JPS5954329A - 半導体スイツチ - Google Patents
半導体スイツチInfo
- Publication number
- JPS5954329A JPS5954329A JP58150124A JP15012483A JPS5954329A JP S5954329 A JPS5954329 A JP S5954329A JP 58150124 A JP58150124 A JP 58150124A JP 15012483 A JP15012483 A JP 15012483A JP S5954329 A JPS5954329 A JP S5954329A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type emitter
- type
- switching transistor
- emitter part
- semiconductor switch
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
- H10D84/131—Thyristors having built-in components
- H10D84/138—Thyristors having built-in components the built-in components being FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for DC voltages or currents
- H03K17/732—Measures for enabling turn-off
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D18/00—Thyristors
- H10D18/60—Gate-turn-off devices
- H10D18/65—Gate-turn-off devices with turn-off by field effect
- H10D18/655—Gate-turn-off devices with turn-off by field effect produced by insulated gate structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/192—Base regions of thyristors
- H10D62/206—Cathode base regions of thyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はしゃ断可能なサイリスタと、サイリスタの配線
中にスイッチング区間欠挿入したスイッチング区間な１
市入１７たスイッチングトランジスタと、サイリスタの
ルＩＪ御極をスイッチングトランジスタのサイリスクに
向かう側と反対側と結ぶしゃ断電流路とを備えた半導体
スイッチに関する。 こ０〕種の半導体スイッチはフィリップス社の技術Ｔ１
１行誌０２９ ” ｇｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏ＋ｎｐ
ｏｎｅｎｔｓａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ”第
３巻、第４号、１９８１年、８月、２３２ないし２３７
ページ、特にその第２図により公知である。サイリスタ
のカノード配線中に挿入されたスイッチングトランジス
タは、この場合ｒｖ１０Ｓ電界効果トランジスタが使用
さｉｔ。 そのゲートを介して半？、り体スイッチは制御される。 しゃ断電流路にはコンデンサが挿入されている。 コンデンサはある電圧に充電さｉｔ、ブロッキング状態
にあるサイリスタを点弧させるためのもσ）である。そ
１１まで閉止状態にあったスイッチングトランリスクが
オン状態にさ１．乙と、コンデンリを充電していた点弧
回路が閉じ、サイリスタは点弧さノｔろ。スイッチング
トランジスタのゲートＲＩＩ）ｎ叩電圧をカットすると
、スイッチングトランジスタはオフさノｔ、サイリスタ
の負荷電流はすべてターンオフ路に碓れ込み、この：ゴ
ンデンサ、ダイオードを介して、そ几に並列如接イ先さ
几た別の＝１ンデンサが上述の電圧に充′ｍされろまで
（ｄｃ几つづける。 そしてサイリスクは消弧されろ。 本発明は冒頭に述べたような半導［ドスイノチσ）安定
性、すなわちサイリスクの導通方向の＾メ性σ）電圧が
印加さＪｔたとき、サイリスタが予期しない点弧暑ひ＠
起すことのない安全性を可能な限り高めること′ｊ／：
目的とする。この目的は本発明の！１テ許請求の範囲２
１３Ｊ頃にｉン載したところにより達成さ１ｔろ。 本発明により得ら７１．る利改は・特に、第二のスイッ
チングトランジスタが一方ではターンオフバイパス路の
機能を確実に維持すると共に、他方ではスイッチングト
ランジスタがｉ ｌｆｆ１−ｒるサイリスクのブロッキ
ング状態においてエミッタ・ベース短絡を形成すること
である。その結果サイリスクσ）導通方向の極性の電圧
Ｕによるサイリスクｑ）予期しない点弧を確実にさける
ことのできる′戊王ケ上り速度ｄＬ／／ｄｔの限界１直
は、こθ）種σ）これまで公知の半導体スイッチと異り
、著しく高いものとなる。 特許請求の範ｉＵ］２ｒｒ、２項ないし第９頃は本ζ色
明σ）実施態様に二閏１−るもθ）であり、第】０項は
本発明０）半、・、９体スイッチの使用法に関−するも
σ）である。 次に図により本発明を、詳ｉ、■に説明でる。 第１図に＜ンＴｏ（ゲートターンオフ）サイリスクとも
名付けらｉｔてぃろしゃ断可能なサイリスクを備えた半
導体スイッ′ｆを示す。サイリスタは七σ）アノード側
ｆｌ子Ａ及び負荷抵抗Ｒを介して、″電源３の「側グ）
端子２に接続さｉｔて粘っ、この電諒σ）上側の端子４
は大地電位におかれている。サイリスタθ）カソード側
