JPS5823751B2 - ヒカリセイギヨサイリスタ - Google Patents
ヒカリセイギヨサイリスタInfo
- Publication number
- JPS5823751B2 JPS5823751B2 JP50147900A JP14790075A JPS5823751B2 JP S5823751 B2 JPS5823751 B2 JP S5823751B2 JP 50147900 A JP50147900 A JP 50147900A JP 14790075 A JP14790075 A JP 14790075A JP S5823751 B2 JPS5823751 B2 JP S5823751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- auxiliary
- thyristor
- auxiliary emitter
- main
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual 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
- H10F30/21—Individual 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
- H10F30/26—Individual 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
- H10F30/263—Photothyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交互に伝導形の異なる少なくとも4層を有し、
その第一層が主エミツタ、第二層がベースを形成し、さ
らに受光領域とこの領域と主エミツタ間に補助エミッタ
を有するところの光で制御されるサイリスタに関する。
その第一層が主エミツタ、第二層がベースを形成し、さ
らに受光領域とこの領域と主エミツタ間に補助エミッタ
を有するところの光で制御されるサイリスタに関する。
このようなサイリスタは既に公知である。
この場合補助エミッタと残シの層から成る補助サイリス
タは光で点弧され、この補助サイリスタの負荷電流は制
御電流によって点弧されるサイリスタにおけると同様に
主サイリスタの点弧のために利用される。
タは光で点弧され、この補助サイリスタの負荷電流は制
御電流によって点弧されるサイリスタにおけると同様に
主サイリスタの点弧のために利用される。
ターンオン時のサイリスタの著しい局部加熱を防ぐため
に、補助サイリスタは最初から出来るだけ大きな面積に
おいて点弧することが望ましい。
に、補助サイリスタは最初から出来るだけ大きな面積に
おいて点弧することが望ましい。
このためには大きな強度をもちきわめて一様に分布され
た光を照射しなければならない。
た光を照射しなければならない。
このことは光源の質に高い要求をするが、それにも拘ら
ずサイリスタ自体の不均一な状態がターンオン過程に同
様に影響するため常には望ましい結果に至らない。
ずサイリスタ自体の不均一な状態がターンオン過程に同
様に影響するため常には望ましい結果に至らない。
従ってこの場合および不均一な照射の際には、補助サイ
リスタは小さな面積において点弧するにすぎない。
リスタは小さな面積において点弧するにすぎない。
これを通って全負荷電流が最初に流れ、それによってサ
イリスタは過負荷となシ状況によっては破壊することが
ある。
イリスタは過負荷となシ状況によっては破壊することが
ある。
本発明は冒頭に述べた種類のサイリスタの不均一な受光
と不均一な状態においても比較的大きな面で点弧される
ように発展させることを目的とする。
と不均一な状態においても比較的大きな面で点弧される
ように発展させることを目的とする。
本発明は前記の補助エミッタと主エミツタの間に第二の
補助エミッタを設け、第二の補助エミッタの、受光領域
に向かった有効級長の該領域の面積に対する比と、主エ
ミツタの前記領域に向かった有効級長の、第二の補助エ
ミッタの有効級長に対する比とを、第一の補助エミッタ
において点弧が起こる以前に第二の補助エミッタにおい
て点弧が起こり、しかる後主エミツタにおいて点弧が起
こるように順次調和させることを特徴とする。
補助エミッタを設け、第二の補助エミッタの、受光領域
に向かった有効級長の該領域の面積に対する比と、主エ
ミツタの前記領域に向かった有効級長の、第二の補助エ
ミッタの有効級長に対する比とを、第一の補助エミッタ
において点弧が起こる以前に第二の補助エミッタにおい
て点弧が起こり、しかる後主エミツタにおいて点弧が起
こるように順次調和させることを特徴とする。
前記の調和によって第一の補助エミッタとサイ9スタの
他の層から形成される第一の補助サイリスタが最初に電
流増幅器としてのみ働きその負荷電流が第二の補助エミ
ッタへ導かれることが達成される。
他の層から形成される第一の補助サイリスタが最初に電
流増幅器としてのみ働きその負荷電流が第二の補助エミ
