DE1130523B - Anordnung mit mindestens drei pnp-bzw. npn-Flaechentransistoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 56668 Vmc/21g

ANMELDETAG: 22. J A N U A R 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1962

Halbleiteranordnungen, wie Transistoren, Gleichrichter, Fotodioden u. dgl. werden bereits für verschiedene Zwecke in der Elektrotechnik angewendet. Sie bestehen meist aus einem einkristallenen Grundkörper aus Germanium, Silizium oder einer intermetallischen halbleitenden Verbindung von Elementen der III. und V. Reihe des periodischen Systems, auf dem Elektroden oder Elektrodenteile aufgebracht sind.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit mindestens drei pnp- bzw. npn-Flächentransistoren. Sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine als Basiszone dienende Halbleiterscheibe eines Leitungstyps und mit einheitlichem spezifischem Widerstand auf der einen Oberflächenseite mit einer für alle Transistoren gemeinsamen Kollektorelektrode vollständig bedeckt ist, daß auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite die Basis- und Emitterelektroden in abwechselnder Reihenfolge nebeneinander angeordnet sind, und daß die Emitterelektroden mit den benachbarten Basiselektroden des folgenden Transistors in einer Kaskadenschaltung zusammengeschaltet sind. Der Eingangstransistor kann ein Fototransistor sein. Bei gekapselten Halbleiteranordnungen können die inneren Verbindungen der einzelnen Basis- und Emitterstreifen mit im Gehäuse untergebracht sein. Es brauchen dann nur drei Anschlußleitungen herausgeführt zu werden und beim Phototransistor nur zwei.

Es ist bereits ein Einzeltransistor mit mehreren Basis- und Emitterelektrodenstreifen bekanntgeworden. Sowohl die Basisstreifen als auch die Emitterstreifen sind miteinander galvanisch verbunden und bilden je eine Basis- und eine Emitterelektrode. Die Auflösung in ein Streifenmuster dient hierbei zur Verlängerung der Emittergrenzlinie.

Weiter sind verschiedene Ausführungsformen von Mehrfachtransistoren bekanntgeworden. Gemäß der einen Ausführungsform wird ein npn-Transistor durch Ziehen aus der Schmelze hergestellt, worauf durch Einlegieren von Elektroden in die eine so gebildete η-Zone ein pnp-Transistor hergestellt wird. Die eine η-Zone ist somit beiden Transistoren gemeinsam, wodurch die Einsatzmöglichkeit des so erzeugten Doppeltransistors in Schaltungen stark eingeengt wird.

Gemäß einer weiteren bekannten Ausführungsform von Mehrfachtransistoren wird z. B. eine npn-Struktur hergestellt, und anschließend durch Schlitze, welche durch die oberen beiden Zonen bis in die dritte Zone hineingeführt werden, in mehrere Einzeltransistoren aufgetrennt. Eine derartige Mehrfachtransistoranordnung ist ziemlich schwierig herzustel-Anordnung mit mindestens drei pnp- bzw. npn-Flächentransistoren

Anmelder: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Reimer Emeis, Ebermannstadt (OFr.), ist als Erfinder genannt worden

len, insbesondere bietet die Kontaktierung der mittleren Zone der Einzeltransistoren erhebliche Schwierigkeiten. Diese Mehrfachanordnung weist ferner den Nachteil auf, daß durch die Schlitzung eine erhebliche mechanische Schwächung des Halbleiterkörpers bewirkt wird, was insbesondere bei der Herstellung in großem Maße zu Ausschuß führen muß.

Weiter ist noch ein zweistufiger Verstärker bekanntgeworden, welcher aus zwei Tetroden-Transistoren aufgebaut ist. Zwecks Unterdrückung von Leckströmen zwischen den beiden Tetroden-Transistoren weist der Halbleiterkörper einen gewissen Widerstandsgradienten auf. Außerdem ist eine Verschachtelung der Basis- und Emitterstreifen der Eingangsund der Ausgangsstufe des Verstärkers vorgesehen, welche im Zusammenwirken mit einer Vorspannungsbatterie dem gleichen Zweck dient. Der so aufgebaute Verstärker ist deshalb auf einen zweistufigen Aufbau beschränkt.