端子には、その途中に第一のス・ｆソチンクトランジス
タＴｒＩのスイッチング区間が挿入されているカソード
へ導線５を介して端子１（′に接続さＪｔており、この
端子Ｅ（’も又大地電位に接続されている。サイリスタ
１の制’ｆｌｌｌ ’ｉ イｉ＠ ４−、ｔ 。 点弧電圧ＩＪｚが印加’−；ｆＬる点弧回路の端子７と
導線６を介して接続されている。導線６は、第二〇）ス
・ｆツチングトランジスタＴｒ２σ）ス・１ソチングス
タの制ｆｌ ′ｉｌｊ Ｊ’ｆｉ、を鳴続点１（’に結
びっけでいる。 トランジスタＴ ｒ Ｉ 旨よびＴｒ２ はへ４１
８電界効果スイツチングトランジスタとして構成すると
有利である。ＭＩＳ半導体構造は金磯′Ｈ℃僕、電気絶
縁１・３および半導体基板で構成されるもθ）をいう。 トランジスタＴ目はそのゲートに印１１０さ１する制御
電圧Ｕ、で、又１゛ｒ２は制御Ｊ：Ｌ圧Ｕ２でメン・オ
フされる。 第２図は第１図に示した半導体スイッチを動作させるた
めの電圧の時間特性を示したものである。 第一の期間Ｔ１ においてサイリスタ１はブロック状態
にある。約５ｖの制御ｔｕ圧Ｕ、がス・ｆソチングトラ
ンジスタＴｒｉ のゲートに印＋１［］され、そθ）
結果このトランジスタは導通−する。そｉｔと同時に約
５■の′電圧Ｕ２が第二のスイッチングトランジスタＴ
ｒ２ のゲートに印ＩＪＯ’Ｒｎ、ている。Ｔｒ２ を
介してサイリスク１の制御′ル唖と端子１（７間は導通
詰合が存在する。この結合は制御「ト広に接触するｐベ
ースとカッ−）創１１電極に潰した１１・エミッタ間ノ
エミツタ・ベース短絡回路！形成し７、そ１１．により
これらの半導体領賊間θ）ｐｎ接合が低ｊｊｊ １元に
橋絡さｉｔろ。そσ）結果、電源３から供袷さ：Ｉｔた
、サイリスタ１の４；（％方向の極性火持ち端子Ａおよ
びに間の印加電圧の立上り速度ｄｕ／ｄｔが速い場合で
も、サイリスタは決して予期しない点を生ずることがな
いことが保ｉｆＥされる。 第二の期間゛ｒ２で電圧Ｕ２はカットさｉｔｓ ソの結
果トランジスタＴｒ２はブロックさｉｔ、端子７てパル
ス状のげ失弧′・飄ＥＥ ＋、、Ｊ 、が印加されて点
弧電流Ｉｚが発′−セし、そｉｔは導線６、サイリスタ
］の制ｉ：ｌＩｉ ’ミ１１′収端子Ｉぐ、そしてトラ
ンジスタＴ ｒ 】を介し”’Ｃ端子＋（’＆（： 向
ッテ：Ｉ７Ｃｎ−６、その結゛１す、イリス、り」は点
２ｆｆｌさ几、ひきつづき導通状態となる（１υ］Ｉｔ
ｉｌ 第３）。期間゛Ｉ゛３中スイッチングトランジス
、７ Ｔ・１°２はブロックされ、一方ｌ・ランリツク
Ｔｒｉ は９通状嘘′〔・ある。す・イリスタ？しやｊ
所丁、５たゾ） （，１ｕｌｒ＋ｍ１”、）、）ランリ
ツクＴｒ］ はブロックさ比ｌ・ランリツク’ｌ’
ｌ’ ２はオンさｌ′１．ろ。そａ）ためＩＩ−イリ、
ペタ】を通って口ｉｊ＋ｔていた負荷１前ＩＩＣは？べ
てターノオフバイペス路＋ ６．ａ、Ｔｌ−２，に’
）′Ｌ迂回し、そθ）、負吉果す・イリスタは１て４速
に１肖つ代さ１を石。オン）征１７や１加にはトランジ
スタＴ１・２のゲートギヤノく／タンスを売主する電流
（ピ必要さするに易きす、そσ）充電′電流（’ＩＩ−
や断−「べさ負荷電流に比して倹めて小さい０）で、後
者と前者とθ）比て１ちるしゃ断増幅率は極めて反きく
、１００（ソ、」−Ｃ７）イ直が可能て゛ある。 期間′１゛、において第２図では次θ）す、イクルが始
まり、スイソブーングトランリツクＴｒｉ ｉ・ｊ再
び・ｑ通状帳となり、す′イリスタ１はブロック状・１
與となろ。 第３「預１・ま不４：１に只７．；） −ｊ ＝’、Ｉ
Ｉｔ；スイッチ０）頃面図て、集積回路伎♂１、ｉに
より構成さＪ’していろ。第Ｊ叉ないし第３１４てｔｄ
いて同じ回１ｅ：Ｓ ！＋Ｂ品戊１まｌ干（・すりじ′
？１号で及わ第７てある。第、３閣で・「す１らかなよ
う６で、ザ・イリスタ＋ ｉ！ｎ ｐ ｎ ｐ 層列
弔・何才るドービンク゛さバた生得ｒ１
中にスイッチング区間欠挿入したスイッチング区間な１
市入１７たスイッチングトランジスタと、サイリスタの
ルＩＪ御極をスイッチングトランジスタのサイリスクに
向かう側と反対側と結ぶしゃ断電流路とを備えた半導体
スイッチに関する。 こ０〕種の半導体スイッチはフィリップス社の技術Ｔ１
１行誌０２９ ” ｇｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏ＋ｎｐ
ｏｎｅｎｔｓａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ”第
３巻、第４号、１９８１年、８月、２３２ないし２３７
ページ、特にその第２図により公知である。サイリスタ
のカノード配線中に挿入されたスイッチングトランジス
タは、この場合ｒｖ１０Ｓ電界効果トランジスタが使用
さｉｔ。 そのゲートを介して半？、り体スイッチは制御される。 しゃ断電流路にはコンデンサが挿入されている。 コンデンサはある電圧に充電さｉｔ、ブロッキング状態
にあるサイリスタを点弧させるためのもσ）である。そ
１１まで閉止状態にあったスイッチングトランリスクが
オン状態にさ１．乙と、コンデンリを充電していた点弧
回路が閉じ、サイリスタは点弧さノｔろ。スイッチング
トランジスタのゲートＲＩＩ）ｎ叩電圧をカットすると
、スイッチングトランジスタはオフさノｔ、サイリスタ
の負荷電流はすべてターンオフ路に碓れ込み、この：ゴ
ンデンサ、ダイオードを介して、そ几に並列如接イ先さ
几た別の＝１ンデンサが上述の電圧に充′ｍされろまで
（ｄｃ几つづける。 そしてサイリスクは消弧されろ。 本発明は冒頭に述べたような半導［ドスイノチσ）安定
性、すなわちサイリスクの導通方向の＾メ性σ）電圧が
印加さＪｔたとき、サイリスタが予期しない点弧暑ひ＠
起すことのない安全性を可能な限り高めること′ｊ／：
目的とする。この目的は本発明の！１テ許請求の範囲２
１３Ｊ頃にｉン載したところにより達成さ１ｔろ。 本発明により得ら７１．る利改は・特に、第二のスイッ