ッタへ導かれることが達成される。
この負荷電流は大きいので第二の補助サイ9スタは最初
から比較的大きな面積で点弧する。
から比較的大きな面積で点弧する。
補助サイ9スタの負荷電流はそれから周知のように主サ
イリスタに制御電流として導かれる。
イリスタに制御電流として導かれる。
主サイリスタはその際同様に比較的大きな面積で点弧し
そして第二の補助サイリスタは消弧する。
そして第二の補助サイリスタは消弧する。
上述の理論はサイリスタの点弧のためにはある値以上の
電流が必要であるとの認識に基づく。
電流が必要であるとの認識に基づく。
この値はエミッタ級長1調当シ約0.5Aである。
点弧は先ず幅100ないし300μmの領域でのみ起こ
るから、点弧のために必要な電流について、ITfrI
rLのエミッタ級長は、約0.2−の面積に相当するこ
ととなる。
るから、点弧のために必要な電流について、ITfrI
rLのエミッタ級長は、約0.2−の面積に相当するこ
ととなる。
他のエミッタにおいて点弧が起こる前に第一の補助エミ
ッタにおいて点弧が起こるのを確実に防止するには、主
エミツタと第二の補助エミッタの有効級長の比を4:1
以上とし、第一の補助エミッタと第二の補助エミッタの
有効エミッタ級長の比を1:3以上にすればよいことが
明らかになった。
ッタにおいて点弧が起こるのを確実に防止するには、主
エミツタと第二の補助エミッタの有効級長の比を4:1
以上とし、第一の補助エミッタと第二の補助エミッタの
有効エミッタ級長の比を1:3以上にすればよいことが
明らかになった。
それ故、第二の補助エミッタにおける点弧が第一の補助
エミッタにおける点弧の前に起るようにするには、第二
の補助エミッタの有効級長が3閣である場合、第一の補
助エミッタの有効級長を少なくともh++y++とする
必要がある。
エミッタにおける点弧の前に起るようにするには、第二
の補助エミッタの有効級長が3閣である場合、第一の補
助エミッタの有効級長を少なくともh++y++とする
必要がある。
光で制御されるサイリスタにおいては、従って主エミツ
タと第二の補助エミッタとの有効級長の比が4:1以上
に選ばれ、他方部で測った第二の補助エミッタの有好長
の、−で測った受光領域の面積に対する比は15:1以
下とされる。
タと第二の補助エミッタとの有効級長の比が4:1以上
に選ばれ、他方部で測った第二の補助エミッタの有好長
の、−で測った受光領域の面積に対する比は15:1以
下とされる。
上記の比を得るためには、第二の補助エミッタを扇形と
して形成することが有効である。
して形成することが有効である。
その場合、第一の補助エミッタは局部的な突出部を有す
る環状電極に結合され、その突出部は第二の補助エミッ
タに対向し、第一の補助エミッタとベース領域の間にあ
るpn接合を短絡する。
る環状電極に結合され、その突出部は第二の補助エミッ
タに対向し、第一の補助エミッタとベース領域の間にあ
るpn接合を短絡する。
以下本発明を第1図と第2図を参照して実施例につき詳
細に説明する。
細に説明する。
サイリスタ片は第1図では1の符号が付されている。
これは主エミツタ2と、第一の補助エミッタ7および第
二の補助エミッタ5とを有する。
二の補助エミッタ5とを有する。
主エミツタ2は主エミツタ電極3と結合され、一方第一
の補助エミッタ7は実質的に環状の補助エミッタ電極9
と、第二の補助エミッタは環状の補助エミッタ電極6と
それぞれ結合されている。
の補助エミッタ7は実質的に環状の補助エミッタ電極9
と、第二の補助エミッタは環状の補助エミッタ電極6と
それぞれ結合されている。
補助エミッタ電極9は受光領域8を包囲する。
補助エミッタ電極9は局部的な突出部を有し、それは第
一の補助エミッタとベース領域4の間に存在するpn接
合を覆う。
一の補助エミッタとベース領域4の間に存在するpn接
合を覆う。
補助エミッタ電極6は、第二の補助エミッタ5とベース
層4の間にあるpn接合を主エミツタ2に向った側で短
絡する。
層4の間にあるpn接合を主エミツタ2に向った側で短
絡する。
受光領域8に光が照射されると光電流が生じ、それは第
一の補助サイリスタにより増幅されて補助エミッタ電極
9へ、そしてこれから局部的突出部10を経て第二の補
助エミッタへ流れる。
一の補助サイリスタにより増幅されて補助エミッタ電極
9へ、そしてこれから局部的突出部10を経て第二の補
助エミッタへ流れる。
この電流は第二の補助サイ9スタのための制御電流とし
て役立ち、これを点弧する。
て役立ち、これを点弧する。
第二の補助エミッタを通じて流れる負荷電流は、電極6
を経て主エミツタ2へ流れ、その結果主サイリスタが点
弧される。
を経て主エミツタ2へ流れ、その結果主サイリスタが点
弧される。
領域8に対向する主サイリスタのエミッタ縁部の有効長
は、第二の補助サイリスタのそれに対して4:1以上の
比を示す。
は、第二の補助サイリスタのそれに対して4:1以上の
比を示す。
この比は、第二の補助エミッタを扇形状に形成して、補
助エミッタ電極9の扇形突出部10に対向させることに
