Силовой тиристор, проводящий в обратном направлении

 

Использование: микроэлектроника. Изобретение относится к конструкции интегрального силового полупроводникового прибора - тиристора, проводящего в обратном направлении. В силовом тиристоре, проводящем в обратном направлении и содержащем зоны основного тиристора и диода, которые образуют две смежные области полупроводниковой структуры прибора и разделены между собой по своим смежным границам изолирующей зоной, зону вспомогательного тиристора, которая расположена между зоной основного тиристора и центральным управляющим электродом, и снабженного металлизациями всех зон за исключением поверхности p-слоя изолирующей зоны, изолирующая зона в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, выполнена в виде двух одинаковых радиально направленных участков, а зона вспомогательного тиристора выполнена с зазором, который размещен между участками границ анодной металлизации диодной зоны и центрального управляющего электрода, расположенными друг против друга. 6 ил.

Изобретение относится к конструкции интегрального силового полупроводникового прибора тиристора, проводящего в обратном направлении, который одновременно выполняет функции тиристора и включенного встречно-параллельно с ним диода. Изобретение может быть использовано при создании новых типов тиристоров, проводящих в обратном направлении.

Полупроводниковая структура тиристора, проводящего в обратном направлении, именуемого часто тиристором-диодом (ТД), состоит из тиристорной (ТЗ) и диодной (ДЗ) зон. Коллекторный (центральный) p-n-переход ТЗ и анодный p-n-переход ДЗ являются продолжением друг друга, то есть общим для обеих зон ТД. Общими для обеих зон ТД являются, кроме этого, их высокоомные n-базы, а также анодный p-слой ДЗ и базовый p-слой ТЗ, образующие указанный p-n-переход.

Основной недостаток ТД следующий. При протекании обратного тока через ТД (прямого тока через его ДЗ) часть избыточного заряда электронов и дырок, накопленных в ДЗ, перетекает через общую базу в ТЗ. Это приводит к тому, что способность ТД сразу после окончания импульса обратного тока блокировать прямое анодное напряжение, нарастающее с заданной скоростью, зависит от скорости спада обратного тока (di_R/dt)сп. Допустимая скорость нарастания импульса прямого анодного напряжения, т.н. коммутационная скорость нарастания напряжения (dU_D/dt)ком, увеличивается с уменьшением (di_R/dt)сп. Однако с уменьшением (di_R/dt)сп увеличивается и время коммутации ТД_tk. Таким образом, простейшая конструкция ТД, в которой Д3 и Т3 непосредственно граничат друг с другом, имеет низкие значения (dU_D/dt)ком и повышенные значения tk, т.е. характеризуется низким быстродействием.

Известная конструкция ТД, в которой с целью повышения (dU_D/dt)ком, а, следовательно, и быстродействия предложено между Т3 и Д3 расположить изолирующую зону И3, представляющую собой триодную структуру p-n-p-типа [1] Конструкция ТД, рассмотренная в [1] содержит зоны основного (ЗОТ) и вспомогательного (ЗВТ) тиристоров. При этом Д3, И3, ЗОТ и ЗВТ, имеющие в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, форму колец, концентрически соосны; ЗОТ расположена между ЗВТ и И3, а И3 между ЗОТ и Д3. Чем больше ширина И3 b_из, тем больше при прочих равных условиях (dU_D/dt)ком и быстродействие ТД.

Однако наличие ИЗ приводит к уменьшению активной площади ТД S_a, которая равна сумме площадей диодной S_д и основной тиристорной S_от зон. При этом под S_д понимается площадь катодного n-слоя Д3, а под S_от суммарная площадь катодного n-слоя ЗОТ и пронизывающих этот слой участков p-типа электропроводности (при наличии резветвленного управляющего электрода ЗОТ). Указанное уменьшение S_a тем значительнее, чем больше ширина b_из и длина l_из И3. Согласно, например, [2] для практически полного исключения влияния избыточного заряда, накопленного в базе Д3, на (dU_D/dt)ком и быстродействия ТД ширина И3 должна не менее чем, примерно, в 20 раз превышать диффузионную длину дырок L_p в n-базе И3. Требуемые значения b_из могут достигать при этом 2 мм и более. Длина же ИЗ зависит от геометрических размеров Д3 и ЗОТ при проекции их на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов. Отношение средних значений токов диода и основного тиристора I_д/I_от, удовлетворяющее практическим потребностям, лежит, как правило, в интервале от 0,3 до 1,5 2. Примерно так же относятся и площади Д3 и ЗОТ. При этом, в случае концентрически соосного расположения Д3 и Т3 длина И3 оказывается больше минимально возможной, т.е. неоптимальной. Таким образом, излишние потери активной площади ТД при наличии И3 и концентрически соосном расположении Д3 и ЗОТ приводят к уменьшению нагрузочной способности ТД.