チングトランジスタが一方ではターンオフバイパス路の
機能を確実に維持すると共に、他方ではスイッチングト
ランジスタがｉ ｌｆｆ１−ｒるサイリスクのブロッキ
ング状態においてエミッタ・ベース短絡を形成すること
である。その結果サイリスクσ）導通方向の極性の電圧
Ｕによるサイリスクｑ）予期しない点弧を確実にさける
ことのできる′戊王ケ上り速度ｄＬ／／ｄｔの限界１直
は、こθ）種σ）これまで公知の半導体スイッチと異り
、著しく高いものとなる。 特許請求の範ｉＵ］２ｒｒ、２項ないし第９頃は本ζ色
明σ）実施態様に二閏１−るもθ）であり、第】０項は
本発明０）半、・、９体スイッチの使用法に関−するも
σ）である。 次に図により本発明を、詳ｉ、■に説明でる。 第１図に＜ンＴｏ（ゲートターンオフ）サイリスクとも
名付けらｉｔてぃろしゃ断可能なサイリスクを備えた半
導体スイッ′ｆを示す。サイリスタは七σ）アノード側
ｆｌ子Ａ及び負荷抵抗Ｒを介して、″電源３の「側グ）
端子２に接続さｉｔて粘っ、この電諒σ）上側の端子４
は大地電位におかれている。サイリスタθ）カソード側
端子には、その途中に第一のス・ｆソチンクトランジス
タＴｒＩのスイッチング区間が挿入されているカソード
へ導線５を介して端子１（′に接続さＪｔており、この
端子Ｅ（’も又大地電位に接続されている。サイリスタ
１の制’ｆｌｌｌ ’ｉ イｉ＠ ４−、ｔ 。 点弧電圧ＩＪｚが印加’−；ｆＬる点弧回路の端子７と
導線６を介して接続されている。導線６は、第二〇）ス
・ｆツチングトランジスタＴｒ２σ）ス・１ソチングス
タの制ｆｌ ′ｉｌｊ Ｊ’ｆｉ、を鳴続点１（’に結
びっけでいる。 トランジスタＴ ｒ Ｉ 旨よびＴｒ２ はへ４１
８電界効果スイツチングトランジスタとして構成すると
有利である。ＭＩＳ半導体構造は金磯′Ｈ℃僕、電気絶
縁１・３および半導体基板で構成されるもθ）をいう。 トランジスタＴ目はそのゲートに印１１０さ１する制御
電圧Ｕ、で、又１゛ｒ２は制御Ｊ：Ｌ圧Ｕ２でメン・オ
フされる。 第２図は第１図に示した半導体スイッチを動作させるた
めの電圧の時間特性を示したものである。 第一の期間Ｔ１ においてサイリスタ１はブロック状態
にある。約５ｖの制御ｔｕ圧Ｕ、がス・ｆソチングトラ
ンジスタＴｒｉ のゲートに印＋１［］され、そθ）
結果このトランジスタは導通−する。そｉｔと同時に約
５■の′電圧Ｕ２が第二のスイッチングトランジスタＴ
ｒ２ のゲートに印ＩＪＯ’Ｒｎ、ている。Ｔｒ２ を
介してサイリスク１の制御′ル唖と端子１（７間は導通
詰合が存在する。この結合は制御「ト広に接触するｐベ
ースとカッ−）創１１電極に潰した１１・エミッタ間ノ
エミツタ・ベース短絡回路！形成し７、そ１１．により
これらの半導体領賊間θ）ｐｎ接合が低ｊｊｊ １元に
橋絡さｉｔろ。そσ）結果、電源３から供袷さ：Ｉｔた
、サイリスタ１の４；（％方向の極性火持ち端子Ａおよ
びに間の印加電圧の立上り速度ｄｕ／ｄｔが速い場合で
も、サイリスタは決して予期しない点を生ずることがな
いことが保ｉｆＥされる。 第二の期間゛ｒ２で電圧Ｕ２はカットさｉｔｓ ソの結
果トランジスタＴｒ２はブロックさｉｔ、端子７てパル
ス状のげ失弧′・飄ＥＥ ＋、、Ｊ 、が印加されて点
弧電流Ｉｚが発′−セし、そｉｔは導線６、サイリスタ
］の制ｉ：ｌＩｉ ’ミ１１′収端子Ｉぐ、そしてトラ
ンジスタＴ ｒ 】を介し”’Ｃ端子＋（’＆（： 向
ッテ：Ｉ７Ｃｎ−６、その結゛１す、イリス、り」は点
２ｆｆｌさ几、ひきつづき導通状態となる（１υ］Ｉｔ
ｉｌ 第３）。期間゛Ｉ゛３中スイッチングトランジス
、７ Ｔ・１°２はブロックされ、一方ｌ・ランリツク
Ｔｒｉ は９通状嘘′〔・ある。す・イリスタ？しやｊ
所丁、５たゾ） （，１ｕｌｒ＋ｍ１”、）、）ランリ
ツクＴｒ］ はブロックさ比ｌ・ランリツク’ｌ’
ｌ’ ２はオンさｌ′１．ろ。そａ）ためＩＩ−イリ、
ペタ】を通って口ｉｊ＋ｔていた負荷１前ＩＩＣは？べ
てターノオフバイペス路＋ ６．ａ、Ｔｌ−２，に’
）′Ｌ迂回し、そθ）、負吉果す・イリスタは１て４速
に１肖つ代さ１を石。オン）征１７や１加にはトランジ
スタＴ１・２のゲートギヤノく／タンスを売主する電流
（ピ必要さするに易きす、そσ）充電′電流（’ＩＩ−
や断−「べさ負荷電流に比して倹めて小さい０）で、後
者と前者とθ）比て１ちるしゃ断増幅率は極めて反きく
、１００（ソ、」−Ｃ７）イ直が可能て゛ある。 期間′１゛、において第２図では次θ）す、イクルが始
まり、スイソブーングトランリツクＴｒｉ ｉ・ｊ再
び・ｑ通状帳となり、す′イリスタ１はブロック状・１
與となろ。 第３「預１・ま不４：１に只７．；） −ｊ ＝’、Ｉ
Ｉｔ；スイッチ０）頃面図て、集積回路伎♂１、ｉに
より構成さＪ’していろ。第Ｊ叉ないし第３１４てｔｄ
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？１号で及わ第７てある。第、３閣で・「す１らかなよ
う６で、ザ・イリスタ＋ ｉ！ｎ ｐ ｎ ｐ 層列
弔・何才るドービンク゛さバた生得ｒ１
【゛勺質、例え
ば／リコンの多層体を備えＺ必てイアＪｏ一番］：のｎ
形１４９．１． ９ａ’、 ９ａ″、 ９ｂ、 ９
ｂ’はＩＩ形エミッタ、そ几に妾したｌ）形、１・ｒ’
ｊ ｌ Ｑはｐ形ベース、ｎ形１ｉ１ｉ １ ］はＩ〕
形ベース、一番Ｆのｐ形層Ｊ２はｐ形エミッタとなろ。 ｎ形エミッタ；・よｉ！数の縞状のシ１１ム分９１，９
λ’、 ９ａ”。 ９ ｂす６よひｓ＋ｂ’ｙり・ら成り、７Ｃλｔ「つ１
４半惇ｆ本−害４反θ）境シ゛を而に１まて′θ）ひて
ｔｄす、かつイｒｌＪス・−ば第３１１ｆン）紙！ｊｊ
ｆｉ ：ＩｆＥ Ｉｆｆ’ Ｋ ｌ第１び７．、）
ｆ）％ ｆｉ７に 懲てｂ）、５ｏしｌ＋ｓし他ｒｎ
、１．、、４ご背てはＧ１１ｎｉ内に［千］琢の１由、
１覗１４１］・ミーば）累ＩＩとまたはその類似形、あ
