DE1789193B2 - Steuerbarer Halbleitergleichrichter - Google Patents

Steuerbarer Halbleitergleichrichter

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John Mansell Garrett
Clifford Victor Miles
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Siemens Mobility Ltd
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Westinghouse Brake and Signal Co Ltd
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    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
    • H01L29/7428—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action having an amplifying gate structure, e.g. cascade (Darlington) configuration

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen steuerbaren Halbleitergleichrichter mit drei aufeinanderliegenden Schichten abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, einem vierten und einem von diesem getrennten, fünften Bereich, die in die Oberfläche der ersten Schicht eindiffundiert sind und mit der ersten Schicht pn-Übergänge bilden, zwei Hauptanschlüssen, die mit dem w vierten Bereich b^M. der dritten Schicht verbunden sind, und mit einem Steueranfchluß i"i der freiliegenden Oberfläche der ersten Schicht ohne elektrisch leitende Verbindung zum vierten und rünfts»-« Bereich und mit einim auf dem fünften Bereich angebrachten Stromrückleiter für das Steuersignal.
Ein derartiger Halbleitergleichrichter ist bekannt (US-PS 31 24 703, F i g. 4) und weist eine Hauptelektrode auf, die über einem np-Übergang angeordnet ist, wobei sich unterhalb dieses Obergangs zunächst ein p-, ein n- und dann ein p-Bereich fortsetzt Ebenfalls am p-Bereich ist der Hauptelektrode benachbart ein ohmscher Kontakt angeordnet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleitergleichrichter der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß sehr schnelle Zündung erreicht wird, ohne daß die Gefahr der Beschädigung oder Zerstörung des Halbleitergleichrichters besteht
Die Aufgabe wird bei einem Halbleitergleichrichter der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst
Durch das tltere Recht (DE-PS 14 89 931) wird zwar eine ähnliche Aufgabe gelöst, jedoch wird hierzu eine andere Anordnung des Steueranschlusses relativ zu den benachbarten Kathodenbereichen vorgeschlagen.
Durch Anordnung des Steueranschlusses zwischen der Hauptkathode und der Hilfskathode wird erreicht, daß der Einschaltsteuerstrom nicht mehr über die Hauptkathode in Vorwärtsrichtung geführt wird. Daher kann lediglich der Bereich um die Hilfskathode leitend werden, die Hauptkathode kann nicht zu früh getriggert werden, wobei der verstärkte Steuerstrom ständig fließen kann. Dadurch wird der gewünschte Schaltvorgang bzw. Schaltmechanismus erreicht, nämlich ein vollständiges Einschalten des Steuerstroms, welchem dann das Schalten des voll verstärkten Hauptstromes folgt Auf diese Art und Weise muß die Hauptkathode nicht vor der vollständigen Ausbildung der Ladungsträgerwolke getriggert werden, was möglicherweise zu örtlich überlasteten Stellen (sog. Hot-Spots) führt und möglicherweise Anlaß für einen Durchschlag ist
Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert
Die Figur zeigt einen steuerbaren Halbleitergleichrichter im Querschnitt, der aus einem scheibenförmigen Bereich II mit N-Leitfähigkeit gebilde? ist an dessen gegenüberliegenden Flächen sich Bereiche I und III mit p-Leitfähigkeit befinden. Eine Anode 6 ist mit dem Bereich III in bekannter Weise verbunden und bildet die eine den Hauptstrom führende Elektrode. In die gegenüberliegende Oberfläche des Bereichs I ist ein Bereich IV aus Gold-Antimon diffundiert, der mit einer weiteren Hauptstrom führenden Elektrode verbunden ist Weiterhin ist dort ein Bereich V als Hilfskathode aus Gold-Antimon hineindiffundiert Zusätzlich ist ein Steueranschluß 12 an dieser Oberfläche aus Gold-Bor in im wesentlichen ohmscher Berührung vorgesehen, der sich zwischen dem Bereich V (Hilfskathode) und dem Bereich IV (Hauptkathode) befindet
Der dargestellte Halbleitergleichrichter hat vier Anschlüsse, benötigt jedoch keinen zusätzlichen ohmschen Kontakt
Der Halbleitergleichrichter wird dadurch betätigt, daß zwischen dem Steueranschluß 12 und der Hilfskathode (Bereich V) ein Triggersignal eingespeist wird, um die Hilfskathode zu schalten, die dann tatsächlich die volle Speisespannung zum Schalten der Hauptkathode (Bereich IV) liefert Wenn ein Strom zwischen dem Steueranschluß 12 und der Hauptkathode (Bereich IV) fließt, arbeitet der Halbleitergleichrichter in der üblichen Art und Weise eines Silizium-Gleichrichters.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Steuerbarer Halbleitergleichrichter mit drei aufeinanderliegenden Schichten abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps, einem vierten und einem von diesem getrennten, fünften Bereich, die in die Oberfläche der ersten Schicht eindiffundiert sind und mit der ersten Schicht pn-Obergängc bilden, zwei Hauptanschlüssen, die mit dem vierten Bereich bzw. der dritten Schicht verbunden sind, und mit einem Steueranschluß an der freiliegenden Oberfläche der ersten Schicht ohne elektrisch leitende Verbindung zum vierten und zum fünften Bereich und mit einem auf dem fünften Bereich angebrachten Stromrückleiter für das Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueranschluß (12) räumlich zwischen dem vierten (IV) und dem fünften (V) Bereich angeordnet ist
    20
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