JPH01120063A - 光制御サイリスタ - Google Patents

光制御サイリスタ

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Publication number
JPH01120063A
JPH01120063A JP63206220A JP20622088A JPH01120063A JP H01120063 A JPH01120063 A JP H01120063A JP 63206220 A JP63206220 A JP 63206220A JP 20622088 A JP20622088 A JP 20622088A JP H01120063 A JPH01120063 A JP H01120063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zone
auxiliary emitter
base
electrode
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63206220A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Dr Ing Voss
ペーター、フオス
Wolf-Jens Dipl Ing Wilhelmi
ウオルフイエンス、ウイルヘルミ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH01120063A publication Critical patent/JPH01120063A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/21Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H10F30/26Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
    • H10F30/263Photothyristors

Landscapes

  • Thyristors (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基体を備え、この半導体基体が感光領
域とベースゾーンと補助エミッタゾーンと主エミッタゾ
ーンとを有し、補助エミッタゾーンが補助エミッタ電極
に接合され、この補助エミッタ電極が少なくともそこで
ベースゾーンに結合され、このベースゾーンが主エミッ
タゾーンに対向して位置する光制御サイリスタに関する
〔従来の技術〕
このようなサイリスタは例えばドイツ連邦共和国特許出
願公開第2715482号公報に記載されている。光制
御サイリスタに対する主要な要望はdu/dtの大きさ
が良好であると共に、光感度が高いことである。du/
dtの大きさは一般的にはエミッタ・ベース分路によっ
て調整される。
電流によって制御されるサイリスタにおいては、このよ
うなやり方は補助サイリスタにおいてもまた主サイリス
タにおいても採用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、光によって制御されるサイリスタにおい
ては、与えられる光パワーは非常に僅がであり、それゆ
え補助サイリスタのエミッタ・ベース分路は光パワーの
印加が非常に弱く、従ってd u / d tの大きさ
も小さい。
そこで本発明は、光パワーを著しく高めることなく、補
助サイリスタのdu/dtの大きさが大きくなるように
することを課題とする。
〔発明が解決しようとする課題〕
この課題を解決するために、本発明は、補助エミッタゾ
ーンがコンデンサによってす絡されることを特徴とする
本発明の実施態様は請求項2以下に記載されている。
〔実施例〕
次に、本発明を図面に示された実施例に基づいて詳細に
説明する。
第1図および第2図には、電極側ベースゾーンに符号l
を付された半導体基体が示されている。
このベースゾーン1は例えばpドーピングされている。
ベースゾーン1の表面には補助エミッタゾーン2が埋込
まれている。補助エミッタゾーン2は感光領域3を取り
囲む円形リングである。感光領域3によって、この実施
例および次の実施例においても、光入射領域が形成され
る。入射光は太い矢印にて示されている。
補助エミッタゾーン2はpnnジャンクシラン有してお
り、感光領域3に接するその内周縁には符号6が付され
ている。感光領域3とは反対側の外周縁には符号7が付
されている。感光領域3に接して、ベースゾーン1上に
はベース電極4が設けられており、このベース電極4は
ベースゾーン1だけに接合されて、感光領域3を取り囲
んでいる。ベース電極4は同様にリング状に形成されて
いる。補助エミッタゾーン2は例えば同様にリング状に
形成された補助エミッタ電極5に結合されている。この
補助エミッタ電極5は補助エミッタゾーン2と主サイリ
スタのエミッタゾーン20側のベースゾーン1とに接合
されている。従って、補助エミッタゾーン2の外周縁7
は短絡されている。ベース電極4と補助エミッタ電極5
との間にはコンデンサCが接続されている。即ち、この