Известна конструкция [3] силового тиристора, проводящего в обратном направлении, выполненного на основе многослойной кремневой структуры дискообразной формы с четырьмя чередующимися слоями различного типа проводимости и двумя главными поверхностями, расположенными на противоположных сторонах структуры, содержащая зоны основного тиристора и диода, разделенные между собой изолирующей зоной, и зону вспомогательного тиристора, расположенную между зоной основного тиристора и центральным управляющим электродом, при этом поверхности внешних слоев всех зон снабжены металлизациями за исключением поверхности p-слоя изолирующей зоны, являющегося продолжением базового p-слоя основного тиристора и анодного p-слоя диода.

Исключение металлизации поверхности указанного p-слоя И3 позволяет несколько уменьшить ширину и, следовательно, площадь И3. Однако и в этом случае ширина И3 должна быть весьма значительной, так как согласно [2] основное влияние избыточного заряда, накопленного в Д3, на (dU_D/dt)ком и быстродействие ТД происходит по общей p-базе Д3, И3 и ЗОТ. Вопрос же минимизации длины И3 за счет изменения геометрической формы основных элементов (Д3 и ЗОТ) полупроводниковой структуры ТД при их проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, в [3] вообще не рассмотрен.

Кроме этого, в [3] как и в других известных технических решениях, центральный управляющий электрод /УЭ/ ТД пространственно отделен от Д3 зонами основного и вспомогательного (при его наличии) тиристоров. Это не позволяет использовать наличие Д3 в полупроводниковой структуре ТД для повышения его помехоустойчивости по цепи управления.

Техническим результатом от реализации данного предложения является повышение нагрузочной способности тиристора, проводящего в обратном направлении, и его помехоустойчивости по цепи управления при одновременном обеспечении высоких значений (dU_D/dt)ком и быстродействия за счет уменьшения площади И3 и, соответственно, увеличения активной площади ТД путем изменения геометрической формы его основных элементов.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой конструкции силового тиристора, проводящего в обратном направлении, выполненного на основе многослойной кремниевой структуры дискообразной формы с четырьмя чередующимися слоями различного типа проводимости и двумя главными поверхностями, расположенными на противоположных сторонах структуры, содержащей зоны основного тиристора и диода, разделенные между собой изолирующей зоной, и зону вспомогательного тиристора, расположенную между зоной основного тиристора и центральным управляющим электродом, при этом поверхности внешних слоев всех зон снабжены металлизациями за исключением поверхности p-слоя изолирующей зоны, являющегося продолжением базового p-слоя основного тиристора и анодного p-слоя диода, изолирующая зона в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, выполнена в виде двух одинаковых радиально направленных участков, а зона вспомогательного тиристора выполнена с зазором, размещенным между участками границ анодной металлизации диодной зоны и центрального управляющего электрода, расположенными друг против друга.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются: выполнение изолирующей зоны в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, в виде двух одинаковых радиально направленных участков; выполнение зоны вспомогательного тиристора с зазором, который размещен между участками границ анодной металлизации диодной зоны и центрального УЭ, при этом эти участки границ расположены друг против друга.

Известных технических решений с такими признаками не обнаружено.

При предложенной конструкции полупроводниковой структуры прибора длина и, следовательно, площадь И3 (при прочих равных условиях) минимальны во всех практически важных случаях. Так, длина ИЗ равна 2·(R₂-R₁), где R₂ и R₁ радиусы цилиндров, ограничивающих, соответственно, внешнюю и внутреннюю границы ЗОТ, и не зависит от отношения S_д/S_от. При любой другой конструкции полупроводниковой структуры ТД длина И3 зависит от этого отношения. Так, при концентрически соосном расположении ЗВТ, ЗОТ и Д3 и центральном расположении УЭ ТД, когда Д3 занимает периферийную, а ЗОТ внутреннюю кольцевую область полупроводниковой структуры ТД, длина и площадь И3, при прочих равных условиях, будут меньше, чем в случае предлагаемого решения, только при условии, что отношение S_д/S_от не меньше 9. Это в несколько раз больше практически целесообразных значений отношения S_д/S_от, которое, как уже указывалось выше, не превышает 1,5 2.