よって実質的に達成される。
助エミッタ電極9の扇形突出部10に対向させることに
よって実質的に達成される。
層4と5の間に存在するエミッタ縁部の有効級長は、第
一の補助エミッタに基づく負荷電流が扇形突出部10か
ら出て実質的に放射状にのみ拡がるから、実質的には第
1図において2πγ2×θ0/ 360°になる。
一の補助エミッタに基づく負荷電流が扇形突出部10か
ら出て実質的に放射状にのみ拡がるから、実質的には第
1図において2πγ2×θ0/ 360°になる。
これに反し主エミツタ2とベース層4の間にあるエミッ
タ縁部の有効級長は、第二の補助エミッタに基づく負荷
電流が電極6を経て一様に分布されるから現実の長さに
等しい(2πγ1)。
タ縁部の有効級長は、第二の補助エミッタに基づく負荷
電流が電極6を経て一様に分布されるから現実の長さに
等しい(2πγ1)。
主サイリスタの、第二の補助サイリスタに対する有効エ
ミッタ級長の比は4:1以上、この場合は5:1である
。
ミッタ級長の比は4:1以上、この場合は5:1である
。
領域8の面積即ち、πγ3′は−で測られると第二の補
助エミッタの閣で測られた有効級長の1/15以上の面
積を有する。
助エミッタの閣で測られた有効級長の1/15以上の面
積を有する。
領域8の受光によって生ずる光電流は、その場合第二の
補助サイリスタと主サイリスタの点弧の前に第一の補助
サイリスタを点弧するのには十分でない。
補助サイリスタと主サイリスタの点弧の前に第一の補助
サイリスタを点弧するのには十分でない。
第一の補助サイ9スタの点弧遅れ時間は上述の設計によ
シ凡ゆる場合に第二の補助サイリスタの点弧遅れ時間よ
り大きい。
シ凡ゆる場合に第二の補助サイリスタの点弧遅れ時間よ
り大きい。
従って第一の補助サイリスタは第二の補助サイ9スタの
点弧まで電流増幅器としてのみ働くにすぎない。
点弧まで電流増幅器としてのみ働くにすぎない。
第二の補助サイリスタの点弧遅れ時間の経過の後に、第
二の補助サイリスタが点弧し、その際点弧遅れ時間の絶
対値は照光の強度およびそれに従って光電流の強度に左
右される。
二の補助サイリスタが点弧し、その際点弧遅れ時間の絶
対値は照光の強度およびそれに従って光電流の強度に左
右される。
しかし第一の補助サイリスタの点弧遅れ時間の絶対値も
照光の強度に関係するから、所期の種類の異なるサイリ
スタシステムの段階的な点弧は凡ゆる場合に保証される
。
照光の強度に関係するから、所期の種類の異なるサイリ
スタシステムの段階的な点弧は凡ゆる場合に保証される
。
上記の具体的な比率の指示は普通の拡散法による普通の
大きさのサイリスタに通用する。
大きさのサイリスタに通用する。
しかしすべてのサイリスタに対して寸法と無関係に、第
二の補助サイリスタの点弧は第一の補助サイリスタの点
弧の前と主サイリスタの点弧の前に起らなければならな
いという一般の理論は通用する。
二の補助サイリスタの点弧は第一の補助サイリスタの点
弧の前と主サイリスタの点弧の前に起らなければならな
いという一般の理論は通用する。
サイリスクがこの条件を満足するか否かは専門家にはオ
ッシログラフによる電位差計測定により容易に試験でき
る。
ッシログラフによる電位差計測定により容易に試験でき
る。
その場合シリコン表面に沿っての電圧降下の時間的経過
が辿られる。
が辿られる。
点弧の直後に流れる負荷電流は接触していないエミッタ
部分5および2を経て特にPベース40表面に近い層に
おいて著しい電圧降下をひき起す。
部分5および2を経て特にPベース40表面に近い層に
おいて著しい電圧降下をひき起す。
例えば第二の補助サイリスタのエミッタ5の内縁におい
て所望の状態で点弧するならば、凡ゆる側に向って流れ
出る電流は電極9へもまた電極6へも正の電圧降下をひ
き起す。
て所望の状態で点弧するならば、凡ゆる側に向って流れ
出る電流は電極9へもまた電極6へも正の電圧降下をひ
き起す。
同様に電極6と主エミツタ2の縁の間の電圧降下は正で
ある。
ある。
これに反し装置が第一の補助サイリスタにおいて点弧す
ると電圧降下は電極9からエミッタ5の縁に向って正で
ある。
ると電圧降下は電極9からエミッタ5の縁に向って正で
ある。
他の電極降下はその極性を保持する。装置が主エミツタ
2の内縁において点弧すると電極6からエミッタ2の縁
への間において電圧は逆転する。
2の内縁において点弧すると電極6からエミッタ2の縁
への間において電圧は逆転する。
面積とエミッタ線長の適当な増大または低減によって第
二の補助サイリスタが常に最先に点弧するようにするこ
とができる。
二の補助サイリスタが常に最先に点弧するようにするこ
とができる。
第一の補助サイリスタは、電流増幅器として働くのみで
あり、過大なかつ立上りの急峻な負荷電流が流れること
がないので局部過熱を起さない。
あり、過大なかつ立上りの急峻な負荷電流が流れること
がないので局部過熱を起さない。
第二の補助サイリスタは、上記の増幅された電流により
最初から大きな面積で点弧し、主サイリスタも、必ず第
二の補助サイリスタが点弧した後で、該サイリスタの大