Die Anordnung gemäß der Erfindung weist gegenüber den bekannten Transistoren verschiedene Vorteile auf, insbesondere den der einfachen Herstellung und der Robustheit.

Durch die Erfindung wird ein Verstärkerbauelement mit vervielfachtem Verstärkungsfaktor geschaffen. Es läßt sich z. B. bei drei Stufen eine 10 000-fache Stromverstärkung mittels eines einzigen Bauelements erzielen bzw. ein äußerst empfindliches Lichtrelais schaffen. Ein solches Mehrstufenbauelement ist grundsätzlich in gleicher Weise wie ein einfacher Transistor als Baustein in beliebigen Verstärkerkombinationen verwendbar. Dies bietet verschiedene Vorteile. Zum Beispiel ist hierdurch eine gewisse bauliche Vereinfachung und vor allem eine Platzersparnis zu erzielen.

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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine dreistufige Emitterschaltung mit einem gemeinsamen Kollektor, Fig. 2 zeigt einen Fototransistor. Die Fig. 1 a zeigt die räumliche Anordnung bei gestreckter Lage der Basis- und Emitterstreifen, die Fig. Ib bei konzentrischer Lage der Streifen, und die Fig. Ic zeigt das Schaltschema. Der Halbleiterkörper besteht beispielsweise aus einer Siliziumscheibe 2, auf die einseitig eine Gold-Antimon-Folie 3 auflegiert ist, die den gemeinsamen Kollektor darstellt. Der Gold-Antimon-Schicht 3 ist eine η-leitende antimondotierte Siliziumschicht4 vorgelagert. Auf der anderen Flachseite trägt die Süiziumscheibe Basisstreifen 5 und Emitterstreifen 6, in Fig. la langgestreckt und in Fig. Ibin konzentrischen Ringen. Die Basisstreifen 5 können z.B. aus Aluminium und die Emitterstreif en 6 aus Gold-Antimon bestehen. Den Emitterstreif en 6 ist dann jeweils eine Zone 7 antimondotierten Siliziums, das η-leitend ist, vorgelagert. Diese Zone ragt ein wenig in das p-leitende Silizium2 hinein. Fig. Ic zeigt das Schaltschema der Halbleiteranordnung in Emitterschaltung, bei dem der gestrichelt umrahmte Teil der Zeichnung das gekapselte Bauelement darstellt, aus dem die drei Anschlüsse wie bei einem einstangen Transistor herausgeführt sind. Werden alle Elektrodenanschlüsse herausgeführt, so kann dasselbe Element wahlweise entweder als Kaskaden- oder Parallelanordnung oder als Kombination beider geschaltet werden. Der Belastungskreis enthält den Lastwiderstand 8 und die Batterie 9. Der Eingang 10 kommt vom Steuerkreis.

In Fig. 2 ist die Eingangsstufe nach Art eines Fototransistors ausgebildet. Fig. 2a zeigt die räumliche Anordnung. Fig. 2b das Schaltschema. Die Bezeichnungen sind wie in Fig. 1 gewählt, die Pfeile stellen den Lichteinfall dar.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung mit mindestens drei pnp- bzw. npn-Flächentransistoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Basiszone dienende Halbleiterscheibe eines Leitungstyps und mit einheitlichem spezifischem Widerstand auf der einen Oberflächenseite mit einer für alle Transistoren gemeinsamen Kollektorelektrode vollständig bedeckt ist, daß auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite die Basis- und Emitterelektroden in abwechselnder Reihenfolge nebeneinander angeordnet sind, und daß die Emitterelektroden mit den benachbarten Basiselektroden des folgenden Transistors in einer Kaskadenschaltung zusammengeschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangstransistor als Fototransistor ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen zwischen den Basis- und Emitterelektroden mit im Gehäuse untergebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 836 826;

deutsche Auslegeschriften W14766 VIIIc/21 g (bekanntgemacht am 9.2.1956); W11003 VIII a/21 a? (bekanntgemacht am 13.10.1955);

deutsche Patentanmeldung N 8375 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 24. 3.1955);

französische Patentschrift Nr. 1141521;

belgische Patentschrift Nr. 558 718.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 607/286 5.