FR2818806A1 - Commutateur electronique bidirectionnel bistable a commande par implusions - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un commutateur électronique bidirectionnel de type bistable à commande par impulsions comprenant un circuit semiconducteur monolithique comprenant une structure de commutateur bidirectionnel vertical (TR; ACS) munie d'une borne de gâchette (G1), des première (Th1) et deuxième (Th2) structures de thyristor dont les anodes sont formées du côté de la face avant, la région d'anode du premier thyristor contenant une région supplémentaire de type P (6), et une métallisation (A1; A2) reliée à la surface principale de face avant du composant bidirectionnel vertical et à l'anode du deuxième thyristor; un condensateur (C) connecté à l'anode du premier thyristor et à la région supplémentaire de type N du deuxième thyristor; et un interrupteur (SW) de mise en court-circuit du condensateur.

Description

COMMUTATEUR ÉLECTRONIQUE BIDIRECTIONEL BISTABLE

À COMMADE PAR IMPULSIONS

La présente invention concerne un commutateur bidirec-

tionnel bistable, c'est-à-dire un commutateur susceptible d'être rendu conducteur pendant plusieurs alternances de la tension alternative qui lui est appliquée à la suite d'une impulsion de commande unique. Ce commutateur bistable peut ensuite être ouvert par application d'une nouvelle impulsion et rester à l'état

ouvert jusqu'à réception d'une nouvelle impulsion de fermeture.

Une première catégorie de commutateurs bidirectionnels

est constituée de commutateurs de type triac ou autres commuta-

teurs bidirectionnels correspondant à des associations de thyristors. Une caractéristique commune de ces composants est qu'ils sont mis en conduction au cours d'une alternance donnée par une impulsion puis qu'ils s'ouvrent automatiquement quand le courant qui les traverse devient inférieur à un seuil déterminé, généralement appelé courant de maintien iH. Ensuite, pour remettre en conduction de tels commutateurs bidirectionnels, il faut réappliquer une impulsion à chaque alternance pendant laquelle on veut que le composant soit mis à l'état passant. Ainsi, ces

commutateurs ne sont pas bistables.

Une autre catégorie de commutateurs bidirectionnels est constituée de composants de type transistor MOS ou bipolaire qui deviennent passants lorsqu'un signal est appliqué à leur borne de commande mais pour lesquels il faut maintenir en permanence cet ordre de commande pour que le composant reste passant. De tels

composants de type transistor ne sont pas commandables par impul-

sions.

Dans l'art antérieur, on a prévu d'associer des compo-

sants semiconducteurs et des composants passifs en des circuits permettant d'obtenir un commutateur bidirectionnel bistable à

commande par impulsions. Néanmoins, ces circuits sont relative-

ment complexes et nécessitent généralement l'association de plusieurs composants semiconducteurs et de plusieurs composants

passifs.

La présente invention vise la réalisation sous forme essentiellement monolithique d'un tel commutateur bidirectionnel

bistable à commande par impulsions.

Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un commutateur bidirectionnel de type bistable à commande par impulsions comprenant: - un circuit semiconducteur monolithique formé à partir d'un substrat faiblement dopé de type N dont la face arrière est revêtue d'une métallisation, comprenant: une structure de commutateur bidirectionnel vertical munie d'une borne de gâchette; des première et deuxième structures de thyristor dont les anodes sont formées du côté de la face avant, la région

d'anode du premier thyristor contenant une région sup-

plémentaire de type P; une métallisation reliée à la surface principale de face avant du composant bidirectionnel vertical et à l'anode du deuxième thyristor;

- un condensateur connecté à l'anode du premier thyris-

tor et à la région supplémentaire de type N du deuxième thyristor;

- un interrupteur de mise en court-circuit du condensa-

teur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit semiconducteur monolithique comprend un substrat de type N; et - du côté de la face avant: une première région de type P dans laquelle est formée

une deuxième région de type N correspondant à la première élec-

trode principale du commutateur bidirectionnel, une deuxième région de type P correspondant à l'anode du premier thyristor, une troisième région de type P correspondant à 1 'anode du deuxième thyristor et contenant une région supplémentaire de type N; - du côté de la face arrière une couche de type P; dans cette couche de type P, des régions de type N,

interrompues notamment aux emplacements o le composant bidirec-

tionnel comprend une région de type N du côté de sa face

supérieure.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, un contact de gâchette est solidaire de la première région de type P et d'une région de type N qui y est formée, la structure

de commutateur bidirectionnel étant de type triac.