るいは円形もしくは環状とｆ５ことも可首巨で、ちる。 最後の環状・；考潰ｔ・こついては・ル３「図σ）軸１
３・？対称１目１１として部分９ａ、 ９ａ’、
！ｌｒａ”。 ９ｂす６よび９ｂ′を［司ｌｉ伝ビを矛亦Ｊ杉に１１己
市する・二とで一里屏さｎろ。 ｎ ■杉エ ミ ） タａ）部分９ａ（″！ｊ嘉子１（
７ン備えプこ力 ７ノード側電惰１４に：妾していζ）
。部分９ａの左ｆ′尽θ）傍にはｎ形エミッタの部分９
ｂが、９ａと９ｂの間に境界面Ｇ ］まて０）びたＩ）
形ベース、１０θ）領域！５が彩り又さ几ろように西己
１首ンさ几ている。この領域１５４ゴゲート１６で擾わ
オｔ１このゲート・１゛よ端子１７をイｉｊＮえ、かつ
薄い絶ｊＪ層１８ｊ（より境シ゛ｌ！１イｉｉ（］１か
も分署トされている。領）戎］５ｔτ］り「接した部分
９ ａお、Ｊ：び９ｂの周ｉ、φ部Ｇよ１１１−ヤネル
ｉＹ４丁Ｓ電界効ソｐトランジスタのソースとドレーン
￥形成し、そθ）ｐ形チャネル領域は領戎１５１てより
杉う父さ第１ている。グーＩ 第６に１ト１ ｊＡｌｌ
、、１４： ［Ｊ Ｈが印加されろと、境界面Ｇ１に
反転層］９が形成さ１１１部分９ａと９１つは低紙［）
℃で連結されろ。ゲート１６ｎ屯圧をカット１６と、反
転層１９およびそη）結果として９ａｆｏ土び９ｂ間の
低置シブｍ、！、！ｊ合はｉｉ’１ｉｄ２−ｒ ：ｐ、
ｎ形：１゛ベノタのｒ、１３分−ｑ ｂは目的にｒｉ
５、（−て′電）ＪＱ ２Ｆ）が取付けろね、ろ／）−
１そＩｔは＜何１「・、宕ｒをイイせず１．境界面（）
（の・頃域内Ｇ七粘け６部分ｊＥ ｂ内部〃））λ位差
１′・）鉗踊きせろ手役夕形成−（・つう 部４ニド０■）の左［醤りに（ま１１形エミツタの部’
ｒ’ｊ ９ ａ’が、ｐ形ベースの領戎２ｍｌ、ｇ′そ
σ）間（つ二年ｆ’Ｅさげてｐ形ベース１０中に［申入
さ）１ている。部分（）ａ′Ｏ）右、ｌコこ２１１；犬
１・、７＋よ１〕形領賎二） ２ ／ＩＺ挿入さ几てお
つ、そノｔはＪ滝Ｖ＾！、’−１１（、’ｔ ］までθ
）びろと」尖に、そこに刀ソード）１す尻イ眞２３が（
妾１独し、７（しはｆＴＪ ｐ、１７ Ｋ 、’、；、
：ｌ（分（）ａ’にも竪イｆ１１ニジている。電イ扼２
３は端子Ｌ（’ ｌ／Ｃ接続へｉｔて−７・仁半褥体′
；５し・Ｊ１７２とδ］１ｎ２２１ｉ・言１〕形ブー＼
′イ・ル’ｖ、’ｌ Ｉ Ｓ ｆｉｎタカ…トランジス
タの、！−ストトレーン領域な′形成し、そのチＶネル
領域（トン１と２２σ）間に位慣−４−１ｂ部分つλ′
の周縁領１・・し）−て構成さ；ｔ、領トリしシ４はゲ
ート２５て唆わＪｔ′Ｃいる。こσ）ゲート２５は端ｆ
−２６ヲ備え、カッ’、”、ｉ、 ＜、Ｋ ＋ｒＱ 禄
１’、？ｉ２７ Ｋより境界面（’ｔ ＋から分ジ１ｔ
さ、ｉｔている。？ｉｉｆ：’子２；５に負“「λ圧−
ｊＪ２な印加イ・６と、境界面ｔ’−ｉ １ ｔｄ屡し
また領１成２５乃下部に、部分２１粘よび２２もしく・
、ま２１および１ぐノを低ｔ！Ｅ ！７′ｃで、橋台−
「る反転層が形、吸さＪｔ５ そ１ｔは覗ｌ−１三−Ｕ
、をカットすると１ｌｉｌ滅ｆ局。 サイリスクの制御１里＋ｆ２８はい形ベース」０に接触
し、かつ点弧・代Ｉ’ｌＥ ＩＪＺが印加ｇｒ＋、ろ端
子７（第１図）？備えている。ｐ形エミッタ１２に（・
オ帽子Ａを備えたアノード側電極１２ａｈ−取付げらオ
ｔている。 ｎ形エミッタ部分９ ａ、 ９ａ’ （ｇコニび９ａ
”ｉｉｐ形ベース１０の局部領域２９でとりかこまｉ”
Ｌ″ＣｆＵす、領域２９は伺加さ、ｌｔたｐ形；パ−ビ
ングケ（ｒし、その結果ｐ形ベースＪ□ ｔｎ ［１２
の通常；・ｉ：戊よりドーピング密度が高い。部分９ａ
をとりかこんだ局部領域２９ ＬＩ）ため、９ａ、１０
および】１から成ろ三層構・４体はサイリスク導通方向
の屯１五が、）、ｑ子１へお、Ｊ：び１（／ｅこ印ｊ）
１）さ＋１なとき１１形エミツクから注入さｉするエレ
クトロンに関し、ある電流１曽（し量率αｎｐｎ２ｆ
、ｙ）＜−ｆが、そＪ’Ｌは同じ条件−ドで０形エミツ
タから７１已入さオするエレクトロン（乞以１−４−る
９ＪＩＱおｊ二よりは小さい。この局部領ｉｉ＋１ｊ２
９の！ｉ；ｌＩ：！ｉにエリ、制呻電）返２８ ’、”
ｌ１１１″Ａ子ｒＺに印加２さＡしたパルス状・フ）正
Ｃ０電圧１／（、Ｊ：り透５１さルて１〃イリスタが６
点弧した後、負荷電流が１）形エミッタ１２かも＋１形
エミツタ９ｂに向って流れろと東ちＶｌ：、反転層】９
が形成さ２ｔろ。 そＡ７１−に対し′電流増＋’ｉ”；Ａ ’ｊ這χ
の方が小さいので１９ｎ２ エミッタ」２かもｎ形エミッタｇ ａ ｉｔＣ向って゛
電流は流才ｔない。 ｎ形エミッタ部分９５をエミッタＥ】、そしてｎ形エミ
ッタ部分Ｑａ：５Ｊ二び９ａ’ンそ′Ａ’ＬぞＩＬエミ
ッタ’Ｅ ２と杓号をつけ几ば、負イア７電流或はその
一部ｊ、ま、図中電流通路；うつで・示した様１．て、
ｐ形エミッタＪ２かもエミッタＥｌへ、モして反Ｆ、層
１９・２介してその右１ｉ司に”、 １ｎ ｆｌす・５
エミツタＥ ２−２６よび更に′成極１４ ’に介して
端子に’へ流れる。しかしながら反転層Ｉ９が不活性化
さル、か′つゲート２５下部θ）反転層が活性化されろ
と、負荷電流或はそミハ一部はｉ−ンオフ電流３】とし
て流れり５ける。 つまりもはやＥｌを経由′ｆにとなく２Ｊ、左側のエミ
ッタＥ２，２２．２３を介して端子ｌぐへ流れろ。この
ことはｔ不労９ａ、９ｂすｄよびＡ５ないし１９からな
る′覗痒効果トランリツクが箒１ｍθ）スイッチングト
ランジスタＴｒｉ に完全に該当し７、一方部分２１
． ２２． ９ａ’および２・１ないし２７で構成さｉ
ｔた電Ｗ効果ｉ・ランリスクが第１図σ）スイッチング
トランジスタＴｒ２ にほぼ（目当ｆ５゜そのとき相違
する点（・′！端子２６に印加される制ル１１１電圧−
Ｕ２が負極性であることだけに注目−１″礼ば、ｊ二い
。第１図の負荷ル流通ＬＹ、Ｓ （Ａ＋ Ｋ＋ ”＋
Ｔ ｒ １、に勺 は１４３図の電流！・′各（Ａ、
ＦＥＩ、 」９． Ｅ２．１４ｔｉよび［（′）
に相当し、一方第１図の、夕・−ンオノバイベスｒ各（
