ТРАНЗИСТОР Российский патент 2000 года по МПК H01L23/04 

Область техники. Изобретение относится к радиоэлектронике, конкретно к полупроводниковым устройствам, которые могут быть использованы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока и в частности в изделиях с ограниченным аппаратурным объемом.

Известен германиевый транзистор (Электронные компоненты, N 2, 1998, с. 49), содержащий в поперечном сечении линию внешней границы корпуса в виде окружности.

Под термином "поперечное сечение" следует понимать сечение плоскостью, перпендикулярной продольной оси транзистора.

Термин "поперечное сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "продольная ось транзистора" следует понимать характерную ось, проходящую, например:
через центр масс транзистора или корпуса транзистора и параллельную оси одного из выводов транзистора;
по касательной к образующей обечайки (боковой стенке) транзистора;
через геометрические центры (или центры масс) противоположных днищ (стенок).

Термин "продольная ось транзистора" используется в данном контексте на протяжении всего описания.

Недостатками аналога являются:
во-первых, отсутствие конструктивно заложенного изменения линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса, что не позволяет обеспечить максимальную компоновку транзистора в составе изделия с ограниченным объемом;
во-вторых, при утилизации транзистора, в том числе в составе изделия, требуется большая работа по деформации корпуса транзистора в поперечном направлении в связи с большим значением момента сопротивления сечения корпуса сжатию (деформации, разрушению [1]).

Под термином "линейный размер" следует понимать характерное расстояние, например, между:
противоположными точками пересечения отрезка прямой, проходящей через центр масс сечения транзистора или корпуса транзистора с линией внешней границы корпуса; противоположными точками на внешних границах противоположных сторон в сечении корпуса.

Термин "линейный размер" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Наиболее близким по технической сущности прототипом к предлагаемому устройству является транзистор, содержащий линию внешней границы поперечного сечения корпуса (SU 1424656 А1, 10.01.97).

Недостатками прототипа являются:
во-первых, отсутствие конструктивно заложенного изменения линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса, что не позволяет обеспечить максимальную компоновку транзистора в составе изделия с ограниченным объемом;
во-вторых, при утилизации транзистора, в том числе в составе изделия, требуется большая работа по деформации корпуса транзистора в поперечном направлении в связи с большим значением момента сопротивления сечения корпуса сжатию (деформации, разрушению).

В процессе утилизации могут происходить операции разделения корпуса транзистора на элементы, в связи с чем форма корпуса прототипа не оптимальна с точки зрения уменьшения работы по утилизации транзистора.

Задачей изобретения является создание транзистора с конструктивно заложенным изменением линейного размера внешней границы в поперечном сечении корпуса, улучшенными монтажными и утилизационными свойствами.

Под термином "утилизационные свойства" следует понимать конструктивную приспособленность транзистора, например корпуса к разрушению в процессе утилизации.

Термин "утилизационные свойства" используется в данном контексте на протяжении всего описания изобретения.

Под термином "монтажные свойства" следует понимать безошибочность расположения, надежность крепления и повышение, при необходимости плотности компоновки транзистора в схеме совместно с другими деталями.

Термин "монтажные свойства" используется в данном контексте на протяжении всего описания изобретения.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что транзистор содержит линию внешней границы поперечного сечения корпуса, и по крайней мере в одном из поперечных сечений по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса.

Под термином "косое коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса отличен от прямого угла [2]. Термин "косое коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

При этом обеспечивается конструктивно заложенное изменение линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса. При размещении транзистора в изделии обеспечивается более плотная компоновка и повышенная надежность крепления деталей в ограниченном объеме, безошибочный монтаж транзистора в схеме относительно других деталей. В процессе утилизации транзистора производится гораздо меньшая работа по разрушению корпуса при сжатии.

Транзистор может быть выполнен в поперечном сечении с переменным линейным размером, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Транзистор может быть выполнен с линейным размером в поперечном сечении многократно возрастающим, убывающим, изменяющимся периодически, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Транзистор может быть выполнен с вогнутой или выпуклой частью линии границы поперечного сечения корпуса относительно центра масс сечения, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Под термином "центр масс сечения" следует понимать точку в плоскости сечения, относительно которой элементарные массы сечения взаимно уравновешены, т.е. выполняется условие уравнения

где S - площадь поперечного сечения;
X_i - расстояние от i-той элементарной массы до центра масс сечения;
ρ_i плотность материала i-той элементарной массы;
1•ds - элементарный объем i-той массы.