Selon un mode de réalisation de la présente invention,

le commutateur comprend un mur d'isolement reliant la face supé-

rieure à la couche inférieure de type P et contenant une région de type N du côté de sa face supérieure dont est solidaire une borne de gâchette, la structure de commutateur bidirectionnel

étant de type ACS.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode de face arrière est reliée à une tension alternative,

l'électrode de face avant de la structure de commnutateur bidirec-

tionnel étant reliée à la masse.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'électrode de face avant est reliée à une tension alternative,

l'électrode de face avant de la structure de commutateur bidirec-

tionnel étant reliée à la masse.

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans

la description suivante de modes de réalisation particuliers

faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:

la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un pre-

mier mode de réalisation d'un commutateur bidirectionnel bistable selon la présente invention,

les figures 2 à 4 illustrent diverses phases de fonc-

tionnement du commutateur bidirectionnel bistable de la figure 1, la figure 5 est une vue en coupe schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un commutateur bidirectionnel bistable selon la présente invention, et les figures 6 et 7 sont des vues en coupe schématique de variantes du deuxième mode de réalisation de la présente invention.

Comme l'illustre la figure 1, un commutateur bidirec-

tionnel bistable selon la présente invention comprend

essentiellement un circuit ou composant semiconducteur monoli-

thique formé à partir d'un substrat semiconducteur 1 et un condensateur C. Le composant semiconducteur monolithique comprend une partie centrale correspondant à un triac vertical TR, une partie gauche correspondant à un premier thyristor vertical Thl, et une

partie droite correspondant à un deuxième thyristor vertical Th2.

La face inférieure ou face arrière du composant semi-

conducteur monolithique est revêtue d'une métallisation solidaire d'une borne A2. Cette face arrière correspond à une électrode principale du triac et aux cathodes des premier et deuxième thyristors. Du côté de la face avant, on trouve la deuxième électrode principale Ai du triac, les anodes des premier et

deuxième thyristors, et une borne Gl de gâchette du triac.

L'anode du premier thyristor est reliée à une borne 10 d'un condensateur C dont l'autre borne est reliée à la masse. La

deuxième électrode principale Al du triac est reliée à la masse.

La première électrode principale A2 est reliée à une tension

alternative, par exemple le secteur à 50 ou 60 Hz, par l'intermé-

diaire d'une charge que l'on souhaite commander. La gâchette du

triac est accessible à partir d'une borne Gi. L'anode du thyris-

tor Th2 est connectée à la borne Ai, c'est-à-dire à la masse. La

région d'anode du thyristor Th2 contient une région supplémen-

taire de type N qui est connectée à la borne 10. Un commutateur

SW est connecté en parallèle sur le condensateur C. Ce commuta-

teur SW est commnandable à partir d'une borne G2.

Comme on l'a indiqué, le composant semiconducteur mono-

lithique est constitué à partir d'un substrat 1. Ce substrat est

faiblement dopé de type N. Du côté de la face arrière du subs-

trat, sont formées une couche 2 de type P et des régions 3 de

type N. Les régions 3 de type N sont absentes, de façon clas-

sique, en regard de zones appropriées du triac TR et sont présentes en face de la région d'anode 4 du thyristor Thl et de

la région d'anode 5 du thyristor Th2.

