Симметричный тиристор

(19)у 1) Н 01 1. 29/7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ(54)(57) 1. СИИИЕТРИЧНЫЙ ТИРИСТОР,выполненный на основе пятислойнойструктуры с зашунтированными змиттерными 1)-п-переходами, причем эмиттерные слои электронного типа проводимости занимают ие более половиныповерхности основного токосъема,а их проекции на верхнюю или нижнююплоскость пластины не перекрываютсяс управляющим электродом, присоединены к дырочной области, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цельюповышения стойкости к высоким скоростям нарастания анодного тока ипомехам по напряжению, между управляющим электродом и контактом основного токосъема расположены дополнительные участки электронного типапроводимости, отделенные от упомянутых электродов участками дырочноготипа проводимости таким образом,что проекция одного из этих участков на нижнюю плоскость пластиныпопадает в область электронного типа проводимости.39712 10 2. Тирнстор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что между управляющим электродом и основным токосьемом нанесена металлизация, связываю,щая участки электронного и дырочного типов проводимости.3. Тиристор по пп.1,2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью выравнивания токов управления, дополнительные участки электронного типа проводимости выполнены в виде полуколец, одно из которых хотя бы Изобретение относится к полупроводпиковым приборам и может быть использовано в тиристорах на основе многослойных структур.Известные симметричные тиристоры с однополярным током управления облада:дт относительно низкими значениями разрушающей крутизны Йх/с 1 С налрастания тока нагрузки, а также малой помехостойкостью цепи управления.Предлагаемый симметричный тиристор (симистор) позволяет реализовать высокие значения с 1 г./ЙС и обла 15 дает высокой помехостойкостью по напряжению.Это достигается тем, что в нем между управляющим электродом и контактом основного токосъема располо 20 жены дополнительные участки электронного типа проводимости, отделенные от угтомяцутых элегстродов участками. дырочного типа проводимости таким образом, что проекция одного из этих участков на нижнюю плоскость пластины попадает в область электронного типа проводимости.На фиг,1 изображен предлагаемый симпстор, продольный разрез, на фиг.2 - то же, вид сверху.30Предлагаемый симистор содержит слой 1 исходного полупроводника с электронным типом проводимости, слои 2-3 дырочного типа проводимости, слои 4,5,6,7,8 электронного З 5 типа проводимости, электронно-дырочные переходы 9-15, верхние силовые металлические контакты-электроды частично приближено к контакту управляющего электрода.4. Тиристор по пп,1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целЬю увеличения стойкости прибора к высоким скоростям нарастания анодного напряжения, дополнительные участки и области электронного типа проводимости, расположенные на плоскости присоединения управляющего электрода, разделены областями дырочного типа проводимости. 16, 17, нижний силовой металлический контакт 18, контакт 19 управляющего электрода, металлические перекрытия 20, 21 шунтирующие-и-переходы 13 и 14.С двух сторон между областью г-типа, к которой присоединен контакт 19 управляющего электрода, и областями 4 и 8 гг-типа", которые имеют оми-. - ческий контакт с металлическими электродами 16 и 17, расположены дополнительные участки 6 игг -типа, отделенные от участков 8 и 4 О -типа областью-типа, а именно частью слоя 2, выведенного на поверхность пластины. При этом дополнительные участки 6 и 7 расположены таким образом, что проекция одного из них на нижнюю плоскость пластины попадает в область П -типа проводимости, а проекция другого - в область р -типа проводимости. Для улучшения условий протекания тока при включении симистора возможно применение металлических перемычек 20 и 21, шунтирующих р -гг-переходы 13 и 14.При приложении сигнала управления ("+" на электрод 19 и "-" на электрод 17, обычно электрически свя " занный с электродом 16) включение начинается на участках 6 и 7. Это, например, достигается радиальной кон-, струкцией структуры с управляющим электродом, расположенным в центре .