Тиристор

 

ОЛ ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союэ Советских

Социалистических

Реслублик (11) 594904 (б1) Дополнительный к патенту (22) Занвлено130974 (21) 2059634/25 (23) ПРиоРитет — (32) 13. 09. 73 (31) Р 2346237.5 (33)ФРГ (43) Опубликовано 280278. Бюллетень №7 (45) Дата опубликования описания 2701,78 (51) М. Кл.

Н 01 (. 29/74

Государстеекный комитет

Совета Иккастроа СССР оо делам кзабретенкй и открытей (53) УЙК 621. 382 (088. 8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Петер Фосс (ФРГ) Иностранная фирма Сименс АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) ТИРИСТОР

Изобретение относится к полупроводниковому тиристору. с не менее чем четырьмя зонами разной проводимости, из которых первые два образуют эмиттерную область и область базы с управ- 5 ляющим электродом, нагруэочным (балластным) сегментом, расположенным между эмиттером, и управляющим электродом в области базы.

Известен.тиристор, нагрузочный сегмент которого, во-первых, служит для того, чтобы направлять ток зажигания не по поверхности, а в глубине области базы, где вследствие большей однородности материала полупроводни- 16 ка по сравнению с поверхностью происходит равномерное прохождение тока зажигания. Во-вторых с помощью нагрузочного сегмента должно проводиться также и выравнивание тока зажигания, в0 если в результате неточности настройки расстояние между управляющим электродом и эмиттером не везде одинаковое Щ .

Ближайшим техническим решением 25 является тиристор, содержащий, по меньшей мере четыре эоны чередующегося типа проводимости и три электрода, у которого нагрузочный сегмент проводимостью противоположной проводимос. ти базовой эоны, расположен между-эмиттерным и управляющим электродами (2) .

Известно, что для тирнстора благоприятно, если первичный процесс включения осуществляется на возможно большей площади. По этой площади проходит сначала нагруэочный ток тиристора. Если сначала площадь включения очень мала, то тиристор подвергается сравнительно высоким нагрузкам в результате чего этот нагрузочный ток может явиться причиной его разрушения в данном месте. Величина зочы включения зависит, в частности, от силы тока, поступающего с управляющего электрода. Чем выше -этот ток, тем больше зона включения. Однако управляющий ток нельзя произвольно увеличивать, поскольку он должен быть небольшим, учитывая издержки и размеры управляющих приборов.

Целью изобретения является увеличение площади зажигания. Это достигается тем, что нагрузочный сегмент перекрывается управляющим электродом с внутреннеи стороны.

Предлагаемый тиристор может быть использован в качестве вспомогатель594904 ного тиристора в главном тиристоре с внутренним усилением зажигания.

На фиг. 1 показан предлагаемый тиристор, разрез; на фиг. 2 — полупроводниковый элемент, первый вариант выполнения: на фиг. 3 — то же, второй вариант выполнения.

Полупроводниковый элемент имеет четыре области, из которых область 1 образует первую эмиттерную область, область 2 — первую базовую область, ю область 3 — вторую базовую область и область 4 — вторую эмиттерную область. Первая эмиттерная область 1 снабжена электродом 6, а вторая эмиттерная область 4 — электродом 5. Пер- )5 вая базовая область 2 имеет управляющий электрод 7. Между управляющим электродом 7 и первой эмиттерной областью 1 расположен на левой стороне нагрузочный сегмент 8. Harpy- 20 зочный сегмент 8 частично закрывает управляющий электрод.

Как только на управляющий электрод 7 подается ток, он направляется по пути, обозначенному стрелой, к йБ первой эмиттерной зоне 1. На стороне, окруженной нагрузочным сегментом 8, управляющий ток, поступая с управляющего электрода 7, должен пройти под нагрузочным сегментом 8. Такой путь 8О однако создает высокое сопротивление для управляющего тока, что обьясняется уменьшением легирования в зависимости от глубины в первой области базы 2. Поэтому ток концентрируется в основном на выемке 9 в нагрузочном сегменте 8 (через которую он может в основном идти по поверхности первой базовой области на правую сторону первой эмиттерной области 1). Это вызывает повыаение плотности управляющего тока на противолежащей выемке части р-и перехода, расположенного между первой эмиттерной областью 1 и базовой областью 2. Поэтому процесс зажигания может быть там на сравнительно большой поверхности. следовательно тиристор испытывает соответственно меньшие нагрузки от нагрузочного тока, проходящего в этой зоне. Длина выемки 9 нагрузочного сегмента 8 определяется требованиями к нагрузке зажигания и имеющимся током зажигайия (см.фиг.2). В зависимости от типм тиристора, например в зависимости от легирования, существует различный оптимум. Он может быть в пределах от 1 до 10 мм. Ширина нагрузочного сегмента 8 может составлять, например, 0,5 мм глубина — соответствовать глубине первой базовой . 60 области 2 той же проводимости. Нагрузочный сегмент 8 может изготавливаться одновременно с первой эмиттерной областью 1, например, путем диффузии.

Наличие расстояния между управляющим электродом 7 и нагрузочным сегментом 8 необязательно.. Управляющий электрод и нагрузочный сегмент могут перекрываться также на внутренней стороне нагрузочного сегмента И (см.фиг.3).

С увеличением зоны включения сокращается время запаздывания зажигания за счет повышения плотности тока.

Это имеет, например, определенное значение при параллельном включении нескольких тиристоров, когда желательно иметь по возможности одинаковое время запаздывания зажигания.

При уменьшении времени запаздывания зажигания становится более незначительной абсолютная область рассеяния.

Тиристоры описанного вида можно использовать также и в качестве вспомогательных тиристоров в главных тиристорах с усилением зажигания, когда необходимо обеспечить, чтобы вспомогательный тиристор зажигался перед главным тиристором. Это достигается путем повышения удельной плотности тока зажигания для вспомогательного тиристора. Это повышение удельной плотности тока зажигания можно создать выбором соответствующего размера выемки. Благодаря этому становится возможным создавать необходимую плотность тока зажигания вспомогательного тиристора без учета геометРии и размеров эмиттерных р-и-переходов.

Формула изобретения

Тиристор с полупроводниковым элементбм, содержащий по меньшей мере, четыре зоны чередующегося типа проводимости и три электрода, причем управляющий электрод присоединен к базовой зоне, а нагрузочный сегмент с типом проводимости, противоположным базовой зоне, расположен между эмиттерным и управляющим электродом, отличающийся тем, что, с целью увеличения площади зажигания, управляющий электрод перекрывает нагрузочный сегмент с внутренней стороны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Выложенная заявка ФРГ кл. 21 д 11/2 М 2109508, 1971.

2. Патент ФРГ кл. 21 д 11/02

9 1933587, 1969.

594904

48ûà. 1

Фиа. Р

Составитель О.. Фещокина

Редактор Н. Данилович ТехЯедН.Андрейчук КорРектор A. Кравченко"

Заказ 789/56 Тираж 960 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5 с с Я с

Филиал ППП Патент, г. ужгород., ул. ПРоектная, 4