Du côté de la face avant, la région supplémentaire for-

mée dans l'anode 5 du thyristor Th2 est désignée par la référence 6. Le triac comprend une région 7 de type P dans laquelle est formée une région 8 de type N. Les régions 7 et 8 sont revêtues d'une métallisation reliée à la borne A1, de même que la région d'anode 5 du thyristor Th2. Une métallisation recouvre la région

supplémentaire 6 et est connectée à la borne 10. Enfin une métal-

lisation recouvre la région d'anode 4 et est également reliée à la borne 10. La gâchette G1 est reliée à une métallisation qui recouvre une portion de la région 7 et une région 9 de type N qui

y est formée.

Avant d'expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure 1, on rappellera les désignations classiques des modes

d'amorçage d'un commutateur bidirectionnel, par exemple un triac.

On dit que le triac fonctionne dans l'un ou l'autre de quatre quadrants Q1, Q2, Q3, Q4. On choisit une borne de référence, généralement reliée à la masse, et on considère les polarités de la tension sur l'autre borne, ici la borne A2, et de la tension de gâchette sur la borne Gi. On dit que le triac est amorcé dans le premier quadrant Q1 quand les tensions sur les bornes A2 et Gi sont positives par rapport à la borne Ai. On est dans le deuxième quadrant Q2 quand la tension sur la borne A2 est positive et que la tension sur la borne Gi est négative. On est dans le troisième quadrant Q3 quand les tensions sur les bornes A2 et Gi sont négatives. Enfin, on est dans le quatrième quadrant Q4 quand la tension sur la borne A2 est négative et que la tension sur la

borne Gi est positive.

On va maintenant étudier le fonctionnement du composant de la figure 1 après qu'une impulsion a été appliquée sur la borne de gâchette G1, pour extraire ou insérer un courant dans la gâchette. On considérera d'abord que, au moment o le commutateur

selon l'invention est commandé pour devenir conducteur, l'élec-

trode A2 est positive par rapport à l'électrode Ai. Dans ce cas, l'application d'une tension sur la borne Gi entraîne l'amorçage

du triac dans le quadrant Q1 ou Q2.

Alors, comme l'illustre la figure 2, un courant circule de la borne A2 vers la borne Ai à travers le triac TR. Un courant circule aussi de la borne A2 vers la borne 10 en passant par un transistor TI de type PNP constitué de la couche 2 de type P de face arrière, du substrat 1 de type N et de la région 4 de type P. Le condensateur C se charge alors à une tension égale à la chute de tension à l'état passant entre les bornes A2 et Ai moins la chute de tension à l'état de saturation (VCEsat) du transistor Tl. Comme on le verra par la suite, il faut que, pendant la durée de conduction du triac au cours de l'alternance considérée, le condensateur se charge à un niveau de tension supérieur à 0,6 V. Ce niveau peut être atteint sans trop de difficulté puisque la chute de tension à l'état passant d'un triac est normalement de

l'ordre de 1,5 V tandis que la tension de saturation d'un tran-

sistor PNP est normalement de l'ordre de 0,3 V. Il faut toutefois en outre que le gain du transistor PNP soit suffisant et que le courant principal dans le triac, qui correspond au courant de base du transistor PNP soit également suffisant, pour que ce transistor soit saturé. En outre, il faut que la capacité du

condensateur C soit suffisante puisque, comme on le verra ci-

après, ce sont les charges accumulées dans ce condensateur qui

provoquent la conduction du triac lors de l'alternance suivante.

Dans un exemple pratique, on pourra choisir une capacité de l'ordre de 4, 7 1F pour le condensateur C. On notera subsidiai- rement que, pendant cette phase de fonctionnement dans laquelle

la borne A2 est positive par rapport à la borne A1, les thyris-

tors Thl et Th2 sont polarisés en inverse et ne sont pas passants. On notera qu'il existe aussi un thyristor sensible Th3 qui comprend, de son anode à sa cathode, la couche 2 de type P reliée à la borne A2, le substrat 1 de type N, la région 5 de

type P et la région 6 de type N (exempte de trous de court-

circuit). La gâchette de cathode de ce thyristor sensible

correspond à la région 5 de type P et est connectée à la masse.

