Симметричный тиристор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (11) 4 Н 01 1- 29/74

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А9ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А-A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 843040/26-25 (22) 22.06.63 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Мордовский научно-исследовательский электротехнический институт (72) А.Н.Думаневич и Ю.А.Евсеев (53) 621.382.3 (088.8) (54) (57) СИММЕТРИЧН11И ТИРИСТОР, выполненный на основе многослойной структуры, например и-р-и-р-и с зашунтированными переходами так, что области электронного и дырочного типа проводимости имеют выход под основные контакты токосъема, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью управления напряжением переключения прибора в любом направлении током любой полярности и обеспечения помехоустойчйвости, область управления выполнена в виде круга с дырочным типом проводимости, окруженного кольцевой областью с электронным типом проводимости и отделенного со стороны рэмиттера двумя полукольцами сначала электронного, а затем дырочного типа проводимости и соответственно со стороны п"эмиттера одним полукольцом . дырочного типа, причем область управления, состоящая из участков разноименной проводимости, проектируется на противоположную плоскость пластины, хотя бы частично в область электронного типа проводимости.

349356

Изобретение относится к области конструктирования полупроводниковых приборов.

Решается задача создания симметричного тиристора, переключающегося в прямом и обратном направлениях при подаче сигнала на управляющий электрод, обладающего повышенной помехоустойчивостью и улучшенными динамическими характеристиками.

Известны конструкции тиристоров, управляемых подачей сигнала управления на управляющий электрод.

Однако в известных конструкциях симметричных тиристоров под основньв-. ми контактами имеется одно или два перекрытия проекций эмиттерных слоев Р-типа, наличие которых приводит при выключении прибора к неконтролируемому включению ранее непроводящей части в проводящее состояние.

Кроме этого указанные устройства обладают, как правило, малым входным сопротивлением, что приводит к недостаточной помехоустойчивости.

Предложенный трехэлектродный симистор отличается повышенной помехоустойчивостью и улучшенными динамическими свойствами, позволяющими ему работать на повышенных частотах.

Особенностью данной конструкции является то, что область управления под управляющим электродом выполнена в виде круга с дырочным типом проводимости, окруженного кольцевой областью с электронным типом проводимости. Область управления отделена от эмиттерной области электронного типа половиной кольцевой области дырочного типа проводимости, а от эмиттерной области дырочного типа полукольцом с электронным типом проводимости и полукольцом области дырочного типа проводимости.

На фиг.1 схематично изображено сечЕние симистора; на фиг.2 — полупроводниковая пластина, вид сверху и снизу.

Предложенный симистор состоит из исходного монокристаллического кремния 1 с проводимостью электронного типа, дырочных слоев 2 и 3, получен-.ных. диффузией, эмиттерных слоев 4 и

5 й-типа, кольцевой области 6 с электронным типом проводимости, полукольцовой области 7 с электронным типом проводимости, электронно-дырочных переходов 8-13, управляющего электрода 14, верхнего и нижнего силовых электродов 15,16 соответственно, Такая конструкция удлиняет, расстояние, по которому протекает ток управления. На фиг ° I сплошными линиями обозначено протекание положительного тока управления, штриховыми— отрицательного тока управления. Увеличение путем протекания тока управления увеличивает мощность, необходимую для отпирания структуры, и повышает ее помехоустойчивость.

Такая структура может управляться током любой полярности как в прямом, так и обратном направлениях.

Действительно, в прямом направлении верхний электрод отрицателен по отношению к нижнему, при подаче положительного сигнала управления прибор работает как обычной тиристор, а именно, электроны инжектируют эмиттерный слой 5.

В случае отрицательного сигнала включается кольцевая область 6, а затем остальная часть эмиттерного слоя 5

В обратном направлении соответственно при положительном и отрицательном сигналах управления электроны инжектируются областями 7 и Ь.

Следует отметить, что .область управления (т.е. участки, расположенные под управляющим электродом, а также участки, прилегающие к нему) при проектировании на нижнюю плос" кость пластины в данном случае не выходит. за пределы внутреннего полукру4p. ra электронного типа и имеет общую с ним границу, Однако конструкция допускает как увеличение, так и умень. шение радиуса внутреннего полукольца.

Особенностью рассмотренных конструкций является то, что проекция эмит" терных областей на верхнюю или нижнюю плоскость пластины имеет, за исключением района управляющего электрода, общую границу. Однако возможны варианты, когда проекции областей эмиттерного типа либо перекрываются, либо разделяются областью дырочного типа проводимости.

Например, улучшить динамические свойства можно путем разведения про. екций шунтов основного токосъема с тем, чтобы проекции областей одноименных типов проводимости .были разделены участком с дырочным типом про349356

Техред М.Дидык Корректор JI, èëèïåíêî

Редактор Н,Сильнягина

Заказ 3387

Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 водимости. Можно добиться уменьшения токов управления, для этого шунтирующие основной токосъем области дырочного типа проводимости проектируются на область электронного типа проводимости.