JPS62147770A - Ｇｔｏサイリスタ - Google Patents
ＧｔｏサイリスタInfo
- Publication number
- JPS62147770A JPS62147770A JP60288988A JP28898885A JPS62147770A JP S62147770 A JPS62147770 A JP S62147770A JP 60288988 A JP60288988 A JP 60288988A JP 28898885 A JP28898885 A JP 28898885A JP S62147770 A JPS62147770 A JP S62147770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- turn
- gate
- time
- segment
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Thyristors (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
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明はカソードセグメントが多数規則正しく同心円状
に配置されたＧＴＯサイリスタ（−関する。
に配置されたＧＴＯサイリスタ（−関する。
同心円状に規則正しく配置した複数のカソードセグメン
トを有するＧＴＯサイリスタにおいて、ゲート引出し部
から俗カソードセグメントまでの距離の効果を考慮に入
れたものは従来はとんど存在していない。ただ一部この
効果を考慮に入れたものとして、ゲート引出し部からの
距離が一定のカソードセグメントの並んだリングの間に
ゲート部を設けた中間リング構造があるのみである。し
かしながらこの中間リング構造（二おいても、カソード
セグメントのリング数が増したり、大口径のサイリスタ
になると、カソードセグメントのゲート引出し部からの
距離による抵抗成分を完全になくすことは不可能であり
、はぼ理想的に均一に作られたＧＴＯｆイリヌタではゲ
ート引出し部からもっとも距離のはなれたリングのうち
のカソードセグメントが、ターンオフ時にそのゲート・
カソード間Ｃ二かかる逆電圧が抵抗成分により減少して
ターンオフ時間が長くなり電流の集中がおこることによ
って破壊するという欠点があった。
トを有するＧＴＯサイリスタにおいて、ゲート引出し部
から俗カソードセグメントまでの距離の効果を考慮に入
れたものは従来はとんど存在していない。ただ一部この
効果を考慮に入れたものとして、ゲート引出し部からの
距離が一定のカソードセグメントの並んだリングの間に
ゲート部を設けた中間リング構造があるのみである。し
かしながらこの中間リング構造（二おいても、カソード
セグメントのリング数が増したり、大口径のサイリスタ
になると、カソードセグメントのゲート引出し部からの
距離による抵抗成分を完全になくすことは不可能であり
、はぼ理想的に均一に作られたＧＴＯｆイリヌタではゲ
ート引出し部からもっとも距離のはなれたリングのうち
のカソードセグメントが、ターンオフ時にそのゲート・
カソード間Ｃ二かかる逆電圧が抵抗成分により減少して
ターンオフ時間が長くなり電流の集中がおこることによ
って破壊するという欠点があった。
本発明の目的は、ＧＴＯサイリスタの同心円状に規則正
しく配置された複数のカソードセグメントのターンオフ
時間が、カソードセグメントのゲート引出し部からの距
離に影警されることなく、全カソードセグメントが同時
にターンオフすることができ、その結果ターンオフ時（
ニ一部のカソードセグメント（＝電流が集中するのを防
ぎ、可制御電流が大幅（＝向上するＧＴＯサイリスタを
提供すること（二ある。
しく配置された複数のカソードセグメントのターンオフ
時間が、カソードセグメントのゲート引出し部からの距
離に影警されることなく、全カソードセグメントが同時
にターンオフすることができ、その結果ターンオフ時（
ニ一部のカソードセグメント（＝電流が集中するのを防
ぎ、可制御電流が大幅（＝向上するＧＴＯサイリスタを
提供すること（二ある。
〔発明の要点〕
本発明は、各カソードセグメントのターンオフ時間に関
係する要素をゲート引出し部から各カソードセグメント