круга (фиг,2), или дополнительным шунтированием гг -О-перехода в слоях 4 и 8В направлении пропускания тока принцип действия аналогичен принципу действия тиристора с регенеративным управлением.Для обратного включения, когда 5 к верхнему основному электроду приложено положительное относительнонижнего электрода напряжение, при подаче управляющего сигнала вначале начинает проводить участок, рас- О положенный под металлическим контактом управляющего электрода 19, т.е, ток нагрузки 1 н протекает через управляюции электрод, При этом часть электронного тока ответвляет ся влево и способствует инжекции дырок из слоя 2 в участке, расположенном левее участка 7, где начина - ет протекать часть тока нагрузки, ответвляющаяся к управляющему электро ду. Таким образом возникает второй . участок вклочепя. Г 1 асонец на третьем этапе вкочается обла ть структуры, расположенная под основным электродом 16 левее участка 8. 25 .Трехступенчатый характер включения проявляется на обратной ветви вольтамперной характеристики, снятой при небольших управляющих токах, наличием трех участков с дифференциаль- ЗО ным отрицательным сопротивлением, При больших управляющих токах включаются сразу обе области и на вольтамперной характеристике обнаруживаются, как и в обьчном симисторе с од- нополярным управлением, два участка с дифференциальным отрицательным сопротивлениемВ зависимост от назначения си О мистор может иметь различную конфигурацию: с центральньы, боковьг, кольцевым и другими видами расположения управляющего электрода. В симисторе с центральным расположением управляющего электрода (фиг,2) металлический контакт электрода 9 выполнен в виде диска. Металлический контакт основного электрода имеет форму кольца, электрически соединяю; щего электроды 16 и 17. Участки 6 и 7 й -типа выполнены в виде секций полуколец, причем участок 7 имеет дополнительный кольцевой выступ, назначение которого - повышение плотности управляющего тока в левой половине структуры, проводящей ток в обратном направлении. Г 1 еталлич ес ки е пер екрытия 20и 21, электрическ связ лающиеучастки 6 и 7 со слоем 2,вьполнены в виде полуколец, Принципдействия структурь не изменяет я,если эти голукольца отсутствуот, Одкако они вьравваот распределение плотности тока, поступаюцего в базовый слой 2, и тем самым способствуют повышению стойкости прибора к вы-соким скоростям нарастания анодного тока.В предлагаемом симисторе приняты меры для устранения эффекта самопроизвольного включения прибора при выключении его приложением напряжения, обратного по знаку, включающему напряженпо. Дл этогс, во - первых, устранены возгож перекрыя проекций областей 4 и 5 на нжоо иливерхн 0 о плосость пл от.ь ко Горыеразделеныузкой об, агт.в дырочпоготипа, ширин;:. которой не меее диффузионной ;.дырок в базовом слое 1.Зо - вторьх, области 8 и 7 41 в ти,хотя и пересрвлотся своими проекциями с областьо 5, ыпсллоны достаточпо узки;и ,х ширин не больше протяженности области первначального включепя структуры в радиальном иправге),Целесообразно применять радиальное шунтирование кольцевых областей 6-тпа таким образом, ч гобы радиальные шунты (уцастк дырочного типа) делили эти козни вые области на отдельные участк. 11 ри этом радиальные шунты для левого полукольца, определяющего включение структуры г обратном направлении, должны иметь шрину, мен;дую ширины шунтов правого полукольца, ответственного за гключение структуры в прямом направлении, Это позволяет уравнять управляощие токв прямом и обратном, направлениях. Возможна также комбинация выступа на ецом полукольце иравной ширины радиальных шунтов налевом и правом полукольцах.Приборы мо ут быть.выолнены со сплошной металлизацией, связывающей области внутренних полуколец с прилегающей дырочо областью, р локальной металлизацией участков полуколецили вообще без металлизации.В тех слу сх, когда необходпмо проектировать"приборы на большие тоактор С,Титова Техред Т,Маточка . Корректор М д Закаэ 303/1 ираж 67 дписноеСССР ВНИИПИ Го по дел 13035, Москдарственного комит иэобретений и отк Ж, Раушская н т ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 43"." З 9.1 г 1ьФф фки, для увеличения периметра облас- по периферии структуры и раз - ти вторичного включения дополнитель- делены контактом основного токоные участки могут быть расположены съема