Bien que ce thyristor soit convenablement polarisé entre anode et

cathode, il ne peut devenir passant dans cette phase de fonction-

nement, sa tension gâchette-cathode étant alors négative ou nulle (il faudrait que cette tension gâchette-cathode soit positive

pour rendre passant le thyristor Th3).

A la fin de l'alternance positive, une fois que le cou-

rant dans le triac devient inférieur au courant de maintien IH de

ce triac, celui-ci a tendance à ne plus être dans un état conduc-

teur. Toutefois, la borne 10 est alors plus positive que la borne Ai et, étant donné qu'il existe des charges dans le substrat 1, le thyristor latéral PNPN ayant pour anode la région 4 de type P et pour cathode la région 8 de type N connectée à la borne Ai devient passant. On peut également dire que le courant injecté à

partir de la borne 10 maintient le courant dans le triac TR au-

dessus de la valeur du courant de maintien IH de ce triac. Ainsi, à la fin de l'alternance positive, il existe toujours des charges dans le substrat au voisinage de la jonction entre ce substrat et la région 7 de type P. Par conséquent, comme l'illustre la figure 3, quand la tension s'inverse sur la borne A2, et que cette borne devient négative par rapport à la borne Al, les thyristors Thl et Th2 qui sont polarisés dans le sens passant, et le triac TR, conmmutent à l'état passant en raison de la subsistance de charges dans le substrat au moment de l'inversion de tension. La borne 10 du condensateur C se charge donc négativement par 1' intermédiaire du thyristor Thl qui se bloque dès que cette charge atteint un

niveau voisin de la chute de tension à l'état passant du triac.

Par contre, le thyristor Th2 continue à conduire et le courant se

répartit entre le triac TR et le thyristor Th2.

A l'étape illustrée en figure 4, on suppose que la ten-

sion sur la borne A2 redevient positive. Dès que la tension sur la borne A2 devient suffisamment supérieure à la tension sur la borne Ai, le thyristor Th3 susmentionné devient passant, un courant de gâchette étant généré par la décharge du condensateur C et circulant de la région 5 de type P à la région 6 de type N. La mise en conduction du thyristor Th3 génère des charges dans le substrat et permet la mise en conduction du triac TR. On retrouve alors la situation existant à l'étape illustrée en figure 2 et le condensateur C se recharge à nouveau avec une tension positive sur sa borne 10 pour permettre la répétition des étapes décrites précédemment lors du déroulement des alternances successives de

la tension alternative appliquée à la borne A2.

On a ainsi montré que l'ensemble du composant semi-

conducteur représenté en figure 1 et du condensateur C constituait un interrupteur bidirectionnel fonctionnant sur du courant alternatif et pouvant être mis en conduction par une impulsion, et restant ensuite indéfiniment à l'état conducteur sous l'effet de la charge et de la décharge du condensateur C. Pour ouvrir cet interrupteur, il faut décharger le condensateur C pour éviter qu'il ne remette en conduction le triac TR lors de l'alternance suivante. On a représenté en figure 1 à titre d'exemple un commutateur SW commandé par une borne de commande G2 en parallèle sur le condensateur C. De préférence,

une résistance de décharge sera disposée en série avec l'inter-

rupteur SW. Ainsi, dès qu'une impulsion d'ouverture est appliquée sur la borne G2, le condensateur C se décharge et le triac s'ouvre à la fin de l'alternance en cours. Le dispositif pourra fonctionner avec une simple commande par impulsion sur la borne G2, cette impulsion ayant de préférence une durée non négligeable par rapport à la durée d'une alternance. Toutefois, de préfé- rence, on maintiendra le commutateur SW à l'état fermé tant que l'on ne souhaite pas provoquer à nouveau la mise en conduction du triac TR, pour éviter un déclenchement de ce triac sous l'effet d'une impulsion parasite sur la borne Gi. En effet, en présence