きな負荷電流によって点弧するので、過負荷状態となっ
て破壊するという事態は生じない。
最初から大きな面積で点弧し、主サイリスタも、必ず第
二の補助サイリスタが点弧した後で、該サイリスタの大
きな負荷電流によって点弧するので、過負荷状態となっ
て破壊するという事態は生じない。
このようにして、不均一な照射等、不完全な条件で点弧
が行われるときにも確実な動作をする光制御サイリスタ
が得られる。
が行われるときにも確実な動作をする光制御サイリスタ
が得られる。
受光領域8は第一の補助エミッタ電極9の内縁によって
囲まれる面よりも小さいこともあり得る。
囲まれる面よりも小さいこともあり得る。
例えば光が領域7の上に載置された光学繊維を経て供給
されるような場合である。
されるような場合である。
第1図は本発明に基づくサイリスタ片の平面図、第2図
は線■−[に切断した該サイリスタ片の断面図である。 2・・・主エミツタ、5・・・第二の補助エミッタ、7
・・・第一の補助エミッタ、8・・・受光領域。
は線■−[に切断した該サイリスタ片の断面図である。 2・・・主エミツタ、5・・・第二の補助エミッタ、7
・・・第一の補助エミッタ、8・・・受光領域。
Claims (1)
- 1 交互に伝導形の異なる少なくとも4層を有しその第
一層が、第二層であるベース層とそれぞれpn接合をな
す第一補助エミッタ、該エミッタを部分的に取り囲む弧
状の第二補助エミッタおよび両補助エミッタを取り囲む
主エミツタの3つの部分からなり、第一補助エミッタの
中央に位置する受光領域を包囲する補助エミッタ電極は
局部的な突出部を有してベース層と第一補助エミッタと
を短絡しており、第二補助エミッタは前記突出部に対向
して配置されるとともにより大きな径を持つ環状の補助
エミッタ電極によりベース層と短絡されており、主エミ
ツタには主エミツタ電極が設けられているものにおいて
、第二の補助エミッタの受光領域に向った閣で測られる
有効級長の、−で測られる前記領域の面積との比を15
:1以下とし、しかも前記有効級長の主エミツタの有効
級長との比を1:4以下としたことを特徴とする光制御
サイリスタ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2458401A DE2458401C2 (de) | 1974-12-10 | 1974-12-10 | Mit Licht steuerbarer Thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5183784A JPS5183784A (ja) | 1976-07-22 |
| JPS5823751B2 true JPS5823751B2 (ja) | 1983-05-17 |
Family
ID=5933065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50147900A Expired JPS5823751B2 (ja) | 1974-12-10 | 1975-12-10 | ヒカリセイギヨサイリスタ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4001865A (ja) |
| JP (1) | JPS5823751B2 (ja) |
| CA (1) | CA1053354A (ja) |
| DE (1) | DE2458401C2 (ja) |
| GB (1) | GB1521107A (ja) |
| SE (1) | SE407720B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU793421A3 (ru) * | 1976-06-02 | 1980-12-30 | Ббц Аг Браун | Фототиристор |
| DE2715482C2 (de) * | 1977-04-06 | 1985-06-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit Licht steuerbarer Thyristor |
| US4812892A (en) * | 1978-03-30 | 1989-03-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Light controllable thyristors |
| JPS583282A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-10 | Toshiba Corp | サイリスタ |
| EP0069308B1 (en) * | 1981-06-30 | 1985-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Thyristor |
| JPS5856463A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Toshiba Corp | 光付勢半導装置 |