Термин "центр масс сечения" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Транзистор может быть выполнен со ступенчатой частью длины линии границы поперечного сечения корпуса, причем ступени могут быть выполнены как с увеличением линейного размера сечения при переходе от одной ступени к другой, так и с уменьшением, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Транзистор может быть выполнен по крайней мере с одной выемкой и/или одним выступом на границе поперечного сечения корпуса, что позволит повысить безошибочность монтажа в составе изделия.

Транзистор может быть выполнен с частью длины границы поперечного сечения в виде фрагментов и/или комбинаций фрагментов: многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме.

Под термином "коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса прямой [2].

Термин "коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Транзистор может быть выполнен с разрывом толщины в поперечном сечении корпуса, причем разрыв может быть многократным и периодическим, что позволит повысить компоновочные свойства и безошибочность монтажа в электрической схеме за счет расположения токовыводов в требуемом месте на корпусе.

Транзистор может быть выполнен с многослойным корпусом, причем корпус или любой из его слоев имеет в сечении переменную толщину, которая многократно возрастает и убывает, а также меняется периодически, что позволит улучшить утилизационные свойства транзистора.

Корпус транзистора или любой из его слоев может быть выполнен из металла с пределом прочности от 80 МПа до 2050 МПа, или из композиционного материала (волокнистых материалов, слоистых композиций, дисперсно-упрочненных материалов) с пределом прочности от 10 МПа до 1800 МПа, или из пластмассы, керамики, металлокерамики, стекла, резины с пределом прочности от 0,1 МПа до 2000 МПа, что позволит применять его в различных климатических условиях, а также в агрессивных средах при повышенных (пониженных) температурах.

Транзистор может быть выполнен по крайней мере с одним слоем изолятора, расположенным между корпусом и внешней границей рабочей секции, причем в качестве изолятора применяется вакуум, газ, жидкость, твердое вещество или резина, при этом электрическая прочность изолятора лежит в пределах от 1 кВ/м до 300 МВ/м, что обеспечит работоспособность транзистора в широком диапазоне рабочих напряжений (от единиц до сотен тысяч вольт) и условий эксплуатации.

Под термином "рабочая секция" следует понимать объем, в котором находится рабочий элемент транзистора.

Термин "рабочая секция" используется в данном контексте на протяжении всего описания и в формуле изобретения.

Транзистор может быть выполнен с изолятором, толщина которого в поперечном сечении меняется, многократно возрастая и убывая, или занимает все пространство сечения внутри корпуса, что позволит обеспечить в заданных областях корпуса транзистора повышенную изоляцию.

Транзистор может быть выполнен с полостями между слоями корпуса и/или изолятора, что позволит уменьшить работу по разрушению транзистора при утилизации путем ослабления сил сцепления между слоями.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения и возможность его практической реализации поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение транзистора, содержащее линию внешней границы 1, и по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента косого конического сечения прямого кругового конуса 2.

На фиг.1 изображено поперечное сечение транзистора с переменным линейным размером 3.

Линейный размер обозначен отрезком прямой между противоположными точками 4 и 5 на корпусе транзистора и проходящий через центр масс сечения 6. На границе сечения выполнены выемки 10 и выступы 11.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение, линейный размер которого меняется, многократно и периодически возрастая и убывая. Часть линии границы сечения относительно центра масс сечения 6 выполнена вогнутой 7 и выпуклой 8. Часть линии границы выполнена из группы, содержащей в сечении фрагменты или комбинации фрагментов: окружности 12, квадрата 13, прямоугольника 14, ромба 15, трапеции 16, треугольника 17, эллипса 18.

На фиг.3 изображено поперечное сечение со ступенчатой 9 линией границы. При этом корпус имеет переменную толщину, которая меняется, многократно возрастая и убывая (периодически). В центральной части сечения расположена рабочая секция 19 транзистора 23. Между границей рабочей секции и корпусом расположен изолятор 20. Изолятор имеет участки с переменной толщиной.

Корпус и изолятор в сечении имеют разрывы 22 для выводов 24.

На фиг. 4 изображено поперечное сечение транзистора, в котором все пространство сечения внутри корпуса занято многослойным изолятором. Между слоями изолятора, между изолятором и корпусом располагаются полости 21.

Таким образом, применение данной конструкции транзистора позволит достичь задачи изобретения.

Литература
1. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 560 с.

2. Математический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988 г., 847 с.