までの距離の関数として調整し、すべてのカソードセグ
メントが同時にターンオフするようにしたものである。
係する要素をゲート引出し部から各カソードセグメント
までの距離の関数として調整し、すべてのカソードセグ
メントが同時にターンオフするようにしたものである。
ＧＴＯサイリスタのターンオフの機構としては、サイリ
スタの導電状態においてゲート・カソード間に逆バイア
ス電圧をかけること（二よりゲートからｐベース領域中
の過剰正孔を引き抜き、その結果カソードからｐペース
領域への電子の注入がなくなりｐペース領域およびｎベ
ース領域中の過剰キャリアが再結合により消滅するまで
ゲート・カソード間の逆バイアス状態が維持されれば、
ターンオフは完了することが知られている。またこの時
、ゲート・カソード間にかける逆バイアス電圧が大きけ
ればターンオフ時間は短かくなり、逆バイアス電圧が小
さければターンオフ時間が長くなることも知られている
。
スタの導電状態においてゲート・カソード間に逆バイア
ス電圧をかけること（二よりゲートからｐベース領域中
の過剰正孔を引き抜き、その結果カソードからｐペース
領域への電子の注入がなくなりｐペース領域およびｎベ
ース領域中の過剰キャリアが再結合により消滅するまで
ゲート・カソード間の逆バイアス状態が維持されれば、
ターンオフは完了することが知られている。またこの時
、ゲート・カソード間にかける逆バイアス電圧が大きけ
ればターンオフ時間は短かくなり、逆バイアス電圧が小
さければターンオフ時間が長くなることも知られている
。
以上のことから、多数設けられたカソードセグメントが
すべて同時にターンオフするためには、すべてのカソー
ドセグメントとゲートとの間に等しい逆バイアス電圧が
かからなければならないことがわかる。以上の結果を式
を用いて説明すると次のようになる。
すべて同時にターンオフするためには、すべてのカソー
ドセグメントとゲートとの間に等しい逆バイアス電圧が
かからなければならないことがわかる。以上の結果を式
を用いて説明すると次のようになる。
同心円状（二規則正しく配置されたカソードセグメント
のゲート引出し部からの距離なＸとすると、カソードセ
グメントを取り囲むゲート電極からゲート引出し部まで
の抵抗Ｒは Ｒ−Ｆ■ （１］という関数
で表わされる。
のゲート引出し部からの距離なＸとすると、カソードセ
グメントを取り囲むゲート電極からゲート引出し部まで
の抵抗Ｒは Ｒ−Ｆ■ （１］という関数
で表わされる。
また、各カソードセグメントのターンオフ時間は、ゲー
ト・カソード間にかかる電圧に依存し、そのときのター
ンオフ時間ｔは、ゲート・カソード間にかかる逆電圧を
Ｖとすれば ｔ−Ｇ（至） （２）という
関数で表わされる。
ト・カソード間にかかる電圧に依存し、そのときのター
ンオフ時間ｔは、ゲート・カソード間にかかる逆電圧を
Ｖとすれば ｔ−Ｇ（至） （２）という
関数で表わされる。
規則正しく同心円状Ｃ二股けられたカソードセグメント
の各リングごとにかかる電圧は、外部的にかける電圧の
値をｖｏ と丁れば、そのゲート引出し部からの距離の
効果（二より（１式よりで表わされる。ここでｉは各カ
ソードセグメントを取り囲むゲート電極からゲート引出
し部に流れる電流であり、ｎは目的とするカソードセグ
メントのあるリングの番号であり１．％。Ｒｉはゲート
引出し部から直径方向（二並んだカソードセグメントの
目的とするカソードセグメントに到るすべての電圧降下
を考慮した電圧降下値である。
の各リングごとにかかる電圧は、外部的にかける電圧の
値をｖｏ と丁れば、そのゲート引出し部からの距離の
効果（二より（１式よりで表わされる。ここでｉは各カ
ソードセグメントを取り囲むゲート電極からゲート引出
し部に流れる電流であり、ｎは目的とするカソードセグ
メントのあるリングの番号であり１．％。Ｒｉはゲート
引出し部から直径方向（二並んだカソードセグメントの
目的とするカソードセグメントに到るすべての電圧降下
を考慮した電圧降下値である。
以上よりカソードセグメントのゲート引出し部からの距
離（二よるターンオフ時間は ｔ−０（Ｖ−Σ １Ｒ）−Ｇ（Ｖ−Σ １Ｆ（ｘ１）
＋４１に二〇に冨０ で表わされることがわかる。ここでカソードリングの総
数なＮとするとゲートターンオフ電流はであり、すなわ
