Brevet FR2041027A1 — publié le 19710129

44Ï85 2041027 La présente invention concerne un élément de commutation à. semi-conducteur et un dispositif de commutation à serai-conducteur comportant cet élément et, plus particulièrement, un tel élément et un tel dispositif- qui sont bien adaptés à la réalisation sous 5 forme d'un circuit intégré. On demande, en général, à un dispositif de commutation à semi-conducteur apte' à la constitution drun circuit intégré que sa jonction P*«N soit réalisée sous forme d'un plan. Un dispositif de commutation à semi-conducteur proposé jusqu'à présent comme con« 10 venant à cette application comprend le type dit planar. Le dispositif de commutation à semi-conducteur du type planar connu est effectivement construit de façon que sa jonction P-N est de forme plane, mais un passage du courant agissant à travers cette jonction P-N ne se fait pas en général dans le sens latéral, 15 mais essentiellement dans le sens vertical. Par conséquent, ce dispositif n'est pas jugé essentiellement apte à la constitution d'un circuit intégré. D'autre part, on peut citer une diode à double base comme exemple caractéristique d'éléments de commutation à semi-conducteur de type traditionnel qui ressemblent bien à un 20 élément de commutation à semi-conducteur selon la présente invention, ainsi que cela va ressortir de la description suivante. Toutefois, même cette diode à double base présente une résistance négative relativement faible et une vitesse de fonctionnement re» lativement réduite, et, de plus, ne présente pas, au moment où le 25 fonctionnement commence, un rapport marche-arrêt de valeur vraiment importante de sorte qu'il a été nécessaire de la perfectionner à cet égard. La présente invention a été réalisée en considération des circonstances précitées, et elle a pour but de parvenir à un élé-30 ment de commutation à semi-conducteur et à un dispositif de commutation à semi-conducteur qui soient très aptes à être incorporés à un circuit intégré plus perfectionné que l'élément connu comprenant par exemple une diode à double base, en ce qui concerne diverses propriétés comprenant la résistance négative, la vitesse de 35 fonctionnement et le rapport marche-arrêt d'un élément semi-conducteur au moment où il commence à fonctionner. Selon l'une des caractéristiques de la présente invention, l'élément de commutation à semi-conducteur comprend un substrat semi-conducteur, au moins une région collecteur obtenue par diffu-40 sion dans ce substrat à partir de sa surface voulue et contenant 69 44185 2 2041027 une concentration élevée d'impuretés ayant le même type de conduc-tivité que le substrat et un degré plus élevé de cette conductivite que ledit substrat et réalisée de manière à présenter une superficie efficace essentiellement faible, une région base obtenue 5 par diffusion dans ledit substrat de Manière que le bord de cette région base qui est en regard de celui de la région collecteur précitée soit sensiblement plus long que ce dernier et contienne une concentration élevée d'impuretés ayant le même type de conduc-tivité que le substrat et un degré plus élevé de cette conductivi-10 té que le substrat, au moins une région émetteur obtenue par diffusion dans ledit substrat entre ladite région base et ladite région collecteur et ayant un type de conductivité opposé à celui du substrat, un film isolant déposé de manière à recouvrir les parties d'extrémité de la jonction qui sont délimitées par les li-15 mites entre ledit substrat et chacune desdites régions collecteur, base et émetteur, qui se terminent sur la surface dudit substrat, et des électrodes collecteur, base et émetteur qui sont montées sur ces régions collecteur, base et émetteur, respectivement, à travers le fil» isolant précité, ladite région collecteur ayant 20 une superficie effective d'environ 20 microns au carré au maximum, en étant espacée de ladite région base d'une distance d'environ 50 microns au maximum, et le bord de la région base qui est en regard du bord de la région collecteur étant au moins dix fois plus long que celui de ladite région collecteur. La présente invention 25 a également pour objet un dispositif de commutation à semi-conducteur comprenant ledit élément» L'invention sera décrite plus en détail ci-après, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels ! Fig. 1 est une vue en coupe d'un élément de commutation à 30 semi-conducteur préparé selon une forme de réalisation de la présente