Другим конкурирующим с предложенным является вариант структуры, когда Д3 имеет форму сегмента. Длина И3 в этом случае примерно равна длине хорды, ограничивающей этот сегмент. Сравним ее с длиной И3 предлагаемого решения. Радиус R₁ цилиндра, ограничивающего внутреннюю границу ЗОТ, в данном случае примерно такой же, как и в случае предлагаемого решения, поскольку центральный УЭ и ЗВТ, расположенные внутри цилиндра радиусом R₁, независимо от конструкции занимают при прочих равных условиях примерно одинаковую площадь. Отношение радиусов R₁ и R₂ цилиндров, ограничивающих, соответственно, внутреннюю и внешнюю границы ЗОТ, лежит, как правило, в интервале 0,2 0,3 и даже при больших значениях R₂ (около 35 45 мм) не бывает меньше 0,1. Длина И3 в предлагаемом решении при заданном значении R₂ наибольшая при наименьшем значении отношения R₁/R₂. Полагая, что значение этого отношения равно 0,1, т. е. практически равно минимально возможному его значению, получим, что длина и, следовательно, площадь И3 в случае Д3 в форме сегмента будут меньше, чем в случае предлагаемого решения, только при условии, что отношение S_д/S_от не больше, примерно 0,15. Это меньше практически используемых значений отношения S_д/S_от, которое равно или больше примерно 0,3. Кроме этого, в случае Д3 в форме сегмента и малых значениях отношений R₁/R₂ и S_д/S_от диодная зона оказывается пространственно отдаленной от центрального УЭ, что затрудняет регулирование помехоустойчивости ТД по цепи управления.

Выполнение зоны вспомогательного тиристора с зазором, который размещен между участками границ анодной металлизации Д3 и центрального УЭ, расположенными друг против друга, позволяет повысить помехоустойчивость прибора по цепи управления. При этом, в отличие от известных решений, не требуется никаких дополнительных мер (например, усиленного шунтирования катодного эмиттерного n-слоя ЗОТ вдоль его границы с управляющим электродом ЗОТ) для обеспечения первоочередного включения внешним током управления сначала ЗВТ и лишь затем ЗОТ. Последнее необходимо для эффективной работы прибора. Отсутствует также необходимость регулировать помехоустойчивость прибора за счет изменения параметров эмиттерного n⁺-слоя ЗВТ, например, путем уменьшения его ширины и/или дополнительного шунтирования образованного им n⁺-p-перехода. Это позволяет оптимизировать параметры указанного n⁺-слоя ЗВТ. Требуемая помехоустойчивость прибора по цепи управления обеспечивается при этом только соответствующим выбором размеров зазора и параметров базового p-слоя в зазоре.

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция тиристора, проводящего в обратном направлении, с отношением площадей Д3 и ОТЗ, равным 1:2, и с отношением радиусов R₁/R₂, равным 0,3 (вид сверху).

На фиг. 2 и 3 показаны сечения прибора, изображенного на фиг. 1, по линиям А-А и Б-Б соответственно.

На фиг. 4 и 5 изображены фрагменты двух вариантов предлагаемой конструкции тиристора (вид сверху), когда, соответственно, центральный УЭ и анодная металлизация Д3 частично занимают зазор в зоне вспомогательного тиристора между разомкнутыми границами его катодного эмиттерного n⁺-слоя.

На фиг. 6 изображен фрагмент еще одного варианта предлагаемой конструкции тиристора (вид сверху), когда в p-слое в зазоре вспомогательного тиристора между центральным УЭ и анодной металлизацией Д3 локально расположен слой n-типа электропроводности.

Силовой тиристор (фиг. 1, 2), проводящий в обратном направлении, выполнен на основе многослойной кремневой структуры 1, которая имеет дискообразную форму с четырьмя чередующимися слоями различного типа проводимости и двумя главными поверхностями 2 и 3, расположенными на противоположных сторонах структуры. Тиристор содержит зоны основного тиристора (ЗОТ) и диода (Д3).