ちゲートターンオフ電流（ゲート逆電流）は直径方向の
ゲート電流の和の円周方向の和で表わされる。
離（二よるターンオフ時間は ｔ−０（Ｖ−Σ １Ｒ）−Ｇ（Ｖ−Σ １Ｆ（ｘ１）
＋４１に二〇に冨０ で表わされることがわかる。ここでカソードリングの総
数なＮとするとゲートターンオフ電流はであり、すなわ
ちゲートターンオフ電流（ゲート逆電流）は直径方向の
ゲート電流の和の円周方向の和で表わされる。
本発明における各カソードセグメントのターンオフ時間
に関係する要素としては種々のものがあるが、ライフタ
イム、カソードセグメントの幅、アノ−トンヨード率な
どがあげられる。
に関係する要素としては種々のものがあるが、ライフタ
イム、カソードセグメントの幅、アノ−トンヨード率な
どがあげられる。
次に本発明を図面について説明する。各図において同等
部分Ｃ：は同符号が付しである。
部分Ｃ：は同符号が付しである。
第１図は本発明の原理説明図で、ｌは中心部（二置かれ
たゲート引出し部、２１ｒ ２２ｒ ２ａｔ ２
４はゲート引出し部ｌに対し同心円状（＝配置したカソ
ードセグメントのりンダ、３１ ｒ ３Ｎｒ ３５＋
３４はもカソードセグメントのカソード電ｋ、４＋
１ ’！＋ ４Ａｙ ４４はｎエミッタ、５は
ｐベース、６はｎベース、７はｐエミッタ、８はアノー
ド電極であり、ゲート引出し部１の中心から各カソード
セグメン）２１，２□ｌ Ｊ ＋ ２４の中心まで
の電圧降下値（計算値）は、本発明によらない従来構造
（：よればそれぞれ０．１９Ｖ、 ０．２８Ｖ、
０．３２Ｖ、０．３４Ｖである。本発明においては、各
カソードセグメント２１） ２１１２３＋ ２４の
ターンオフ時間（−関係する要素を、ゲート引出し部１
からカソードセグメント２１ ＋ ２２＋ ２３＋
２４ までの距離に応じて変化せしめ、各ゲート
・カソード間にかかる逆電圧が等しくなるようにしたも
のである。
たゲート引出し部、２１ｒ ２２ｒ ２ａｔ ２
４はゲート引出し部ｌに対し同心円状（＝配置したカソ
ードセグメントのりンダ、３１ ｒ ３Ｎｒ ３５＋
３４はもカソードセグメントのカソード電ｋ、４＋
１ ’！＋ ４Ａｙ ４４はｎエミッタ、５は
ｐベース、６はｎベース、７はｐエミッタ、８はアノー
ド電極であり、ゲート引出し部１の中心から各カソード
セグメン）２１，２□ｌ Ｊ ＋ ２４の中心まで
の電圧降下値（計算値）は、本発明によらない従来構造
（：よればそれぞれ０．１９Ｖ、 ０．２８Ｖ、
０．３２Ｖ、０．３４Ｖである。本発明においては、各
カソードセグメント２１） ２１１２３＋ ２４の
ターンオフ時間（−関係する要素を、ゲート引出し部１
からカソードセグメント２１ ＋ ２２＋ ２３＋
２４ までの距離に応じて変化せしめ、各ゲート
・カソード間にかかる逆電圧が等しくなるようにしたも
のである。
第２図は、各カソードセグメントのライフタイムを各リ
ング毎（二調整した実施例で、各カソードセグメントの
リング２１＋ ２２＋ Ｊ＋ ”４’二対応する
位置に孔を有する鉛板９． １０． １１．１２を使用
して電子線１３を照射し、その照射用を前述のターンオ
フ時間の式 ％式％（２）） じより変化させること（二より、各ライフタイムをそれ
ぞれ所定値（二調整したものである。
ング毎（二調整した実施例で、各カソードセグメントの
リング２１＋ ２２＋ Ｊ＋ ”４’二対応する
位置に孔を有する鉛板９． １０． １１．１２を使用
して電子線１３を照射し、その照射用を前述のターンオ
フ時間の式 ％式％（２）） じより変化させること（二より、各ライフタイムをそれ
ぞれ所定値（二調整したものである。
第３因は、各カソードセグメントの幅を各リング毎に変
化させた実施例で、リング２１のカソードセグメントの
幅ｄ１が最も大きく、リング２□、２．の幅ｄ２．ｄ、
は順次小さくなっており、これはカソードセグメントの
幅が狭いとターンオフ時間は短かく、カソードセグメン
トの幅が広いとターンオフ時間は長い点を利用したもの
である。この方法は従来の製造工程をそのまま利用でき
る点で有利である。
化させた実施例で、リング２１のカソードセグメントの
幅ｄ１が最も大きく、リング２□、２．の幅ｄ２．ｄ、
は順次小さくなっており、これはカソードセグメントの
幅が狭いとターンオフ時間は短かく、カソードセグメン
トの幅が広いとターンオフ時間は長い点を利用したもの