Изобретение относится к радиоэлектронике, конкретно к полупроводниковым устройствам. Техническим результатом изобретения является создание транзистора с конструктивно заложенным изменением линейного размера внешней границы в поперечном сечении корпуса, улучшенными монтажными и утилизационными свойствами. Сущность: транзистор содержит корпус, при этом линия внешней границы поперечного сечения корпуса и по крайней мере в одном из поперечных сечений по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса. При этом обеспечивается конструктивно заложенное изменение линейного размера внешней границы поперечного сечения корпуса. При размещении транзистора в изделии увеличивается плотность монтажа, повышается надежность крепления деталей в ограниченном объеме и безошибочность монтажа транзистора в схеме относительно других деталей. Для утилизации транзистора требуется меньше работы при разрушении корпуса. 29 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Транзистор, содержащий корпус, отличающийся тем, что по крайней мере в одном из поперечных сечений корпуса по крайней мере часть линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов линии, которую образуют поверхность прямого кругового конуса и секущная плоскость, не проходящая через его вершину, при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса отличен от прямого угла. 2. Транзистор по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в сечении с переменным линейным размером. 3. Транзистор по п.2, отличающийся тем, что линейный размер в сечении последнего меняется, многократно возрастая и убывая. 4. Транзистор по п.3, отличающийся тем, что линейный размер в сечении последнего меняется многократно и периодически. 5. Транзистор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена вогнутой. 6. Транзистор по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена выпуклой. 7. Транзистор по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена ступенчатой. 8. Транзистор по п.7, отличающийся тем, что ступени могут быть выполнены как с увеличением линейного размера в сечении при переходе от одной ступени к другой, так и с уменьшением. 9. Транзистор по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одной выемкой. 10. Транзистор по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одним выступом. 11. Транзистор по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена из группы, содержащей в сечении фрагменты и/или комбинации фрагментов: многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса. 12. Транзистор по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что корпус в сечении имеет по крайней мере один слой. 13. Транзистор по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что корпус и/или по крайней мере один из его слоев в сечении имеет переменную толщину. 14. Транзистор по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что толщина корпуса и/или по крайней мере одного из его слоев в сечении меняется, многократно возрастая и убывая. 15. Транзистор по п.14, отличающийся тем, что толщина корпуса и/или по крайней мере одного из его слоев меняется многократно и периодически. 16. Транзистор по любому из пп.1 - 15, отличающийся тем, что толщина корпуса и/или по крайней мере одного из его слоев в сечении имеет по крайней мере один разрыв. 17. Транзистор по п.16, отличающийся тем, что разрывы толщины корпуса и/или одного из его слоев в сечении выполнены многократно. 18. Транзистор по любому из пп.1 - 17, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одного слоя корпуса выполнена из металлического материала с пределом прочности от 80 до 2050 МПа. 19. Транзистор по любому из пп.1 - 18, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одного из слоев корпуса выполнена из композиционного материала. 20. Транзистор по п.19, отличающийся тем, что композиционный материал выполнен из волокнистых материалов, или слоистых композиций, или дисперсно-упрочненных материалов. 21. Транзистор по п.20, отличающийся тем, что предел прочности композиционного материала лежит в пределах от 10 до 1800 МПа. 22. Транзистор по любому из пп.1 - 21, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одного слоя корпуса выполнена из пластмассы, или керамики, или металлокерамики, или стекла, или ситалла, или резины. 23. Транзистор по п.22, отличающийся тем, что предел прочности материала слоя корпуса лежит в пределах от 0,1 до 2000 МПа. 24. Транзистор по любому из пп.1 - 23, отличающийся тем, что содержит рабочую секцию, а между внешней границей рабочей секции и корпусом расположен по крайней мере один слой изолятора. 25. Транзистор по п.24, отличающийся тем, что в качестве по крайней мере части слоя изолятора использован вакуум, или газ, или жидкость, или твердое вещество, или разница. 26. Транзистор по п.25, отличающийся тем, что электрическая прочность изолятора лежит в пределах от 1 КВ/м до 300 МВ/м. 27. Транзистор по пп.24 - 26, отличающийся тем, что толщина по крайней мере одного слоя изолятора в сечении меняется, многократно возрастая и убывая и/или занимает все пространство сечения внутри корпуса. 28. Транзистор по любому из пп.24 - 27, отличающийся тем, что толщина по крайней мере одного из слоев изолятора имеет в сечении по крайней мере один разрыв. 29. Транзистор по п.28, отличающийся тем, что разрывы толщины по крайней мере одного из слоев изолятора в сечении выполнены многократно. 30. Транзистор по любому из пп.12 - 19, 22, 24, 27-29, отличающийся тем, что в сечении на границе раздела слоев корпуса и/или слоев изолятора и/или корпуса и изолятора выполнена по крайней мере одна полость.