ЗОТ включает в себя катодный эмиттерный n⁺-слой 4 с его металлизацией 5 и расположенные под этим слоем участки базового p-слоя 6, базового n-слоя 7, буферного n'-слоя 8, анодного p-слоя 9 и нижней металлизации 10, которой покрыта вся вторая главная поверхность 3. ЗОТ включает в себя также пронизывающие n⁺-слой участки 11 базового p-слоя 6 с разветвленным управляющим электродом 12 ЗОТ и расположенные в пределах их проекции участки базового n-слоя 7, буферного n'-слоя 8, анодного p-слоя 9 и металлизации 10. По внешней границе ЗОТ ограничена цилиндрической поверхностью радиусом R₂, а по внутренней границе цилиндрической поверхностью радиусом R₁ (фиг. 2).

Диодная зона включает в себя катодный n⁺-слой 13 (фиг. 2 и 3) и расположенные выше в пределах проекции этого слоя участки буферного n'-слоя, базового n-слоя, p-слоя и металлизацию 14. Причем границы анодной металлизации 14 Д3 не обязательно должны совпадать с границами проекции катодного n⁺-слоя 13.

ЗОТ и Д3 разделены между собой изолирующей зоной (И3) 15 (фиг. 1).

И3 15 в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p-n-переходов, представляет из себя два одинаковых радиально направленных участка (т.е. направленных по радиусам структуры), которые по длине ограничены разностью радиусов R₂-R₁. Суммарная длина участков равна 2·(R₂-R₁), а ширина их b_из (фиг. 3) зависит от размеров катодного n⁺-слоя 4 ЗОТ и катодного n⁺-слоя 13 Д3, между которыми и расположена изолирующая зона. По вертикали каждый участок И3 представляет собой триодную структуру и включает в себя соответствующие участки p-слоя 6, базового n-слоя 7, буферного n'-слоя 8, p-слоя 9 и металлизации 10.

Зона вспомогательного тиристора (ЗВТ), расположенная между зоной основного тиристора и центральным управляющим электродом 16, включает в себя катодный эмиттерный n⁺-слой 17 с его металлизацией 18 и расположенные по вертикали под этим n⁺-слоем 17 участки базового p-слоя, базового n-слоя, буферного n'-слоя, анодного p-слоя и нижней металлизации.

Поверхности внешних слоев всех перечисленных зон ТД снабжены металлизациями 5, 10, 12, 14 и 18, кроме поверхности p-слоя 15 изолирующей зоны, который является продолжением базового p-слоя основного тиристора и анодного p-слоя диода. Разветвленный управляющий электрод 12 ЗОТ является продолжением катодной металлизации 18 ЗВТ. Катодная металлизация ЗОТ, в свою очередь, шунтирует (частично или полностью) катодный n⁺-p-переход 19 вдоль всей его границы, в том числе и вдоль границы с И3 (фиг. 3), за исключением участков, обращенных в сторону разветвленного УЭ 12 и катодной металлизации 18. Впрочем, частично n⁺-p-переход 19 может быть зашунтирован и вдоль этих участков. Этот переход, естественно, может иметь также традиционную для тиристорных структур дискретную шунтировку по всей его площади. Однако на приведенных фигурах, чтобы их не загромождать, указанная шунтировка не показана.

Зона вспомогательного тиристора выполнена с зазором, т.е. зазор представляет собой участок выходящего на поверхность базового p-слоя, который размещен между границами 20 n⁺-слоя 17 ЗВТ и участками границ анодной металлизации Д3 и центрального управляющего электрода, расположенными друг против друга. Угол между границами 20 n⁺-слоя ЗВТ обозначен буквой ϕ (фиг. 1), а расстояние между границами анодной металлизации Д3 14 и центрального УЭ 16 равно b_p (фиг. 2). Предпочтительной для ЗВТ является форма незамкнутого кольца, что и показано на фиг. 1. Размеры зазора и параметры базового p-слоя в зазоре позволяют путем соответствующего выбора их значений регулировать сопротивление R_p (фиг. 2) между участками границ анодной металлизации Д3 и центрального УЭ, расположенными друг против друга, и тем самым обеспечить требуемую помехоустойчивость тиристора по цепи управления.

При работе прибора внешний ток управления, поступая через центральный УЭ 16, разделяется на 2 части: "избыточную" и "полезную". "Избыточная" часть тока управления через зазор в катодном эмиттерном n⁺-слое 17 ЗВТ замыкается непосредственно на анодную металлизацию 14 Д3. Эта часть тока управления служит для повышения помехоустойчивости прибора по цепи управления. "Полезная" часть тока управления поступает в p-базу ЗВТ и служит ее током управления. После включения ЗВТ ее катодный ток и "полезная" часть внешнего тока управления, протекая по разветвленному УЭ 12 и через границу катодного n⁺-p-перехода 19 к катодной металлизации 5, играют роль тока управления для ЗОТ.