d'une impulsion parasite, le triac pourrait se mettre en conduc-

tion et y demeurer sous l'effet du condensateur C non court-

circuité. Il sera clair pour l'homme de l'art que, si on choisit un dispositif dans lequel le commutateur SW reste fermé pendant les phases de non conduction du triac, il conviendra d'ouvrir ce commutateur SW immédiatement avant d'appliquer une impulsion sur la borne Gi quand on souhaite initier une phase de mise en conduction. On notera toutefois qu'on peut laisser ce commutateur SW fermé si l'on souhaite faire fonctionner le triac TR de façon

classique sous le seul effet de la commande par la gâchette Gi.

Le dispositif selon la présente invention peut égale-

ment fonctionner en commande par périodes complètes. Si on supprime la partie du composant semiconducteur représenté en figure 1 correspondant au thyristor Th2, quand le triac est déclenché dans le premier ou le deuxième quadrant, tandis que la borne A2 est positive par rapport à la borne Ai, une impulsion de commande unique au début d'une alternance positive entraînera la

mise en conduction du triac TR pendant toute l'alternance posi-

tive. Ensuite, la conduction se poursuivra pendant l'alternance négative suivante sous l'effet de la décharge du condensateur C,

puis le triac s'ouvrira.

L 'homme de 1' art comprendra que l'on pourrait également modifier le composant de la figure 1 de façon à ce qu'il reste

conducteur pendant une période complète après une mise en conduc-

tion sur une alternance négative. Pour cela, on pourra par exemple, en conservant grosso modo la structure de la figure 1, réduire la surface de la région 4 de type P formant l'anode du thyristor Thl. Ainsi, le transistor Tl (voir figure 2) ne permet

pas de charger suffisanmnent le condensateur C pendant une alter-

nance positive mais le thyristor Thl peut le faire pendant une alternance négative.

On a décrit précédemment la commande de mise en conduc-

tion de l'interrupteur selon la présente invention dans un quadrant Q1 ou Q2, c'est-à-dire à un moment o la borne A2 est

positive par rapport à la borne Ai. Si on se place dans un qua-

drant Q3 ou Q4, c'est-à-dire à un moment o la borne A2 est négative par rapport à la borne Ai, on revient en fait au système décrit en relation avec la figure 3. Le déclenchement initial est

provoqué par l'action sur la gâchette Gl et, ensuite, les thyris-

tors Thl et Th2 deviennent conducteurs et le condensateur C se charge pour initier un fonctionnement qui se poursuit de la façon

décrite précédemment.

Selon un avantage de la présente invention, on peut à tout moment déterminer quel est l'état (fermé ou ouvert) du commutateur selon la présente invention. Il suffit de mesurer la tension aux bornes du condensateur. Si, au cours d'une période (20 ms), cette tension dépasse une valeur de 0,2 V, on sait que le commutateur est passant (ON). On pourra également faire une comparaison à un seuil de + 0,2 V toutes les 10 ms. Ces valeurs

de 20 et de 10 ms sont données dans le cas d'une tension pério-

dique du secteur à 50 hertz. Ces valeurs seront changées de façon appropriée si la tension alternative appliquée au commutateur selon la présente invention est à une fréquence autre que 50

hertz, par exemple, s'il s'agit de la tension à 60 hertz généra-

lement utilisée dans les pays anglo-saxons.

La présente invention est susceptible de diverses

variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art.

En particulier, le commutateur SW peut être intégré dans une partie isolée du substrat 1. On notera que cet interrupteur peut être un interrupteur faible tension puisque le condensateur C voit à ses bornes au maximum une tension de l'ordre de 1 à 3 V.

