Трехэлектродный полупроводниковый переключатель

 

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 защунтированная 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 ичающийся 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

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.,Я0

А (511 4 Н О! 1 29/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 1907949/26-25 ,(22j 18,04,73 (46) 30,05,88, Бюл. 11 20 (72) Ю,А.Евсеев и А.Н,Думаневич (53) 621.382 (088.8) (54)(57) 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 зашунтированная дополнительная область электронного типа, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьннения 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 ич а ю шийся 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 создан участок с высоким сопротивлением, например область электронного типа проводимости, так что на него частично проектируется область электронного типа проводимости с шунтировкой.

466817

Изобретение относится к полупроводниковым переключателям на основе многослойных структур — однонаправленным и двунаправленным (сймметрич5 ным) тиристорам, управляемым 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 вспомога- 15 тельная область структуры и после этого — основная часть структуры.

Недостаток такого переключателя заключается в том, что основная часть мощности включения приходится на 20 участок структуры под управляющим электродом и зависит от периметра области электронного типа, Кроме того, шунтирование вспомогательной области электронного типа со стороны 25 катода приводит (при протекании тока управления) к смещению в обратном

1 направлении двух р — n-переходов, вследствие чего повышается напряжение в цепи управления, 30

Предложенный переключатель отличается тем, что шунтировка дополнительной области выполнена только со стороны управляющего электрода.

На фиг. l изображен тиристор, управ- 35 ляемый током . отрицательной полярности и содержащий пластину 1 исходного кремния электронного типа, диффузионные слои 2,3 дырочного типа; диффузионные слои 4,>,6 электрон- 40 ного типа; электроннодырочные переходы 7-11; металлические контакты 1215 °

Отличием данной структуры является шунтирование р-п-перехода 11

45 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 одновремен50 но, мощность включения на первом этапе распределяется между этими областями. При этом увеличивается скорость нарастания анодного тока. При протекании тока управления p - n"переходы 10 и ll смещены в прямом направлении, что обуславливает сниже-! ние напряжений управления.

На фиг,2 изображен тиристор, управляемый током отрицательной полярности и выдерживающий высокие скорости нарастания анодного напряжения

Особенно стью этой конструкции я вляФ ется шунтирование катодного эмиттерного p - n-перехода со стороны управляю1 его 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 !7 между областями 16 и 3 является p - n-переходом. Взаимное расположение участка 16 и областей электронного типа

4, 5 и б таково, что проекции слоев

5 и б 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 .p - n-переходов в цепи управления снижает напряжения управления.

На фиг.З изображен тиристор, управляемый током отрицательной полярности, у которого увеличен пери-. метр 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 Ь проектируются на этот слой

Предложенные варианты многослой- . ных структур могут быть использованы при конструировании симметричных тиристоров, а также тиристоров, управляемых током любой полярности, для улучшения их динамических параметров, 466817

17

1Ю

9 из. д

Редактор Н,Сильнягина

Техред M.Äöäûê

Корректор Л,Пилипенко

Заказ 33Ы7

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

17

1б

Тираж 74Ь Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5