| JPS58101460A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 光トリガ・サイリスタ |
| US4633282A (en) * | 1982-10-04 | 1986-12-30 | Rockwell International Corporation | Metal-semiconductor field-effect transistor with a partial p-type drain |
| JPS5989462A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-23 | Toshiba Corp | サイリスタ |
| JPS59124160A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 光サイリスタ |
| US4825061A (en) * | 1987-08-07 | 1989-04-25 | Center For Innovative Technology | Optically controlled bulk semiconductor switch not requiring radiation to sustain conduction |
| US4831248A (en) * | 1987-08-07 | 1989-05-16 | Center For Innovative Technology | Electron beam controlled bulk semiconductor switch with cathodoluminescent electron activation |
| EP0304032B1 (de) * | 1987-08-20 | 1993-01-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Lichtsteuerbarer Thyristor |
| JP3177971B2 (ja) * | 1999-01-25 | 2001-06-18 | 日本電気株式会社 | 抵抗素子を有する半導体装置 |
| CN102227005B (zh) * | 2011-06-10 | 2012-07-04 | 中国科学院半导体研究所 | 具有红外响应的表面纳米点硅光电探测器结构的制作方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE311701B (ja) * | 1966-07-07 | 1969-06-23 | Asea Ab | |
| JPS508315B1 (ja) * | 1970-02-20 | 1975-04-03 | ||
| JPS4817634U (ja) * | 1971-07-06 | 1973-02-28 | ||
| US3893153A (en) * | 1974-01-10 | 1975-07-01 | Westinghouse Electric Corp | Light activated thyristor with high di/dt capability |
-
1974
- 1974-12-10 DE DE2458401A patent/DE2458401C2/de not_active Expired
-
1975
- 1975-10-07 GB GB40930/75A patent/GB1521107A/en not_active Expired
- 1975-11-14 US US05/632,004 patent/US4001865A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-12-09 SE SE7513873A patent/SE407720B/xx unknown
- 1975-12-09 CA CA241,337A patent/CA1053354A/en not_active Expired
- 1975-12-10 JP JP50147900A patent/JPS5823751B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4001865A (en) | 1977-01-04 |
| SE7513873L (sv) | 1976-06-11 |
| SE407720B (sv) | 1979-04-09 |
| DE2458401A1 (de) | 1976-06-16 |
| DE2458401C2 (de) | 1982-06-24 |
| JPS5183784A (ja) | 1976-07-22 |
| GB1521107A (en) | 1978-08-09 |
| CA1053354A (en) | 1979-04-24 |
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