Ainsi, il est particulièrement simple d'associer à ce condensa-

teur une interrupteur basse tension peu coûteux et facile à monter. Selon un avantage de la présente invention, les gâchettes Gl et G2 peuvent toutes deux être mises à la masse. Les signaux de commande sur ces gâchettes sont référencés par rapport à la masse et sont donc des signaux basse tension simples à mettre en oeuvre. Le commutateur selon l'invention est simple à utiliser étant donné qu'il peut être déclenché lors de n'importe quelle phase de fonctionnement et dans l'un quelconque des quadrants Q1

à Q4. De même, l'extinction peut être effectuée à tout moment.

On pourra adapter le composant à des exigences spéci-

fiques en optimisant le transistor PNP T1 (figure 2).

On a représenté en figure 1 des régions 11 de type N disposées du côté de la face supérieure entre les diverses régions de type P. Ces régions de type N sont optionnelles et ont la fonction habituelle de régions d'arrêt de canal destinées à

éviter l'apparition de courants de fuite en surface.

D'autre part, la surface du triac de puissance peut être réduite étant donné que le thyristor auxiliaire Th2 complète

le fonctionnement de ce triac dans l'une des polarités de fonc-

tionnement de celui-ci (borne A2 négative par rapport à la borne Al). Selon une variante de l'invention, on peut utiliser un

composant bidirectionnel autre qu'un triac, par exemple un compo-

sant bidirectionnel dont l'électrode de référence par rapport à laquelle est commandée la gâchette correspond à la métallisation de face arrière. Un tel composant, que l'on désignera par le sigle ACS (marque déposée de la société STMicroelectronics) est décrit notamment dans la demande de brevet américain N 6034381

(B3073)

L'application de l'invention à un tel composant est illustrée en figure 5 dans laquelle on trouve les éléments d'un composant bidirectionnel vertical ACS entre les bornes Al et A2 au centre de la figure. Le thyristor Thl comprend, de son anode à sa cathode, la région 4 de type P, le substrat 1, la région 7 de type P et la région 8 de type N. Le transistor Th2 comprend, de son anode à sa cathode, la région 5 de type P, le substrat 1, la région 7 de type P et la région 8 de type N. De part et d'autre de ce composant ou plus généralement à côté de ce composant sont formés des thyristors latéraux Thl et Th2. Cette fois-ci on désigne par Al la borne principale de face arrière qui est connectée à la masse et par A2 la borne principale de face avant qui est connectée à une tension alternative par l'intermédiaire

d'une charge. Le déclenchement du composant bidirectionnel verti-

cal est assuré par une électrode Gl reliée à une région de type N 21 formée dans un prolongement 22 de type P d'un mur d'isolement 23 traversant la plaquette semiconductrice et en continuité avec la couche de type P de face arrière 2. Comme précédenmment, un

condensateur C assure le maintien en conduction à chaque change-

ment de polarité après la mise en conduction initiale du composant vertical. Une borne du condensateur C est connectée à la masse. L'autre borne du condensateur C est connectée à l'anode du thyristor Thl et à la région 6 de type N formée dans la couche d'anode 5 du thyristor Th2. L'homme de l'art comprendra que le fonctionnement de ce système est similaire à ce qui a été décrit précédemment. Les thyristors Thl et Th2 sont maintenant des thyristors latéraux. L'équivalent du transistor PNP vertical Tl représenté en figure 2 est un transistor PNP horizontal T2, dont

l'émetteur correspond à la région 7 de type P du composant bidi-

rectionnel vertical, dont la base correspond au substrat 1 de type N, et dont le collecteur correspond à la région d'anode 4 de

type P du thyristor latéral Thl.

Pour déterminer l'état passant ou bloqué du commutateur

bidirectionnel de la figure 5, on pourra comme dans le cas précé-

dent déterminer si le condensateur C est chargé ou non pendant une alternance ou une période du signal alternatif appliqué. Dans ce cas, on pourra également prévoir un élément de détection de

l'autre côté d'un mur d'isolement qui est traversé par des por-

teurs quand un courant important parcourt le composant de

puissance (B4438).