Максимальное значение тока управления, при котором тиристор еще не включается, принято называть неотпирающим током управления I_GD. Именно значение этого тока характеризует помехоустойчивость тиристора по цепи управления. Максимальное значение "полезной" части внешнего тока управления, при котором еще не включается ЗВТ, можно назвать, таким образом, неотпирающим током управления ЗВТ. Обозначим его I_GDb.

Фактическое значение I_GDb определяется конструкцией (топологией) ЗВТ. Поскольку при предложенной конструкции ТД его неотпирающий ток управления I_GD можно регулировать за счет его "избыточной" части, то можно оптимизировать конструкцию ЗВТ (его катодного эмиттерного n⁺-слоя), не обращая внимания, каким будет при этом значение I_GDb. Оптимизацию конструкции ЗВТ следует, естественно, проводить с точки зрения минимизации коммутационных потерь как при первоначальном включении самой ЗВТ, так и при последующем включении ЗОТ.

При оптимизации конструкции ЗВТ нужно учесть следующее. Границы 20 n⁺-слоя 17 ЗВТ (они же боковые границы зазора) предпочтительно должны находиться в пределах участков базового p-слоя, являющихся продолжением в сторону центра соответствующих радиально направленных участков этого же p-слоя изолирующей зоны 15. Действительно, если, например, зазор простирается частично и на участки базового p-слоя между границами центрального УЭ и катодного n⁺-слоя 4 ЗОТ, то это уже мало влияет на величину сопротивления R_p, но приводит к нежелательному уменьшению площади ЗВТ. Если же n⁺-слой ЗВТ простирается частично и на участки базового p-слоя между участками границ центрального УЭ и анодной металлизации Д3, расположенными друг против друга, то появляется опасность первоначального включения ЗВТ вблизи границ 20 его n⁺-слоя, т. е. опасность неоднородного включения ЗВТ по всей ее длине. Связано это с тем, что металлизация 18 должна шунтировать внешнюю границу n⁺-слоя ЗВТ только в пределах участков, обращенных в сторону n⁺-слоя 4 ЗОТ (для эффективного включения ЗОТ после включения ЗВТ). При этом участки n⁺-слоя ЗВТ вблизи его границ 20 оказываются наиболее чувствительными к току управления, что и может привести к неоднородному включению ЗВТ. Более того, в этом случае возникает также опасность и самопроизвольного включения ЗВТ в процессе обратного восстановления Д3.

Выбрав оптимальную конструкцию ЗВТ, можно рассчитать соответствующее ей значение I_GDb, например, по формулам, приведенным в [4] Зная требуемое значение I_GD, легко рассчитать после этого нужное значение "избыточной" части тока управления I_GU как разность (I_GD -I_GDb).

Необходимое значение сопротивления R_p между границами анодной металлизации Д3 и центрального УЭ рассчитывается затем по формуле: R_p=U_GD/(I_GD-I_GDb) где U_GD неотпирающее напряжение управления тиристоров.

Значения U_GD для тиристоров слабо зависят от их конструкции. Типичные значения U_GD лежат, как правило, в интервале 0,6 00,7 В при 25^oC и 0,3 0,4 В при 125^oC. При необходимости значения U_GD могут быть более точно рассчитаны с учетом реальной конструкции тиристоров.

Нужное значение сопротивления R_p при проектировании прибора можно обеспечить разными способами: изменением расстояния b_p между границами анодной металлизации 14 Д3 и центрального УЭ 16 (фиг. 4 и 5) и/или изменением сопротивления растекания R_sp Ом/□ участка базового p-слоя 6 в зазоре. В какой-то мере можно изменять и величину угла ϕ с учетом сказанного выше.

Сопротивление растекания участка базового p-слоя в зазоре, в свою очередь, можно регулировать путем: локального изменения концентрационного профиля акцепторных примесей на этом участке; локального травления приповерхностных слоев; дополнительного локального долегирования акцепторными примесями; локальной диффузией донорных примесей для формирования одного (фиг. 6) или нескольких участков n-типа электропроводности.