である。この方法は従来の製造工程をそのまま利用でき
る点で有利である。
第４因は、各カソードセグメントのアノードショート率
をリング毎に変化させた実施例で、アノードショート部
１４．． １４．．１４．のアノードショート率を中心
から周辺に向ってアノードショート率を大きくしである
。これはアノードショート率が大きいと、アノード側か
らの正孔の注入効率がおさえられ、ターンオフ時間が燈
かくなることを利用したものである。
をリング毎に変化させた実施例で、アノードショート部
１４．． １４．．１４．のアノードショート率を中心
から周辺に向ってアノードショート率を大きくしである
。これはアノードショート率が大きいと、アノード側か
らの正孔の注入効率がおさえられ、ターンオフ時間が燈
かくなることを利用したものである。
本発明によれば、同心円状に規則正しく配置したカソー
ドセグメントの各リング毎のターンオフ時間をゲート引
出し部からの距離を考慮して定めであるため、ターンオ
フ時にゲート引出し部からの距離の一番大きなリング内
のカソードセグメントに電流が集中することなく、すべ
てのカソードセグメントが同時にターンオフするので、
可制御電流を飛躍的（二面上させることができるもので
ある。第５図は本発明によるＧＴＯサイリスタと従来の
ＧＴＯサイリスタとの可制御電流対ターンオフ時間の関
係を示すもので、１５は本発明、１６は従来のものを示
し、本発明（二よれば従来の約２倍の破壊耐量を得るこ
とができる。
ドセグメントの各リング毎のターンオフ時間をゲート引
出し部からの距離を考慮して定めであるため、ターンオ
フ時にゲート引出し部からの距離の一番大きなリング内
のカソードセグメントに電流が集中することなく、すべ
てのカソードセグメントが同時にターンオフするので、
可制御電流を飛躍的（二面上させることができるもので
ある。第５図は本発明によるＧＴＯサイリスタと従来の
ＧＴＯサイリスタとの可制御電流対ターンオフ時間の関
係を示すもので、１５は本発明、１６は従来のものを示
し、本発明（二よれば従来の約２倍の破壊耐量を得るこ
とができる。
第１図は本発明の原理説明図、第２図、第３因、第４図
は本発明の異なる実施例のそれぞれ断面口、下面口、下
面口、第５図は本発明の効果を従来のものと比較した線
図である。 ｌ・・・ゲート引出し部、 ２□、２□＋２１＋２４
・・・カソードセグメントのリング、 ３１ ＋ ３
２ ＋ ３． ＋ ３４・・・ カソード電極、 ’＋
＋ ４２＋ ’Ｓｒ ４４”” ”工ミッタ、 ５
・・・ ｐベース、 ６・・・ ｎベース、７・・・
ｐエミッタ、 ８・・・ アノード電極、 ９〜１
２・・・鉛板、 １３・・・電子線、 １４．．１
４゜、１４３・・・ アノードショート部、 ｄ１＋
ｄｌ＋ｄ１・・・ カソードセグメントの幅。 （ｔ〕−１・′・￥ にノ４−−＋ ％１図 中 ノｂ ｌ：ケ一ト引出し邪 ５：Ｐ公−ス
２７，２□、２３．２４’カソード乞りメ、ント
６：７？、公−ス３７，３□、３３．３４’カソード＠
８ ７：Ｐエミッタ４１．４２，４３，４４
： ｍ、工三ツタ ８ニアノ一ド’ａｓ第２
図 ５：Ｐ代−７１３：電子線 ６：７２．公−ス 第３図 第４図 第５図 ターンオフ時間ＯＪｓ）
は本発明の異なる実施例のそれぞれ断面口、下面口、下
面口、第５図は本発明の効果を従来のものと比較した線
図である。 ｌ・・・ゲート引出し部、 ２□、２□＋２１＋２４
・・・カソードセグメントのリング、 ３１ ＋ ３
２ ＋ ３． ＋ ３４・・・ カソード電極、 ’＋
＋ ４２＋ ’Ｓｒ ４４”” ”工ミッタ、 ５
・・・ ｐベース、 ６・・・ ｎベース、７・・・
ｐエミッタ、 ８・・・ アノード電極、 ９〜１
２・・・鉛板、 １３・・・電子線、 １４．．１
４゜、１４３・・・ アノードショート部、 ｄ１＋
ｄｌ＋ｄ１・・・ カソードセグメントの幅。 （ｔ〕−１・′・￥ にノ４−−＋ ％１図 中 ノｂ ｌ：ケ一ト引出し邪 ５：Ｐ公−ス
２７，２□、２３．２４’カソード乞りメ、ント
６：７？、公−ス３７，３□、３３．３４’カソード＠
８ ７：Ｐエミッタ４１．４２，４３，４４
： ｍ、工三ツタ ８ニアノ一ド’ａｓ第２