コンデンサCは補助エミッタシー゛ン2を感光領域3か
ら主エミッタゾーン20の方向へ橋絡している。
サイリスタに阻止方向へ印加される電圧電流は半導体基
体の内部から電極側へ流れる変位電流を発生する。この
電流は上に向く細い矢印によって示されている。この電
流の大部分は電極4を通ってコンデンサCに流れ、この
コンデンサCを充電する。変位電流の微小部分は補助エ
ミッタゾーン2の下を放射状に外側へ向けて電極5へ流
れる。
電極5へ流れる電流は補助エミッタに印加される。
変位電流の大部分が補助エミッタの下を放射状に電極5
へ流れるのではなくコンデンサCへ流れることによって
、補助サイリスタを点弧することなく、変位電流、即ち
サイリスタのdu/dtを大きくすることが出来る。
コンデンサCの大きさは、サイリスタの半導体基体にお
ける単位面積当たりの変位可能な最大電荷が1.6X1
0−’As/cmtの際には101!電荷キヤリヤ/c
m2になることを考慮して設定される。単位面積当たり
の最大電荷は、高電荷の際には臨界電界強度に到達しか
つアバランシェ・ブレークダウンが生しるので、このよ
うになる。従って、感光領域3の半径が例えば0.7閣
の際には、2.5X10−’Asの面電荷が生じる。コ
ンデンサCを0.3Vに充電したい場合には、容量は次
のようになる。
C−2,5X10−”10.3 一8X10−’F−8nF コンデンサCは省スペースでハイブリッド形にて表面実
装部品(S M D = 5urface mount
ed device )としてサイリスタの半導体基体
上に設置される。上記容量のコンデンサの標準的な所要
面積は2.OXl、2m11”である、しかしながら、
コンデンサは例えば誘電体として酸化物を備えた集積形
にても設置することが出来る。この場合には所要面積は
大きくなる。この所要面積は8nFの上記容量の場合に
は約0.2cm”である。
サイリスタ上にコンデンサが集積された実施例は第3図
および第4図に示されている。この第3図および第4図
においては、第1図および第2図と同一機能を有する部
分には同一符号が付されている。ベース電極4は導体路
8に結合されており、この導体路8は酸化膜9上に設け
られて補助エミッタ電極5の切欠内に位置している。別
の絶縁膜でもあり得る酸化膜9は導体路8を補助エミッ
タゾーン2に対して絶縁する。補助エミック電極5は接
触フィンガー10に結合され、この接触フィンガー10
は同様に絶縁膜、例えば酸化膜11上に配置することが
できる。動作態様は第1図および第2図と同じである。
第1図ないし第4図に示された実施例は、感光領域が表
面に位置するベースゾーン1であるという点が特徴であ
る。しかしながら、公知のように、感光領域は補助エミ
ッタゾーンによって覆うことも出来る。第5図および第
6図にはこのような実施例が図示されている。この第5
図および第6図においては、補助エミッタゾーンには符
号14が付され、感光領域には同様に符号3が付されて
いる。補助エミッタゾーン14は補助エミッタ電極17
を備え、この補助エミッタ電極17は同様にベースゾー
ン1にも接合されている。ベースゾーン1には感光領域
3に隣接してベース電極16が接合されている。ベース
電極16と補助エミッタ電極17とにコンデンサCが接
続されている。
du/dtに基づいて半導体基体から流れる変位電流は
、上に向く細い矢印によって示されている電流を生じる
。変位電流の大部分は補助エミッタゾーン14の下を横
方向へ流れるか、または、ベース電極16へ向けて直接
垂直方向へ流れる。
従って、コンデンサCは図示された極性にて充電される
。変位電流の一部分はベースゾーンにおいて補助エミッ
タゾーン14の下を横方向へ補助エミッタ電極17へ向
けて流れ、そこから主サイリスタへ向けて流れる。その
流路抵抗は破線の抵抗Rにて示されている。
好ましい実施例は第6図に示されている。第5図は第6
図のv−■線に沿った断面図である。補助エミッタゾー
ン14には条帯状突出部15が備えられ、この突出部1
5は補助エミッタゾーン14に対して放射状に延在して
いる。突出部15の幅が定められている場合には、その
長さLによって流路抵抗Rの大きさが決定される。突出
部15は条帯状の補助エミッタ電極17によって覆われ
ている。この補助エミッタ電極17は同様にベースゾー
ン1にも接合され、主エミツタのエミッタゾーン20に
対向して位置する。ベース電極16は同様に補助エミッ
タゾーン14に対して放射状に延在する条帯状導体によ
って形成されている。
条帯状ベース電極16の形状と条帯状補助エミッタ電極
17の形状とは、SMDコンデンサを実装することが出
来るように形成されている。しかしながら、これらは他
の形状に形成することも出来る。基本的には条帯状ベー
ス電極16の面積は出来る限り小さくすべきである。
変位電流がコンデンサC内へ流れること、および比較的
高くドーピングされたベースゾーン1の表面に沿って補
助エミシタ電極へ向けては流れないことを保証するため
に、条帯状ベース電極16は溝18によって取り囲まれ
ている。この溝18は同様に補助エミッタゾーン14と
突出部15の両長手側とを区画するようにすると好まし
い。従って、補助エミッタゾーン14の下で空間電荷ゾ