６＋ Ｌ Ｔｒ２ ＊−にび■（′）は第３図の肛流
幣（２１，Ｅ２，２２．２３および１’（１）疋（目当
する。 エミッタＥ１尾向ったサイリスクの負荷電流も［７くは
その一部は導通状態（期間゛１”、）・フ）間、Ｅｌの
右に位置するエミッタＥ２かも端子［（’へ導かｉ＼一
方しゃ断時（’１ＪＩｉＨ！’ｒ、 ） 、疋Ｃ才、
Ｅ ｉ ｆ乃防りを゛１リーｒぎ、その７１′：、ＬＣ
（ｑ ：１才ろエミッタＥ２を２怪山して端子Ｔ（’へ
流〕ｔろ。サイ・リスクがブロッキング状態で番４１而
方ｆ・′）スイッチングトランジスタＴｒＪ ＭＪ：び
Ｔｒ２ はい「れもノダ゛１５状ｆ、喫ｉ□ン二あろが
、こＪｔは２Ｋ ３Ｆ２Ｊ（ｃ：Ｆ＝イ”Ｃ１反ｉ黴層
Ｉ９もまたゲート２５下部θ）反Ｉ詠層も共に形成、３
れているこ、とシき、１床−ｔろ。 こ０）ことにより半・ひ「１長スイツチ「０ミス点弧に
対−１−る充分な安゛、き性７シ翼４ら３ろ。 ｉ！ｌｊＪ Ｉｊｈ （ハ、１１形工ミツタ１１ＶＩ分
９ａ’ 、 ９ ｂ 、−：＝よび９ａＹ１イｄｕえ
たエミッタ（を造Ｅ ２ ＋ Ｅ Ｉ ｒ Ｅ ２
”ｆ’Ｊ［・こ、第３ 弓、’、；ｌ：半”／’ 体
＜’＋４ ・ｒ”−９ａ、９ｂ′おＪ、び（３ａ”を備
えｌこ一部のシ洒イ以Ｊ）エミッタ構１）’％ Ｂ ２
、 Ｅ１’ 、 Ｅ２’ｔ 示す。これらθ）エ
ミノタイ；Ｉ； 、、；ａ （１發を力６冗５Ｑ亦１−
たス・イツチング化゛ｉ２ｔ、： ｌ・Ｃつきあらゆる
１、′民で本″苅的（・こ同一であイ）。ここて゛はＣ
ン１面Ｊ： ＩＣ’ｊ’４己；滑さ几プこゲートおよび
竜（函はエミッタ構・告Ｅ２．Ｅｌ、Ｅ２の当、；亥部
分を１ｎ列に結んで、Ｃ′席子Ｊ７．２６沿よび
ば／リコンの多層体を備えＺ必てイアＪｏ一番］：のｎ
形１４９．１． ９ａ’、 ９ａ″、 ９ｂ、 ９
ｂ’はＩＩ形エミッタ、そ几に妾したｌ）形、１・ｒ’
ｊ ｌ Ｑはｐ形ベース、ｎ形１ｉ１ｉ １ ］はＩ〕
形ベース、一番Ｆのｐ形層Ｊ２はｐ形エミッタとなろ。 ｎ形エミッタ；・よｉ！数の縞状のシ１１ム分９１，９
λ’、 ９ａ”。 ９ ｂす６よひｓ＋ｂ’ｙり・ら成り、７Ｃλｔ「つ１
４半惇ｆ本−害４反θ）境シ゛を而に１まて′θ）ひて
ｔｄす、かつイｒｌＪス・−ば第３１１ｆン）紙！ｊｊ
ｆｉ ：ＩｆＥ Ｉｆｆ’ Ｋ ｌ第１び７．、）
ｆ）％ ｆｉ７に 懲てｂ）、５ｏしｌ＋ｓし他ｒｎ
、１．、、４ご背てはＧ１１ｎｉ内に［千］琢の１由、
１覗１４１］・ミーば）累ＩＩとまたはその類似形、あ
るいは円形もしくは環状とｆ５ことも可首巨で、ちる。 最後の環状・；考潰ｔ・こついては・ル３「図σ）軸１
３・？対称１目１１として部分９ａ、 ９ａ’、
！ｌｒａ”。 ９ｂす６よび９ｂ′を［司ｌｉ伝ビを矛亦Ｊ杉に１１己
市する・二とで一里屏さｎろ。 ｎ ■杉エ ミ ） タａ）部分９ａ（″！ｊ嘉子１（
７ン備えプこ力 ７ノード側電惰１４に：妾していζ）
。部分９ａの左ｆ′尽θ）傍にはｎ形エミッタの部分９
ｂが、９ａと９ｂの間に境界面Ｇ ］まて０）びたＩ）
形ベース、１０θ）領域！５が彩り又さ几ろように西己
１首ンさ几ている。この領域１５４ゴゲート１６で擾わ
オｔ１このゲート・１゛よ端子１７をイｉｊＮえ、かつ
薄い絶ｊＪ層１８ｊ（より境シ゛ｌ！１イｉｉ（］１か
も分署トされている。領）戎］５ｔτ］り「接した部分
９ ａお、Ｊ：び９ｂの周ｉ、φ部Ｇよ１１１−ヤネル
ｉＹ４丁Ｓ電界効ソｐトランジスタのソースとドレーン
￥形成し、そθ）ｐ形チャネル領域は領戎１５１てより
杉う父さ第１ている。グーＩ 第６に１ト１ ｊＡｌｌ
、、１４： ［Ｊ Ｈが印加されろと、境界面Ｇ１に
反転層］９が形成さ１１１部分９ａと９１つは低紙［）
℃で連結されろ。ゲート１６ｎ屯圧をカット１６と、反
転層１９およびそη）結果として９ａｆｏ土び９ｂ間の
低置シブｍ、！、！ｊ合はｉｉ’１ｉｄ２−ｒ ：ｐ、
ｎ形：１゛ベノタのｒ、１３分−ｑ ｂは目的にｒｉ
５、（−て′電）ＪＱ ２Ｆ）が取付けろね、ろ／）−
１そＩｔは＜何１「・、宕ｒをイイせず１．境界面（）
（の・頃域内Ｇ七粘け６部分ｊＥ ｂ内部〃））λ位差
１′・）鉗踊きせろ手役夕形成−（・つう 部４ニド０■）の左［醤りに（ま１１形エミツタの部’
ｒ’ｊ ９ ａ’が、ｐ形ベースの領戎２ｍｌ、ｇ′そ
σ）間（つ二年ｆ’Ｅさげてｐ形ベース１０中に［申入
さ）１ている。部分（）ａ′Ｏ）右、ｌコこ２１１；犬
１・、７＋よ１〕形領賎二） ２ ／ＩＺ挿入さ几てお
つ、そノｔはＪ滝Ｖ＾！、’−１１（、’ｔ ］までθ
）びろと」尖に、そこに刀ソード）１す尻イ眞２３が（
妾１独し、７（しはｆＴＪ ｐ、１７ Ｋ 、’、；、
：ｌ（分（）ａ’にも竪イｆ１１ニジている。電イ扼２
３は端子Ｌ（’ ｌ／Ｃ接続へｉｔて−７・仁半褥体′
；５し・Ｊ１７２とδ］１ｎ２２１ｉ・言１〕形ブー＼
′イ・ル’ｖ、’ｌ Ｉ Ｓ ｆｉｎタカ…トランジス
タの、！−ストトレーン領域な′形成し、そのチＶネル
領域（トン１と２２σ）間に位慣−４−１ｂ部分つλ′
の周縁領１・・し）−て構成さ；ｔ、領トリしシ４はゲ
ート２５て唆わＪｔ′Ｃいる。こσ）ゲート２５は端ｆ
−２６ヲ備え、カッ’、”、ｉ、 ＜、Ｋ ＋ｒＱ 禄
１’、？ｉ２７ Ｋより境界面（’ｔ ＋から分ジ１ｔ
さ、ｉｔている。？ｉｉｆ：’子２；５に負“「λ圧−
ｊＪ２な印加イ・６と、境界面ｔ’−ｉ １ ｔｄ屡し
また領１成２５乃下部に、部分２１粘よび２２もしく・
、ま２１および１ぐノを低ｔ！Ｅ ！７′ｃで、橋台−
「る反転層が形、吸さＪｔ５ そ１ｔは覗ｌ−１三−Ｕ
、をカットすると１ｌｉｌ滅ｆ局。 サイリスクの制御１里＋ｆ２８はい形ベース」０に接触
し、かつ点弧・代Ｉ’ｌＥ ＩＪＺが印加ｇｒ＋、ろ端
子７（第１図）？備えている。ｐ形エミッタ１２に（・
オ帽子Ａを備えたアノード側電極１２ａｈ−取付げらオ
ｔている。 ｎ形エミッタ部分９ ａ、 ９ａ’ （ｇコニび９ａ
”ｉｉｐ形ベース１０の局部領域２９でとりかこまｉ”
Ｌ″ＣｆＵす、領域２９は伺加さ、ｌｔたｐ形；パ−ビ