Les figures 6 et 7 représentent des variantes de réali-

sation du dispositif de la figure 5. Ces variantes consistent essentiellement en des modifications de la région de collecteur du transistor T2 (région d'anode du thyristor Thl). Dans les deux

cas, cette région d'anode est prolongée par une diffusion pro-

fonde de type P pour augmenter le gain du transistor.

Dans le cas de la figure 6, cette région de diffusion

profonde est désignée par la référence 25 et rejoint une dif-

fusion profonde formée 26 également de type P formée à partir de la face inférieure. La partie inférieure de la diffusion profonde 26 est recouverte d'une couche d'oxyde 27 pour isoler les régions

de type P 4-25-26 de l'électrode Ai qui est connectée à la masse.

Dans le cas de la figure 7, seule la diffusion profonde

est formée.

En outre, les figures 6 et 7 représentent diverses variantes de détail par rapport à la représentation de la figure 5. Notamment, la zone de gâchette Gi a été représentée du côté gauche de la figure plutôt que du côté droit pour simplifier la représentation. La présente invention est susceptible de nombreuses autres variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de

l'art, notamment en ce qui concerne des modifications du compo-

sant de puissance vertical bidirectionnel principal et des

variantes de réalisation des éléments auxiliaires Thl et Th2.

Le composant bidirectionnel bistable selon la présente invention pourrait être réalisé isolément dans une plaquette de silicium ou faire partie d'une structure d'ensemble incorporant d'autres composants du même type, comme cela est décrit par

exemple dans le brevet américain 6 075 277 (B2578).

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Commutateur électronique bidirectionnel de type bis-

table à commande par impulsions comprenant: - un circuit semiconducteur monolithique formé à partir d'un substrat (1) faiblement dopé de type N dont la face arrière est revêtue d'une métallisation (A2), comprenant: une structure de commutateur bidirectionnel vertical (TR; ACS) munie d'une borne de gâchette (Gi);

des première (Thl) et deuxième (Th2) structures de thyris-

tor dont les anodes sont formées du côté de la face avant, la région d'anode du premier thyristor contenant une région supplémentaire de type P (6); une métallisation (Ai; A2) reliée à la surface principale de face avant du composant bidirectionnel vertical et à l'anode du deuxième thyristor; - un condensateur (C) connecté à l'anode du premier thyristor et à la région supplémentaire de type N du deuxième thyristor; - un interrupteur (SW) de mise en court-circuit du condensateur.

2. Commutateur électronique selon la revendication 1, dans lequel le circuit semiconducteur monolithique comprend un substrat (1) de type N; et - du côté de la face avant: une première région de type P (7) dans laquelle est formée une deuxième région (8) de type N correspondant à la

première électrode principale (Ai; A2) du commutateur bidirec-

tionnel, une deuxième région de type P (4) correspondant à l'anode du premier thyristor, une troisième région de type P (5) correspondant à

1 'anode du deuxième thyristor et contenant une région supplémen-

taire (6) de type N; - du côté de la face arrière une couche de type P (2) ; dans cette couche de type P. des régions (3) de type N,

interrompues notamment aux emplacements o le composant bidirec-

tionnel comprend une région de type N du côté de sa face supérieure.

3. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un contact de gâchette est solidaire de la première région (7) de type P et d'une région (9) de type N qui y est formée, la

structure de commutateur bidirectionnel étant de type triac.

4. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un mur d'isolement reliant la face supérieure à la couche inférieure de type P (2) et contenant une région de type N (21) du côté de sa face supérieure dont est solidaire une borne de gâchette, la structure de commutateur bidirectionnel

étant de type ACS.

5. Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrode de face arrière est reliée à une tension alternative, l'électrode de face avant de la structure de

commutateur bidirectionnel étant reliée à la masse.

6. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en

ce que l'électrode de face avant est reliée à une tension alter-

native, l'électrode de face avant de la structure de commutateur

bidirectionnel étant reliée à la masse.