Симметричный тиристор Советский патент 1978 года по МПК H01L21/00 

Изобретение относится к области конструирования лолупроволннковых приборов.

Решается задача создания симметричного (двухпроводящего) тиристора, способного выдерживать повышенные скорости нарастания анодного тока прн трехэлектродиом включении прибора.

Известны симметричные тиристоры с током управления любой полярности, .выполненные иа основе пятислойной структурны, например п -р-п-р-п-типа. Однакр для таких приборов критическая скорость нарастаний аиодного тока di/dt ограничивается величиной лучшем случае порядка 30 А/мкс. Этот параметр накладывает значительные ограничения на схемные применения приборов.

Предлагаемый симметричный тиристор допускает критическое значение di/dt до 1000 А/МКС благодаря тому, что пятислойиая структура управляется с по .1ош.ьг6 самовозбуждающегося (регенеративного) управляющего электрода по току или напряжению как для прямой, так и для обратной ветви.

На фиг. I и 2 изображён один из возможных вариантов предложенной пятислойной структуры.

ристорах соответственно и металлические электроды 3 и 4. Эта конструкция отличается от известных тем, что на верхней плоскости структуры дополнительно созданы области I и 2, проекция которых на нижнюю плоскость структуры попадает в область с одноименной проводимостью, а электроды 3 и 4 самовозбуждающегося управления нмеют металлическне контакты к области п- и р-типов проводимости, т. е. полуомические.

VctpoAcTBO работает следующим образом. ,. Когда: t Структуре прикладывается напряжё№йе :гак1ЧГ&-«мНиу оказывается на верхнем; электроде, а «плюсл--. на нижнем, в цепь управления подается положительное смещение, в проводящее состояние включается левая половина структуры. В данном случае пятислойная структура действует так )ке, как обычный тиристор с самовоздуждающимся управляющим электродом.

Когда напряжение на силовых электродах меняет полярность (плюс сверху, «минус снизу), а.8 управляющей цепи появляется отрицательное смещение («мииуо на электроде управления), проводящий канал образуется первоначально непосредственно у управляющего электрода.

При протекании анодного тока поперек эмитTepia (как показано на фиг. ) на этом участке возникает падение напряжения. Отрицательный его потенциал передается на. область I. Инжекция электронов из этой области вызывает включеиное состояние вблизи данного участка. Таким образом, в предложенной конструкции пятислойной структуры в обратном направлении вольтамперной характеристикой управляет самовозбуждающийся инжектирующий уп равляющий электрод через промежуточный слой.

В равной мере предложемиый принцип конструирования может быть применен к четырехслойным структурам с инжектирующим управляющим |1лектродом b верхнем Или нижнем эмиттере.

Схемное применение предложенного сйммет ричного тиристора значительно упрощает требовання к блокам управления, так как в данном случае для спрямления вольтамперной характернстики необходимо сформировать {;игнал минимальной мощиости и любой формы.

Формула изобретения

Симметричный тиристор на основе трехэлектродной многослойной структуры, например, п-р-п-р-п-тнпа с разнополярным управленнем, со свободными от металлического покрытий частями эмиттерных областей и с самовозбуждающимся управляющим электродом, отличающийся тем, что, с целью повыщеиия допустимой скорости нарастания анодного тока в переходном процессе включения тиристора, в верхнем слое структуры вокруг управляющего электрода созданы электрически связаниые с этНм слоем х)бласти противоположного типа проводимости, проекции которых на нижиюю плоскость структуры попадают в область с однонменным тнпом проводимости.

е