ングケ（ｒし、その結果ｐ形ベースＪ□ ｔｎ ［１２
の通常；・ｉ：戊よりドーピング密度が高い。部分９ａ
をとりかこんだ局部領域２９ ＬＩ）ため、９ａ、１０
および】１から成ろ三層構・４体はサイリスク導通方向
の屯１五が、）、ｑ子１へお、Ｊ：び１（／ｅこ印ｊ）
１）さ＋１なとき１１形エミツクから注入さｉするエレ
クトロンに関し、ある電流１曽（し量率αｎｐｎ２ｆ
、ｙ）＜−ｆが、そＪ’Ｌは同じ条件−ドで０形エミツ
タから７１已入さオするエレクトロン（乞以１−４−る
９ＪＩＱおｊ二よりは小さい。この局部領ｉｉ＋１ｊ２
９の！ｉ；ｌＩ：！ｉにエリ、制呻電）返２８ ’、”
ｌ１１１″Ａ子ｒＺに印加２さＡしたパルス状・フ）正
Ｃ０電圧１／（、Ｊ：り透５１さルて１〃イリスタが６
点弧した後、負荷電流が１）形エミッタ１２かも＋１形
エミツタ９ｂに向って流れろと東ちＶｌ：、反転層】９
が形成さ２ｔろ。 そＡ７１−に対し′電流増＋’ｉ”；Ａ ’ｊ這χ
の方が小さいので１９ｎ２ エミッタ」２かもｎ形エミッタｇ ａ ｉｔＣ向って゛
電流は流才ｔない。 ｎ形エミッタ部分９５をエミッタＥ】、そしてｎ形エミ
ッタ部分Ｑａ：５Ｊ二び９ａ’ンそ′Ａ’ＬぞＩＬエミ
ッタ’Ｅ ２と杓号をつけ几ば、負イア７電流或はその
一部ｊ、ま、図中電流通路；うつで・示した様１．て、
ｐ形エミッタＪ２かもエミッタＥｌへ、モして反Ｆ、層
１９・２介してその右１ｉ司に”、 １ｎ ｆｌす・５
エミツタＥ ２−２６よび更に′成極１４ ’に介して
端子に’へ流れる。しかしながら反転層Ｉ９が不活性化
さル、か′つゲート２５下部θ）反転層が活性化されろ
と、負荷電流或はそミハ一部はｉ−ンオフ電流３】とし
て流れり５ける。 つまりもはやＥｌを経由′ｆにとなく２Ｊ、左側のエミ
ッタＥ２，２２．２３を介して端子ｌぐへ流れろ。この
ことはｔ不労９ａ、９ｂすｄよびＡ５ないし１９からな
る′覗痒効果トランリツクが箒１ｍθ）スイッチングト
ランジスタＴｒｉ に完全に該当し７、一方部分２１
． ２２． ９ａ’および２・１ないし２７で構成さｉ
ｔた電Ｗ効果ｉ・ランリスクが第１図σ）スイッチング
トランジスタＴｒ２ にほぼ（目当ｆ５゜そのとき相違
する点（・′！端子２６に印加される制ル１１１電圧−
Ｕ２が負極性であることだけに注目−１″礼ば、ｊ二い
。第１図の負荷ル流通ＬＹ、Ｓ （Ａ＋ Ｋ＋ ”＋
Ｔ ｒ １、に勺 は１４３図の電流！・′各（Ａ、
ＦＥＩ、 」９． Ｅ２．１４ｔｉよび［（′）
に相当し、一方第１図の、夕・−ンオノバイベスｒ各（
６＋ Ｌ Ｔｒ２ ＊−にび■（′）は第３図の肛流
幣（２１，Ｅ２，２２．２３および１’（１）疋（目当
する。 エミッタＥ１尾向ったサイリスクの負荷電流も［７くは
その一部は導通状態（期間゛１”、）・フ）間、Ｅｌの
右に位置するエミッタＥ２かも端子［（’へ導かｉ＼一
方しゃ断時（’１ＪＩｉＨ！’ｒ、 ） 、疋Ｃ才、
Ｅ ｉ ｆ乃防りを゛１リーｒぎ、その７１′：、ＬＣ
（ｑ ：１才ろエミッタＥ２を２怪山して端子Ｔ（’へ
流〕ｔろ。サイ・リスクがブロッキング状態で番４１而
方ｆ・′）スイッチングトランジスタＴｒＪ ＭＪ：び
Ｔｒ２ はい「れもノダ゛１５状ｆ、喫ｉ□ン二あろが
、こＪｔは２Ｋ ３Ｆ２Ｊ（ｃ：Ｆ＝イ”Ｃ１反ｉ黴層
Ｉ９もまたゲート２５下部θ）反Ｉ詠層も共に形成、３
れているこ、とシき、１床−ｔろ。 こ０）ことにより半・ひ「１長スイツチ「０ミス点弧に
対−１−る充分な安゛、き性７シ翼４ら３ろ。 ｉ！ｌｊＪ Ｉｊｈ （ハ、１１形工ミツタ１１ＶＩ分
９ａ’ 、 ９ ｂ 、−：＝よび９ａＹ１イｄｕえ
たエミッタ（を造Ｅ ２ ＋ Ｅ Ｉ ｒ Ｅ ２
”ｆ’Ｊ［・こ、第３ 弓、’、；ｌ：半”／’ 体
＜’＋４ ・ｒ”−９ａ、９ｂ′おＪ、び（３ａ”を備
えｌこ一部のシ洒イ以Ｊ）エミッタ構１）’％ Ｂ ２
、 Ｅ１’ 、 Ｅ２’ｔ 示す。これらθ）エ
ミノタイ；Ｉ； 、、；ａ （１發を力６冗５Ｑ亦１−
たス・イツチング化゛ｉ２ｔ、： ｌ・Ｃつきあらゆる
１、′民で本″苅的（・こ同一であイ）。ここて゛はＣ
ン１面Ｊ： ＩＣ’ｊ’４己；滑さ几プこゲートおよび
竜（函はエミッタ構・告Ｅ２．Ｅｌ、Ｅ２の当、；亥部
分を１ｎ列に結んで、Ｃ′席子Ｊ７．２６沿よび
【ぐに
１妾を売さＡ１．ている。（Ｏｉミニミッタ、六番ま・
５貞Ｈ（１，ｔ、、ていルｖ’＞で、１）形エミッタ部
分（１ａの右１漫にスイッチングトランジスタ゛ｒｒ２
が形成され、そＩＬは構造及び動作技能ＩＣついて、
部分２＋、 ２２． ２４゜２５．２６ｊ６Ｊ、びコ
２７からノーとるス、イソテノグトランジスダｒｒ２
に完全に一致する。第３図のエミッタ構造Ｅ ２．
Ｅ＋’、 Ｂ２′ＶｃＭＬ、、Ｂ＋′ｘ向５負荷電流
σ）一部二１２は期間゛ｒ３において １；２２をン介
Ｉ２て端子１ぐ’ＶＣ導カｔ”Ｌ、 ７．、） ＋７１
ｉｃ対し、期間Ｔ −＋−テｔｔターンｌフ電流３３
としてエミッタＥ２を介して端子１ぐ′に向う。 サイリスタを介して流すべき負荷７Ｊｉ流のブぐきさに
応じて、エミッタＥ】とそ・フ）両脇に：ｅ）今Ｘスし
た２個〃）エミッタＥ ２で嘴成さノ’した複数のエミ
ッタ構造体を共通な半・覆体竹板」−に唆［？１１−ゐ
ことも可能である。特１でエミッタ構ｊ′υ体をエミッ
タ列Ｆ：２、Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ２．Ｅｌ、Ｅ２：’亨とな
ろようむて構成してもよいし、或はそ′ＡｔそＪ’Ｌ相
隣１コ２同−５エミッタ呂２をただ１１固のここミッタ
Ｅ２に置き）葵え、そＩｚ ＋Ｃ第３図θ）エミッタ９
ａ Ｖｃ１目当して）・ランリスクＴｒ１ の傍らＧ
てトランジスタＴｒ２ ’￥備え乙ことも可能で、う”
） 、３ 本発明ｌＩ）枠内て゛、■なろ：環流増Ｉ晶率１ｌａｐ
ｎｌ とαｎｌ’１ｉ１２は、ｐ ｌＩｇベース１ｏθ
）局ｐａ＋＋領、’ｙＱ ２９ ：２ 。 通′、≧ηθ）ｐ形エミッタ部分より強くはドープせず