図 ５：Ｐ代−７１３：電子線 ６：７２．公−ス 第３図 第４図 第５図 ターンオフ時間ＯＪｓ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）同心円状に規則正しく配置した複数のカソードセグ
メントを有するＧＴＯサイリスタにおいて、各カソード
セグメントのターンオフ時間に関係する要素をゲート引
出し部から各カソードセグメントまでの距離の関数とし
て調整し、すべてのカソードセグメントが同時にターン
オフするようにしたことを特徴とするＧＴＯサイリスタ
。 ２）特許請求の範囲第１項記載のＧＴＯサイリスタにお
いて、ターンオフ時間に関係する要素としてライフタイ
ムを用いたことを特徴とするＧＴＯサイリスタ。 ３）特許請求の範囲第１項記載のＧＴＯサイリスタにお
いて、ターンオフ時間に関係する要素としてカソードセ
グメント幅を用いたことを特徴とするＧＴＯサイリスタ
。 ４）特許請求の範囲第１項記載のＧＴＯサイリスタにお
いて、ターンオフ時間に関係する要素としてアノードシ
ョート率を用いたことを特徴とするＧＴＯサイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60288988A JPS62147770A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ｇｔｏサイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60288988A JPS62147770A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ｇｔｏサイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147770A true JPS62147770A (ja) | 1987-07-01 |
Family
ID=17737383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60288988A Pending JPS62147770A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ｇｔｏサイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62147770A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126675A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-15 | Fuji Electric Co Ltd | ゲートターンオフサイリスタ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571257A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS5715367A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Lead-acid battery |
| JPS5999769A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60288988A patent/JPS62147770A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571257A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS5715367A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Lead-acid battery |
| JPS5999769A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126675A (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-15 | Fuji Electric Co Ltd | ゲートターンオフサイリスタ |
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