Предложенная конструкция была использована при изготовлении тиристоров-диодов на средний ток в открытом состоянии 80 А, средний обратный ток 80 А и повторяющееся напряжение 1000 В. Минимальное требуемое значение неотпирающего тока управления составляло 35 мА при 125^oC.

Тиристоры-диоды были разработаны и изготовлены на основе кремниевых структур диаметром 24 мм. Д3 и ЗОТ со своим разветвленным УЭ размещались в кольцевой области структуры, внешняя граница которой была ограничена цилиндром радиусом R₂=10 мм, а внутренняя цилиндром радиусом R₁=3 мм, т.е. отношение R₁/R₂ было равно 0,3. Отношение площадей S_д/S_от составляло 1:2, что обеспечивало требуемые значения средних токов. Угол v равнялся 120^o. Периферийная часть структуры (при R>R₂) использовалась для профилирования фаски, обеспечивающей требуемое значение повторяющегося напряжения. Диффузионная длина дырок в n-базе равнялась 50 60 мкм. Ширина И3 была выбрана равной 1,5 мм, что практически полностью исключило влияние избыточного заряда, накапливаемого в n-базе Д3, на (dU_D/dt)ком и время выключения прибора. Значения последних составляли при этом не менее 500 В/мкс и не более 10 мкс соответственно. Ширина и внутренний радиус эмиттерного n⁺-слоя ЗВТ были равны, соответственно, 1 и 1,5 мм. Сопротивление растекания R_sp участки p-слоя в зазоре ЗВТ в процессе изготовления прибора без всяких дополнительных обработок получилось равным 10 12 Ом/□ при 25^oC и 17 20 Ом/□ при 125^oC.

При перечисленных значениях параметров структуры неотпирающий ток управления ЗВТ получился равным 3 мА. Следовательно, для обеспечения требуемого значения неотпирающего тока управления тиристора-диода "избыточный" ток управления должен быть не менее 32 мА. Для этого значение сопротивления R_p при 125^oC не должно превышать 9,375 Ом, что обеспечивает указанное значение "избыточного" тока управления даже при наименьшем возможном значении U_GD (около 0,3 В при 125^oC).

Указанные выше параметры прибора обеспечиваются конструкцией структуры, изображенной на фиг. 1. Именно такая структура и была предусмотрена при проектировании соответствующих фотошаблонов для изготовления приборов. Расстояние b_p (фиг. 2) между участками границ центрального УЭ и анодной металлизации Д3, расположенными друг против друга, было равно при этом 2 мм. Фактические значения I_GD при 125^oC составили 38 45 мА, т.е. были не меньше требуемого значения 35 мА.

Площадь И3 для изготовленных приборов равнялось всего 21 мм². При концентрически соосном расположении Д3 и ЗОТ и тех же значениях прочих параметров структуры площадь И3 равна примерно 76 мм², что на 55 мм² больше, чем в предлагаемой конструкции структуры. Суммарная площадь Д3 и ЗОТ для структур предлагаемой конструкции равнялась 265 мм², а при концентрически соосном расположении Д3 и ЗОТ она равна 210 мм², что на 26% меньше.

Таким образом, при прочих равных условиях нагрузочная способность прибора предложенной конструкции возросла на 26% а помехоустойчивость по цепи управления составила не менее 35 мА. Одновременно с этим приборы обладают высоким быстродействием (время выключения не более 10 мкс) и высокой стойкостью к (dU_D/dt)ком (не менее 500 В/мкс).

Формула изобретения

Силовой тиристор, проводящий в обратном направлении, выполненный на основе многослойной кремниевой структуры дискообразной формы с четырьмя чередующимися слоями различного типа проводимости и двумя главными поверхностями, расположенными на противоположных сторонах структуры, содержащий зоны основного тиристора и диода, разделенные между собой изолирующей зоной, и зону вспомогательного тиристора, расположенную между зоной основного тиристора и центральным управляющим электродом, при этом поверхности внешних слоев всех зон снабжены металлизациями за исключением поверхности p-слоя изолирующей зоны, являющегося продолжением базового p-слоя основного тиристора и анодного p-слоя диода, отличающийся тем, что изолирующая зона в проекции на плоскость, параллельную плоскостям p n-переходов, выполнена в виде двух одинаковых радиально направленных участков, а зона вспомогательного тиристора выполнена с зазором, размещенным между участками границ анодной металлизации диодной зоны и центрального управляющего электрода, расположенными друг против друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6