、そ（・′）代り（て再結合中心な伺加−「、５こと５
てよっても達成さ１ｔ１５ｏこり）ここは電Ｊ−照材（
（よ−′〕てｎ形エミッタ１．５分９ａを作る前（ｔこ
、局部領域２９に限定してｐ＋杉ベース１０を呵υ２τ
十−・「ろことにより実現さ３１゜乙。他のガムとして
金または白金１１１子′：ｉ−局部１・ｌｉ １ｊ（２
９中に拡散または注入沈しめて再請合中心を形成ｆろこ
ともｉ’ｉＪ能でちろ。局部領域２９内のＴ″Ｓ、詰合
中心σ）数が憎−を程α ｌよ、α 忙くら！
１ｐｎ ２ ｎｐｎ ］ べて小さくなろう同じｌ或少効１［はｎ形エミッタ部分
９ｂ（６，、ｌ二び９ｂ′にくつべてｎ形エミッタ部分
９ａ、９ａ′腐よび９ａ“のｐ形−＼−ス１０中への（
里め込・７幅欝さると、曳くす合ことに訳っても達成さ
−する。 さらにｎ形エミッタθ２代りＣτｐ形エミッタ１２乞イ
固々のエミッタ部分に分害昨″ることも貞］白巨で・あ
ィ）。そＣハ各部分はベース層１１しＪ、び１０と共に
冗−った′・Ｅ流１１１幅；１α おＪ−びＣχ
を商才ρｌ１ｐｉ １）１１ｐ２ ろそ几ぞｉ％三層１１４６えを形「父（２、かつその周
、１ケこトランジスタＴｒ１に６よびｒｒ２ を備え
たもθ）とすることが可能で、りろ。本発明θ）こｌハ
Ｊ：５な１１′し泥・ネ、第３図で、半・尊体領（・２
にθ）全体θ）導電形を勇トニし、ＤｊＭ子八］へ、、
ｌ：びｌ（′を互に入）を換え、かつ電圧？そλ１゜そ
れ反対の・テ外に゛ぐろことにより税＋ｊ；］されて）
。 玉 図面・フ）簡ｊｌｉな１悦明 を列１１図は・）Ｘ光間の実、姉例のＩＪイ売図、第２
図は４１図００作を説明１「ろためθ）クイムチーーー
ト、第３図は本発明のや尊体スイッチな喚債［・旧□１
１技術に１Ｊ：り構成した実施ｆクリθ）断「１行「月
でＪらろ。 】 ・・・ サイリスク、 Ｔｒｉ、Ｔｒ２ ・・・
スイッチングトランジスタ、９ａ、 ９ａ’、 ９ａ
″、 ９ｂ、９ｂ’・・・ ＩＩＷ＝５エミッタ、
】０ ・・・ ｐ形ベー、ス、】１ ・・・ １１ 形
ヘーース、 １２ ・・・ ｐ形エミッタ、Ａ・・・
アノード；（ｈ１子、 Ｋ′・・・カノード端子。
１妾を売さＡ１．ている。（Ｏｉミニミッタ、六番ま・
５貞Ｈ（１，ｔ、、ていルｖ’＞で、１）形エミッタ部
分（１ａの右１漫にスイッチングトランジスタ゛ｒｒ２
が形成され、そＩＬは構造及び動作技能ＩＣついて、
部分２＋、 ２２． ２４゜２５．２６ｊ６Ｊ、びコ
２７からノーとるス、イソテノグトランジスダｒｒ２
に完全に一致する。第３図のエミッタ構造Ｅ ２．
Ｅ＋’、 Ｂ２′ＶｃＭＬ、、Ｂ＋′ｘ向５負荷電流
σ）一部二１２は期間゛ｒ３において １；２２をン介
Ｉ２て端子１ぐ’ＶＣ導カｔ”Ｌ、 ７．、） ＋７１
ｉｃ対し、期間Ｔ −＋−テｔｔターンｌフ電流３３
としてエミッタＥ２を介して端子１ぐ′に向う。 サイリスタを介して流すべき負荷７Ｊｉ流のブぐきさに
応じて、エミッタＥ】とそ・フ）両脇に：ｅ）今Ｘスし
た２個〃）エミッタＥ ２で嘴成さノ’した複数のエミ
ッタ構造体を共通な半・覆体竹板」−に唆［？１１−ゐ
ことも可能である。特１でエミッタ構ｊ′υ体をエミッ
タ列Ｆ：２、Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ２．Ｅｌ、Ｅ２：’亨とな
ろようむて構成してもよいし、或はそ′ＡｔそＪ’Ｌ相
隣１コ２同−５エミッタ呂２をただ１１固のここミッタ
Ｅ２に置き）葵え、そＩｚ ＋Ｃ第３図θ）エミッタ９
ａ Ｖｃ１目当して）・ランリスクＴｒ１ の傍らＧ
てトランジスタＴｒ２ ’￥備え乙ことも可能で、う”
） 、３ 本発明ｌＩ）枠内て゛、■なろ：環流増Ｉ晶率１ｌａｐ
ｎｌ とαｎｌ’１ｉ１２は、ｐ ｌＩｇベース１ｏθ
）局ｐａ＋＋領、’ｙＱ ２９ ：２ 。 通′、≧ηθ）ｐ形エミッタ部分より強くはドープせず
、そ（・′）代り（て再結合中心な伺加−「、５こと５
てよっても達成さ１ｔ１５ｏこり）ここは電Ｊ−照材（
（よ−′〕てｎ形エミッタ１．５分９ａを作る前（ｔこ
、局部領域２９に限定してｐ＋杉ベース１０を呵υ２τ
十−・「ろことにより実現さ３１゜乙。他のガムとして
金または白金１１１子′：ｉ−局部１・ｌｉ １ｊ（２
９中に拡散または注入沈しめて再請合中心を形成ｆろこ
ともｉ’ｉＪ能でちろ。局部領域２９内のＴ″Ｓ、詰合
中心σ）数が憎−を程α ｌよ、α 忙くら！
１ｐｎ ２ ｎｐｎ ］ べて小さくなろう同じｌ或少効１［はｎ形エミッタ部分
９ｂ（６，、ｌ二び９ｂ′にくつべてｎ形エミッタ部分
９ａ、９ａ′腐よび９ａ“のｐ形−＼−ス１０中への（
里め込・７幅欝さると、曳くす合ことに訳っても達成さ
−する。 さらにｎ形エミッタθ２代りＣτｐ形エミッタ１２乞イ
固々のエミッタ部分に分害昨″ることも貞］白巨で・あ
ィ）。そＣハ各部分はベース層１１しＪ、び１０と共に
冗−った′・Ｅ流１１１幅；１α おＪ−びＣχ
を商才ρｌ１ｐｉ １）１１ｐ２ ろそ几ぞｉ％三層１１４６えを形「父（２、かつその周
、１ケこトランジスタＴｒ１に６よびｒｒ２ を備え
たもθ）とすることが可能で、りろ。本発明θ）こｌハ
Ｊ：５な１１′し泥・ネ、第３図で、半・尊体領（・２
にθ）全体θ）導電形を勇トニし、ＤｊＭ子八］へ、、
ｌ：びｌ（′を互に入）を換え、かつ電圧？そλ１゜そ
れ反対の・テ外に゛ぐろことにより税＋ｊ；］されて）
。 玉 図面・フ）簡ｊｌｉな１悦明 を列１１図は・）Ｘ光間の実、姉例のＩＪイ売図、第２
図は４１図００作を説明１「ろためθ）クイムチーーー
ト、第３図は本発明のや尊体スイッチな喚債［・旧□１
１技術に１Ｊ：り構成した実施ｆクリθ）断「１行「月
でＪらろ。 】 ・・・ サイリスク、 Ｔｒｉ、Ｔｒ２ ・・・
スイッチングトランジスタ、９ａ、 ９ａ’、 ９ａ
″、 ９ｂ、９ｂ’・・・ ＩＩＷ＝５エミッタ、
】０ ・・・ ｐ形ベー、ス、】１ ・・・ １１ 形
ヘーース、 １２ ・・・ ｐ形エミッタ、Ａ・・・
