Трехэлектродный полупроводниковый переключатель Советский патент 1988 года по МПК H01L29/74 

э

00

2

/

1 . ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, выполненный на основе многослойной структуры с числом чередующихся слоев различного типа проводимости не менее четырех, , с зашунтированным катодным переходом и управляющим электродом, присоединенным к участку электронного типа, лежащему в одной плоскости с катодной областью электронного типа проводимости, и отделенным от последней областью дырочного типа проводимости, в которой расположена защун- тированная дополнительная область электронного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости прибора к высоким скоростям нарастания анодного тока, шунтировка дополнительной области выполнена только со стороны управляющего электрода.2. Переключатель по п.1, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения стойкости прибора к скорости нарастания анодного напряжения, шунтирование катодного токосъема осуществляется со стороны управляющего электрода, а между анодным токосъемом и эмиттером дырочного типа соз- • дан участок с высоким сопротивлением, например область электронного типа проводимости, так что на него частично проектируется область электронного типа проводимости с шунтировкой.SS

. 1 Изобретение относится к полупроводниковым переключателям на основе многослойных структур - однонаправленным и двунаправленным (симметрияным) тиристорам, управляемьпч током отрицательной полярности. Существующие однонаправленные переключатели с инжектирующим управляющим электродом и шунтируемой вспомогательной областью со стороны катода характеризуются тем, что сначала включается область структуры под управляющим электродом, затем от анодного тока включается вспомогательная область структуры и после этого - основная часть структуры. Недостаток такого переключателя заключается в том, что основная част мощности включения приходится на участок структуры под управляющим электродом и зависит от периметра области электронного типа. Кроме того, шунтирование вспомогательной области электронного типа со стороны катода приводит (при протекании тока управления) к смещению в обратном направлении двух р - п-переходов, вследствие чего повышается напряжение в цепи управления. Предложенный переключатель отличается тем, что шунтировка дополнительной области выполнена только со стороны управляющего электрода. На фиг. 1 изображен тиристор, управ ляемый током отрицательной полярности и содержащий пластину 1 исходного кремния электро 1ного типа диффузионные слои 2,3 дырочного типа; диффузионные слои 4,Ь,6 электрон ного типа; электроннодырочные переходы 7-11; металлические контакты 12 15. Отличием данной структуры является шунтирование р.-п-перехода 11 дополнительной области 6 со стороны управляющего электрода. В результате при подаче сигнала управления инжекция электронов происходит из областей 5 и 6, структура включается в этих местах практически одновременно, мощность включения на первом этапе распределяется между этими областями. При этом увеличивается скорость нарастания анодного тока. При протекании тока управления р - п-переходы 10 и 11 смещены в прямом направле ии, что обуславливает снижение напряжений управления. На фиг.2 изображен тиристор, управляемый током отрицательной полярности и выдерживающий высокие скорости нарастания анодного напряжения Особенностью этой конструкции является шунтирование катодного эмиттерного р - п-перехода со стороны управляющего электрода и наличие участка с высоким сопротивлением 16 между анодным токосъемом 12 и эмиттером дырочного типа 3. Участок 16 может быть диэлектриком или полупроводником электронного типа, в последнем случае граница раздела I7 между областями 16 и 3 является р - п-переходом. Взаимное расположение участка 16 и областей электронного типа 4, 5 и 6 таково, что проекции слоев 5 и 6 попадают на слой 16 полностью, а проекция слоя 4 - частично. Конструкция позволяет достичь высокой скорости нарастания анодного напряжения за счет того, что шунтированием эмиттерного перехода 9 исключается прохождение через этот переход емкостного тока, генерируемого в области управления. Отсутствие обратносмещенных р - п-переходов в 1;епи управления снижает напряжения управления. На фиг.З изображен тиристор, управляемый током отрицательной полярности, у которого увеличен периметр включения катодной области 4 за счет дополнительного выведения базовой области 2 на поверхность структуры и присоединения к ней электрода 18, электрически связанного с электродом 15. При этом слой 16 выполнен таким образом, что только область 5 и частично область 6 проектируются на этот слой, I . . Предложенные варианты многослойных структур могут быть использованы при конструировании симметричных тиристоров, а также тиристороэ, управляемых током любой полярности, для улучшения их динамических параметров.

IS 6 11

8 17

16

Iff 10

.

L

rj

f /

f

л

12

ut.Z

73

/

ТВ

/

ЕТХХХХХХУ: