. Med hjälp av en negativ styrsignal på styret 79 kan transistorn göras oledande, varvid tyristorn kan tändas och föra ström.Between these a weaker n-doped channel area 78 is arranged, above the The field 79 of the field effect transistor is applied. Field effect transistor source area 77 is connected to the p-base 3 by means of a metal contact 9 465 255 80, and the drain region 76 of the transistor is contacted by the contact 73 and is thus connected to the common cathode contact 27. As with that In the previously described embodiment, the transistor is normally conducting and short-circuits the emitter transitions of the thyristors. Using a negative control signal on the gate 79, the transistor can be made non-conductive, whereby the thyristor can turn on and carry power.
Fig Bb visar en variant av den i fig Sa visade utföringsformen. Utöver den i fig 5a visade transistorn är vid utföringsformen enligt fig 5b en ytter- ligare fälteffekttransistor 76a, 77a, 78a, 79a anordnad på ett isolations- skikt 75. Denna transistor har samma uppbyggnad och funktion som den i anslutning till fig 5a beskrivna fälteffekttransistorn och ger en ytter- ligare kortslutningsväg direkt mellan katodkontakten 70 och p-basens kontakt 80.Fig. Bb shows a variant of the embodiment shown in Fig. 5a. In addition to that In the embodiment according to Fig. 5b, the transistor shown in Fig. 5a is an external field field transistor 76a, 77a, 78a, 79a arranged on an insulating layer 75. This transistor has the same structure and function as the one in connection to Fig. 5a described in the field effect transistor and gives an short circuit path directly between the cathode contact 70 and the p-base contact 80.
Genom att som visas i fig Sa och 5b anordna fälteffekttransistorerna skilda från substratet av elektriskt isolerande skikt möjliggörs större packningstäthet. Vidare erhålles större frihet vid utformningen av fält- effekttransistorerna, och en icke önskvärd växelverkan mellan fälteffekt- transistorerna och tyristordelarna förhindras effektivt.By arranging the field effect transistors as shown in Figs. 5a and 5b separate from the substrate of electrically insulating layers is made possible larger packing density. Furthermore, greater freedom is obtained in the design of field power transistors, and an undesirable interaction between field power the transistors and thyristor parts are effectively prevented.
Vid t ex de i fig 5b visade utföringsformerna väljes areaförhållandet A1/A2 i beroende av aktuell tillämpning. Avståndet d väljes så att en grundkortslutning av lämplig storlek erhålles (via det svagt p-dopade skiktet 74).In the embodiments shown in Fig. 5b, for example, the area ratio is selected A1 / A2 depending on current application. The distance d is chosen so that a basic short circuit of suitable size is obtained (via the weakly p-doped layer 74).
Fig 6 visar schematiskt hur som alternativ till motståndet R i fig 1 en diodkopplad fälteffekttransistor FL av utarmningstyp kan användas för begränsning av den till fälteffekttransistorns FN styre flytande strömmen.Fig. 6 schematically shows how as an alternative to the resistor R in Fig. 1 one depleted type diode-connected field effect transistor FL can be used for limiting the current flowing to the field effect transistor UN.
Transistorns FL styre FLS är anslutet till den till styranslutningen SS kopplade elektroden hos transistorn. Vid en negativ styrsignal från anslutningen SS kommer vid ökande ström transistorns ledande kanal snabbt att strypas, och strömmen genom transistorn begränsas därvid till ett approximativt konstant värde. Med hjälp av denna utföringsform kan en högre styrström erhållas till icke defekta tyristormoduler än vad som är fallet vid det ovan beskrivna motståndet, och därigenom kan en snabbare funktion erhållas.The control FLS of the transistor FLS is connected to it to the control connection SS connected the electrode of the transistor. In the event of a negative control signal from the connection SS comes at increasing current the conducting channel of the transistor quickly to be throttled, and the current through the transistor is thereby limited to one approximately constant value. With the help of this embodiment, one can higher control current is obtained for non-defective thyristor modules than at present the case of the resistance described above, and thereby a faster function is obtained.
