Тиристор

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союэ Советских Социалистических Реслублик(43) Опубликовано осудврствевныи камвтетСаветв Иввватрав СССРпе делам хзааретенвйв аткрмтвй 02,78, Бюллетень 7(45) Дата опубликования описания 2701,7 72) Автор изобретения остранец тер фосс (ФРГ) ностранная фирма Сименс АГ(54) ТИРИСТОР и,т- равЦелью изобре чение площади з гается тем, что перекрывается у с внутреннеи стПредлагаемый использован в к велистиментродом етсяЭтоый сзле ения явлажигания.нагрузочравляющироны,тиристорчестве в окет быт омогател Изобретение относится к полупровод никовому тиристору, с не менее чем четырьмя зонами разной проводимост из которых первые два образуют эми терную область и область базы с уп 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 полупроводника по сравнению с поверхностью происходит равномерное прохождение тока зажигания. Во-вторых с помощью нагрузочного сегмента должно проводиться также и выравнивание тока зажигания, если в резулыате неточности настройки расстояние между управляющим электродом и эмиттером не везде одинаковое ДБлижайшим техническим решением является тиристор, содержащий, по меньшей мере четыре эоны чередующегос типа проводимости и три электрода, у которого нагрузочный сегмент проводимостью противоположной проводимос 2и базовой эоны, расположен между.- миттерным и управляющим электродамиИзвестно, что для тиристора 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.ного тиристора в главном тиристорес внутренним усилением зажигания.На фиг. 1 показан предлагаемыйтиристор, разрез; на фиг, 2 - полупроводниковый элемент, первый вариант выполнения; на фиг, 3 - то же,второй вариант выполнения,Полупроводниковый элемент имеетчетыре области, из которых область 1образует первую эмиттерную область,область 2 - первую базовую область,)0область 3 - вторую базовую областьи область 4 - вторую эмиттерную область. Первая эмиттерная область 1снабжена электродом 6, а вторая эмиттерная область 4 - электродом 5, Пер- )6вая базовая область 2 имеет управляющий электрод 7. Между управляющимэлектродом 7 и первой эмиттернойобластью 1 расположен на левой стороне нагрузочный сегмент 8. Нагрузочный сегмент 8 частично закрываетуправляющий электрод.Как только на управляющий электрод 7 подается ток, он направляется по пути, обозначенному стрелой, к )1первой эмиттерной зоне 1. На стороне,окруженной нагрузочным сегментом 8,управляющий ток, поступая с управляющего электрода 7,должен пройти поднагрузочным сегментом 8. Такой путьоднако создает высокое сопротивлениедля управляющего тока, что обьясняется уменьшением легирования в зависимости от глубины в первой областибазы 2. Поэтому ток концентрируетсяв основном на выемке 9 в нагрузочномсегменте 8 (через которую он может восновном идти по поверхности первойбазовой области на правую сторонупервой эмиттерной области 1). Этовызывает повыаение плотности управляющего тока на противолежащей выемке части р-и перехода, расположенного между первой эмиттерной областью 1и базовой областью 2. Поэтому процессзажигания может быть там на сравнитель.но большой поверхности. следовательно тиристор испытывает соответственно меньшие нагрузки от нагрузочноготока, проходящего в этой зоне. Длинавыемки 9 нагрузочного сегмента 8 определяется требованиями к нагрузкезажигания и имеющимся током зажигайия (см.фиг.2). В зависимости от типУтиристора, например в зависимости отлегирования, существует различный 86оптимум. Он может быть в пределахот 1 до 10 мм. Ширина нагрузочногосегмента 8 может составлять, например, 0,5 мм глубина - соответствовать глубине первой базовой 60области 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.З).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 изобретенияТиристор с полупроводниковым элементОм, содержащий по меньшей мере, четыре эоны 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 )1 1933587, 1969.594904 р 7 Фыа. 1 Фие. Е дактоо Н. Дани ич Тираж 960рственного комитета Совета Миделам изобретений и открытийква ЖРаушская наб. д. одписное стров СС Филиал ППП фПатент, г. ужгород., ул. ПРоектная, 4 аказ 789/56 ЦНИИПИ Госу 113035 с М