ーンに作られた光電流は突出部15の下を流れるように
される。そこでその光電流は比較的大きい流路抵抗Rを
通る。それによって、小さな光電流も点弧に必要な約0
.5 Vの電圧降下を生じる。溝18は補助エミッタ’
1ii17のベース電極16側にも設けることが出来る
全ての実施例において、光感度を、コンデンサCが充電
されるまで低下させることは有効である。
コンデンサが充電されると、補助エミッタゾーン2とベ
ースゾーンlとの間には、補助電極によって分路が形成
される。
【図面の簡単な説明】 第1図および第2図は本発明の第1の実施例の断面図お
よび平面図、第3図および第4図は本発明の第2の実施
例の断面図および平面図、第5図および第6図は本発明
の第3の実施例の断面図および平面図である。 1・・・ベースゾーン 2・・・補助エミッタゾーン 3・・・感光領域 4・・・ベース電極 訃・・補助エミッタ電極 6・・・内周縁 7・・・外周縁 8・・・導体路 9・・・酸化膜 lO・・・接触フィンガー 11・・・酸化膜 14・・・補助エミッタゾーン 15・・・突出部 16・・・ベース電極 17・・・補助エミッタ電極 18・・・溝 20・・・エミッタゾーン C・・・コンデンサ R・・・流路抵抗 FIG4 FI05 IG 6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体基体を備え、この半導体基体が感光領域(3
    )とベースゾーン(1)と補助エミッタゾーン(2;1
    4)と主エミッタゾーン(20)とを有し、前記補助エ
    ミッタゾーンが補助エミッタ電極(5;17)に接合さ
    れ、この補助エミッタ電極が少なくともそこで前記ベー
    スゾーンに結合され、このベースゾーンが前記主エミッ
    タゾーン(20)に対向して位置する光制御サイリスタ
    において、前記補助エミッタゾーン(2;14)はコン
    デンサ(C)によって橋絡されることを特徴とする光制
    御サイリスタ。 2)感光領域(3)はベースゾーン(1)によって形成
    され、前記感光領域(3)はベース電極によって接合さ
    れ、前記ベース電極と補助エミッタゾーンとは前記感光
    領域を取り囲むことを特徴とする請求項1記載のサイリ
    スタ。 3)感光領域(3)は補助エミッタゾーン(14)によ
    って覆われ、補助エミッタ電極(17)とベース電極と
    は条帯状に形成されて、補助エミッタゾーン(14)に
    対して放射状に配置されることを特徴とする請求項1記
    載のサイリスタ。 4)補助エミッタゾーン(14)は条帯状突出部(15
    )を有し、補助エミッタゾーンとベース電極(16)と
    前記突出部の両長手側とはベースゾーン(1)内に位置
    する溝(18)によって取り囲まれ、その溝は前記補助
    エミッタゾーンよりも深いことを特徴とする請求項3記
    載のサイリスタ。 5)コンデンサ(C)は半導体基体上に固定されている
    ことを特徴とする請求項1ないし4の1つに記載のサイ
    リスタ。 6)コンデンサ(C)は表面実装部品(SMD)であり
    、その端子は補助エミッタ電極(17)およびベース電
    極(16)上に直接固定されることを特徴とする請求項
    5記載のサイリスタ。 7)コンデンサ(C)は半導体基体の表面上に集積して
    配置されることを特徴とする請求項5記載のサイリスタ
JP63206220A 1987-08-20 1988-08-19 光制御サイリスタ Pending JPH01120063A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3727820.7 1987-08-20
DE3727820 1987-08-20

Publications (1)

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JPH01120063A true JPH01120063A (ja) 1989-05-12

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ID=6334143

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JP63206220A Pending JPH01120063A (ja) 1987-08-20 1988-08-19 光制御サイリスタ

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EP (1) EP0304032B1 (ja)
JP (1) JPH01120063A (ja)
DE (1) DE3877858D1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3877858D1 (de) 1993-03-11
EP0304032A1 (de) 1989-02-22
EP0304032B1 (de) 1993-01-27

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