Claims (8)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8900617A SE463235B (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTOR |
PCT/SE1990/000123 WO1990010311A1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Mos field effect transistor controlled thyristor |
EP19900904462 EP0486496A1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Thyristor |
JP50429490A JPH04503735A (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | thyristor |
PCT/SE1990/000122 WO1990010310A1 (en) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | Thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8900617A SE463235B (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTOR |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8900617D0 SE8900617D0 (en) | 1989-02-22 |
SE8900617L SE8900617L (en) | 1990-08-24 |
SE463235B true SE463235B (en) | 1990-10-22 |
Family
ID=20375135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8900617A SE463235B (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTOR |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0486496A1 (en) |
JP (1) | JPH04503735A (en) |
SE (1) | SE463235B (en) |
WO (2) | WO1990010311A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4100444A1 (en) * | 1991-01-09 | 1992-07-16 | Fraunhofer Ges Forschung | INTEGRATED CIRCUIT BREAKER STRUCTURE |
US5315134A (en) * | 1991-06-10 | 1994-05-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thyristor with insulated gate |
SE468731B (en) * | 1991-07-17 | 1993-03-08 | Asea Brown Boveri | WEAKLY TYRISTOR SYSTEM |
JP2957795B2 (en) * | 1992-03-16 | 1999-10-06 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US5581295A (en) * | 1992-11-27 | 1996-12-03 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for resequencing image data for a printhead |
US5831289A (en) * | 1997-10-06 | 1998-11-03 | Northrop Grumman Corporation | Silicon carbide gate turn-off thyristor arrangement |
US7656003B2 (en) * | 2006-08-25 | 2010-02-02 | Hvvi Semiconductors, Inc | Electrical stress protection apparatus and method of manufacture |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE392783B (en) * | 1975-06-19 | 1977-04-18 | Asea Ab | SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING A THYRIST AND A FIELD POWER TRANSISTOR PART |
DE3018468A1 (en) * | 1980-05-14 | 1981-11-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | THYRISTOR WITH CONTROLLABLE EMITTER SHORT CIRCUITS AND METHOD FOR ITS OPERATION |
DE3138763A1 (en) * | 1981-09-29 | 1983-06-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | LIGHT-IGNITABLE THYRISTOR WITH CONTROLLABLE EMITTER SHORT-CIRCUITS AND IGNITION GAIN |
EP0107773B1 (en) * | 1982-10-04 | 1987-03-11 | General Electric Company | Thyristor with turn-off capability |
US4760432A (en) * | 1985-11-04 | 1988-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Thyristor having controllable emitter-base shorts |
EP0226021A1 (en) * | 1985-12-12 | 1987-06-24 | BBC Brown Boveri AG | Thyristor with switchable emitter shorting |
-
1989
- 1989-02-23 SE SE8900617A patent/SE463235B/en not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-02-22 WO PCT/SE1990/000123 patent/WO1990010311A1/en unknown
- 1990-02-22 JP JP50429490A patent/JPH04503735A/en active Pending
- 1990-02-22 EP EP19900904462 patent/EP0486496A1/en not_active Withdrawn
- 1990-02-22 WO PCT/SE1990/000122 patent/WO1990010310A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0486496A1 (en) | 1992-05-27 |
WO1990010310A1 (en) | 1990-09-07 |
SE8900617D0 (en) | 1989-02-22 |
SE8900617L (en) | 1990-08-24 |
JPH04503735A (en) | 1992-07-02 |
WO1990010311A1 (en) | 1990-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR890004472B1 (en) | Cmos ic circuit | |
US20060220138A1 (en) | ESD protection circuit with scalable current capacity and voltage capacity | |
US4546401A (en) | Two-pole overcurrent protection device | |
US9153569B1 (en) | Segmented NPN vertical bipolar transistor | |
KR19990026902A (en) | Electrostatic protection circuit | |
US7129144B2 (en) | Overvoltage protection device and manufacturing process for the same | |
SE457303B (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE AND PROCEDURES FOR PREPARING THE SAME | |
SE455552B (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING AN OVERVOLTAGE CIRCUIT | |
SE431381B (en) | DOUBLE FLOOD PROTECTION | |
SE463235B (en) | MOS FIELD POWER TRANSISTOR CONTROL TYRISTOR | |
KR100298819B1 (en) | Structure for esd protection in semiconductor chips | |
US7113377B2 (en) | Electrostatic discharge protection device comprising several thyristors | |
JPH0117268B2 (en) | ||
JPH0213824B2 (en) | ||
US4500902A (en) | FET Controlled thyristor | |
US4195306A (en) | Gate turn-off thyristor | |
US6061218A (en) | Overvoltage protection device and method for increasing shunt current | |
SE434446B (en) | Semiconductor device with low leakage current | |
US4502072A (en) | FET Controlled thyristor | |
GB2208257A (en) | Overvoltage protector | |
US10580862B2 (en) | High-voltage semiconductor devices with improved EAS and related manufacturing method thereof | |
US4758871A (en) | Thyristor with multiple groups of insulated control electrodes | |
SE445083B (en) | CONTROL ELECTRO-REGULATED SEMICONDUCTOR DEVICE | |
US4509068A (en) | Thyristor with controllable emitter short circuits and trigger amplification | |
EP0505176A1 (en) | Breakover diode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8900617-5 Effective date: 19940910 Format of ref document f/p: F |