アノード；（ｈ１子、 Ｋ′・・・カノード端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）しゃ断可能なサイリスクと、サイリスクの配線中に
スイッチング区間を挿入した第一のス・イツチングトラ
ンジスタと、サイリスタの制御極を第一のスイッチング
トランジスタθ）サイリスクに向かう側と反対側と結ぶ
しゃ断電流路と、このしゃ断電流路中にスイッチング区
間を挿入した第二のス・イツチングトランジスタとを備
えたことを特徴とする半導体スイッチ。 ２）スイッチングトランジスタはＭＩＳｔ界効果トラン
ジスタとして形成されていることを特徴とする特Ｎ’Ｆ
請求の範囲＠１項記載の半導体スイッチ。 ３）サイリスクは半導体基板を備え、この半導体基板は
複数、に分割さ八た１１（ｐ）形エミッタと、それに隣
４妾するｐ（ｎＨ杉・ベースと、アノード側（カンード
叫）電極に接触するｐ （ｎ）形エミッタと、そ２ｔに
隣接するｎ’ｒｐ）形ベースとを含み、このｎ Ｃ１）
）形ペースは前記ｐ （ｎｌ形ベースに隣接し、第一の
ｎ＜ｐ）形エミッタ部分の両ｓ Ｋ 、それから間隔を
おいて第二の＋＋ ′ｐ）形エミッタ部外ノ）−２添且
自己置さ１ｔ、こ１ｔらの第二二〇’ｌ ｎ （ｐ）形
エミッタ部分はカノードｌＩｌ （’７ノードｆ！ｉｌ
ｌ ）電極と１妾触し゛（ｔａつ、第一のｒｒ ’ｐｌ
形エミッタ部分および第二のｎ ｆｐ）形エミッタ部分
のうらの第一のものの周縁部は、こ几らの周縁ｉ邦から
分隨さ、＋１かつ′ｄ気絶縁１・＋４を介して半・４体
基板の境界面から分子；［＃さ２１．ているゲートに訳
り覆わオｔているｐＯ〕）形ベースの部分と共に、第一
のスイッチングトランジスタを形成し、第一の＋１ （
ｐ）形エミソク部分を第二のｎ（ｐ）形エミツク部）θ
）うちの２１にσ）ものから分子ａｔ していイ） ＋
１ （ｎｉ形エミッタの領域が、境界面で半導体書板内
に喚積さｉｔ、かつ第二のスイッチングトランジスタン
形成している電界効果トランジスタ乞介して、第二〇）
ｎ （ｐｊ形エミッタ部分ｔｒ）うちの第二〇）ものに
シ妾ら虫している電１礪に接続さ１１．ていることを特
徴とする特許請求の範）１ｕ第２項記Ｉ哉ｎ半辱「本ス
イッチ。 ４）半導体基板上に複数のｒ＋ （ｐ）形エミッタ部分
が設けら１ｔ、そ１ｔらはそ１ｔぞれその両脇に２組の
第二のｎ （ｐ）形エミッタ部分を備えていることを特
徴とする特許請求の範囲第３項紀ｌｈｋの半導体スイッ
チ。 ５） ２組の第一のｎ（ｐ）形工汁ツタ部分の間に第二
ｕ）ｎ （ｐ）形エミッタ部分がへこ置され、そオしが
第一のｎ （ｐ）形エミッタ部分の一部分に対しては第
二σ’） ｎ （ｐｉ形エミッタｈｌ１分の第一部分を
、そして第一のｎ ｆｐ）形エミッタ部分の池θ）部分
に対しては第二ｏ）ｎ （ｐ）形エミッタ部分の第二部
分全形成していることを特徴とする特、杵請求の範開第
４項記・ｌ戊の半導体スーｒンチ。 ６）ＸＪｆＪ−のｎ（ｐン形エミッタ部分はそれぞれｌ
） （ｎｌ形ペースおよびＩＮ（Ｐｌ形ベースと共に三
層構造式されたキャリアにχ」−（−るその電流増幅率
は、各第二のｎ ｌｐ）形エミッタ部分、ｐ（ｎ）形ベ
ースおよびｎ （ｐ）形ベースで溝数された三層構造体
の÷゛１応する′電流増幅率より大きいことを特徴とす
る特許請求の範囲第３頃ないし第５項のいスオしかに記
載の半導体スイッチ。 ７）第一〇）ｎ （ｐ）形エミッタ部分σ） ｐ（ｎ）
形ペース中−・の埋込み深さが、第二のｎ （ｐｉ形エ
ミッタ部分より深いことを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の半導体スイッチ。 ８）第二のｎｃｐｌ形エミッタ部分がｐ （ｎｉ形ベー
スσ）局部領域によりかこまれており、その局部領域の
ドーピング濃度は、第一のｎ（ｐ）形エミッタ部分をか
こむｐ（ｎ）形ペースの局部領域のドーピング一度より
高いことを特徴とする特許請求の範囲第６頃記械の半導
体スイッチ。 ９）第二のｎ （ｐｉ形エミッタ部分がｐ ｆｎ）形ベ
ースの局部領域によりかこまれており、その局部領域は
、第一のｎ ｒｐ）形エミッタ部分をかこむｐ （ｎ）
形〈−スσ）局部領域より単位空間当りより多くの再結
合中心を有することを特徴とする特許請求の範囲第６項
記載の半導体スイッチ。 １０） サイリスタがブロッキング吠態ニあるどき、
両スイッチングトランジスタは共に導４状態におかれ、
サイリスクは制御電（侃に印加されたパルス状の点弧１
１田により点弧され、その間第二のスイッチングトラン
ジス〃は阻ｄユ状態におかれ、サイリスタが導１虫状態
にあるとき第一のスイッチングトランジスタはｉ４．Ｉ
Ｔ＋状態におか：ｎ、、かつ第二のスイッチングトラン
ジスタは明ＩＪ二４犬、１甜におか才ｔ、サイリスクを
しゃ断するために第一のスイッチングトランジスタは閉
止状態に、かつ第一のスイッチングトランジスタは導通
状態に粘か１ｔろことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体スイッチ。
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| DE32307411 | 1982-08-18 | ||
| DE19823230741 DE3230741A1 (de) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | Halbleiterschalter mit einem abschaltbaren thyristor |
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- 1983-08-11 DE DE8383107965T patent/DE3374746D1/de not_active Expired
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