Симистор с однополярным управлением

Симистор с однополярным управлением, выполненный на основе многослойной структуры, например, n-р-n-р-n-типа, содержащий контакты основного токосъема на основных поверхностях структуры, под которыми расположены внешние слои n- и р-типа проводимости, и на одной из основных поверхностей расположен управляющий электрод, присоединенный к области р-типа проводимости с дополнительными областями n-типа проводимости и контактами, выполненными в виде полуколец и расположенными между управляющим электродом и контактом основного токосъема на одной поверхности структуры и внешним слоем n-типа проводимости и проекцией области управления, свободной от металла, на другой поверхности структуры, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны фронтов нарастания анодного тока при включении, а также напряжения при коммутации, по границе проекции области управления на основную поверхность структуры выполнен кольцевой металлический контакт, на который проектируют дополнительные области n-типа проводимости, при этом кольцевой контакт имеет выступ, обращенный в сторону внешнего слоя n-типа проводимости.
2. Симистор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности структуры к сигналу управления в обратном направлении, между контактом основного токосъема и кольцевым контактом расположена по крайней мере одна дополнительная кольцевая область n-типа проводимости.

Изобретение относится к двунаправленным переключателям на основе многослойных структур с p-n-переходами и однополярным управлением.
Устройство может применяться в схемах управления переменным током большой мощности.
Для симметричных тиристоров существенным является сочетание высокой чувствительности к сигналу управления и устойчивости к эффектам dI/dt при включении к dU/dt_ком при выключении.
Известным решением этой задачи является конструкция симистора на основе пятислойной структуры с зашунтированными эмиттерными переходами n-типа проводимости, управляемого током одной полярности [1] Особенностью этой структуры является наличие дополнительных участков n-типа проводимости между управляющим электродом и контактом основного токосъема, расположенных так, что проекция одного из этих участков на нижнюю плоскость пластины попадает в область n-типа проводимости, что обеспечивает высокую стойкость к эффекту dI/dt. Однако наличие такого перекрытия приводит к самовключению устройства в момент коммутации.
Известна также конструкция симистора с однополярным управлением, которая является наиболее близкой по технической сущности и выполненная на основе многослойной структуры, например, n-p-n-p-n-типа, содержащем контакты основного токосъема на основных поверхностях структуры, под которыми расположены внешние слои n- и p-типа проводимости, снабженном управляющим электродом, присоединенным к области p-типа проводимости, на одной из основания поверхностей структуры, имеющем дополнительные области n-типа проводимости со вспомогательными n-контактами, выполненные, например, в виде полуколец и расположенные между управляющим электродом и контактом основного токосъема на одной поверхности структуры и внешним слоем n-типа проводимости и проекцией области управления, свободной от металлического покрытия, на другой поверхности структуры [2]
Однако перекрытие их проекцией с участками n-типа проводимости, расположенными на другой стороне устройства ведет к снижению стойкости прибора к dU/dt_ком.
Целью изобретения является повышение крутизны фронтов нарастания анодного тока при включении и напряжения при коммутации.
Дополнительной целью изобретения является увеличение чувствительности структуры к сигналу управления в обратном направлении.
Поставленная цель достигается тем, что в симисторе с однополярным управлением, по границе проекции области управления выполнен кольцевой металлический контакт, на который проектируются дополнительные области n-типа проводимости, при этом кольцевой контакт снабжен выступом, обращенным в сторону внешнего слоя n-типа проводимости.
Дополнительная цель достигается тем, что в многослойной структуре, между контактом основного токосъема и кольцевым контактом расположена по крайней мере одна дополнительная кольцевая область n-типа проводимости.
На фиг. 1 представлен разрез предлагаемого симистора по управляющему электроду; на фиг.2,3 вид сверху и снизу соответственно.
Симистор содержит слой исходного материала n-типа проводимости с низкой концентрацией примеси 1, внешние слои p-типа проводимости 2,3, внешние слои 4,5 и дополнительные области 6, 7, 8, 9 n-типа проводимости с высокой концентрацией примеси; контакты основного токосъема 10, 11 управляющий электрод 12, вспомогательные контакты 13, 14, 15 и кольцевой контакт 16, не связанные с контактами основного токосъема.
В случае "+" на контакте основного токосъема 11 процесс включения начинает развиваться в структуре, расположенной под вспомогательным контактом 14. Анодный ток этой структуры является током управления основной структуры, расположенной под слоем 4.
Если "+" на контакте основного токосъема 10, процесс включения идет через дополнительный слой 6, обеспечивающий включение триодной структуры под управляющим электродом 12. Кольцевой контакт 16 обеспечивает преимущественное движение носителей к слою 8, включение n-p-n-p-n-структуры под вспомогательным контактом 15 и включение основной структуры, расположенной под слоем 5.
В предложенной конструкции отсутствуют перекрытия проекций внешним слоем и дополнительных областей n-типа проводимости, что обеспечивает устойчивость устройства к высоким скоростям нарастания анодного напряжения при коммутации, осуществляется принцип регенеративного управления включением симистора в прямом и обратном направлениях, что обеспечивает устойчивость устройства к эффекту dI/dt при включении.
Симистор с однополярным управлением, выполненный на основе многослойной структуры, например, n-р-n-р-n-типа, содержащий контакты основного токосъема на основных поверхностях структуры, под которыми расположены внешние слои n- и р-типа проводимости, и на одной из основных поверхностей расположен управляющий электрод, присоединенный к области р-типа проводимости с дополнительными областями n-типа проводимости и контактами, выполненными в виде полуколец и расположенными между управляющим электродом и контактом основного токосъема на одной поверхности структуры и внешним слоем n-типа проводимости и проекцией области управления, свободной от металла, на другой поверхности структуры, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны фронтов нарастания анодного тока при включении, а также напряжения при коммутации, по границе проекции области управления на основную поверхность структуры выполнен кольцевой металлический контакт, на который проектируют дополнительные области n-типа проводимости, при этом кольцевой контакт имеет выступ, обращенный в сторону внешнего слоя n-типа проводимости.
2. Симистор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности структуры к сигналу управления в обратном направлении, между контактом основного токосъема и кольцевым контактом расположена по крайней мере одна дополнительная кольцевая область n-типа проводимости.