invention; Fig. 2 est une vue en plan correspondante; Fig. 3 représente le principe de fonctionnement de l'élément de commutation à semi-conducteur selon l'invention, tel qu'il 35 est représenté dans les figures 1 et 2; Fig. 4 est une courbe représentant les caractéristiques de la tension Vg en fonction de l'intensité Ig de la région émetteur dudit élément interrupteur à semi-conducteur, obtenue' par des mesures au moyen du circuit de la figure 3; 40 Figs 5 à. 7 représentent respectivement dès éléments de com 69 4418S 3 2041027 mutation à semi-conducteur selon d'autres formes de réalisation de la présente invention; Fig, 8 représente schématiquement un circuit logique conforme à la présente invention utilisant un élément de commutation 5 à semi-conducteur du type de construction à émetteurs multiples représenté dans la figure 6; Fig. 9 représente une autre forme de circuit logique selon la présente invention utilisant un élément de commutation à semi» conducteur du type de construction à collecteurs multiples repré« 10 senté dans la figure 7; Figs ÎO à 21 représentent respectivement et schématiquement des dispositions de circuits pour dispositifs de commutation à semi-conducteur contenant un élément de commutation à semi-conducteur préparé selon la présente invention. 15 On décrira ci-après avec référence aux dessins, d'une part, un élément de commutation à semi-conducteur selon la présente invention, et, d'autre part, un dispositif de commutation à semiconducteur contenant cet élément de commutation. Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe et 20 en plan, respectivement, d'un élément de commutation à semi-conducteur préparé selon une forme de réalisation de la présente invention, l'ensemble de l'élément étant désigné par 1. Cet élément 1 se prépare de la manière suivante. On diffuse sur la surface principale 2a d'un substrat semi-conducteur en silicium du type Nf 25 présentant une résistivité de plus de 5 ohms-cm, par exemple de ÎO ohms-cm, une région collecteur 3 et une région base 4, dont chacune présente le même type de conductivité que le substrat 2, en présentant un degré de conductivité qui est plus élevé que ce» lui du substrat et qui contient une concentration élevée d'impure-30 tés du type N+ ayant une résistivité de 3 à ÎO ohms-cm, par exenple de 5 ohms par centimètre, de manière à satisfaire à la relation qui sera citée plus loin. Il en résulte la formation de jonctions N+ - N désignées par 6 et 7 à la limite entre le substrat 2 et chacune des régions collecteur et base 3 et 4. Dans la partie de 35 la surface principale 2a du substrat 2 qui est délimitée par 1' intervalle compris entre les régions collecteur et base 3 et 4, on réalise par diffusion une région émetteur 5 du type P ayant un type de conductivité inverse de celui du substrat 2, de manière à satisfaire à la relation indiquée plus loin, en formant une injonc-40 tion P-N désignée par 8 à la limite entre le substrat 2 et la ré- 69 44185 4 2041027 gion émetteur 5. Quand la région collecteur 3 doit être formée de manière à présenter une surface efficace de 20 raierons au carré au maximum, comme cela ressort de la description suivante, ou de manière à présenter une forme sensiblement carrée telle que repré-5 sentée, il est préférable d'obtenir par diffusion la région collecteur de façon que chacun de ses quatre côtés ait une longueur de 20 microns au maximum. Le bord 4a de la région base 4 qui fait face à la région collecteur 3 a une longueixr sensiblement égale à ÎO fois au minimum le bord opposé 3a de la région collecteur 3« En ÎO conséquence, lorsque la région base doit prendre une forme sensiblement carrée comme la région collecteur, il est souhaitable que la région base s'obtienne par diffusion de manière que sa superficie effective soit d'une importance telle qu'elle atteigne ÎOO fois environ, au minimum, celle de la région collecteur. D'autre 15 part, il est souhaitable que l'intervalle L entre les bords 3a et 4a, en regard l'un de lJautre, de la région collecteur 3 et de la région base 4 ait une largeur approximativement de 50 microns au maximum* Il est préférable également que la région émetteur 5 soit diffusée près de la région base 4 ou bien à mi-chemin entre 20 la région collecteur 3 et la région base 4. Sur la surface principale 2a du substrat 2 a été déposé un film isolant de protection 9 constitué par une couche de silice (Si02) ou de nitrure de silicium (Si3N4), ou une combinaison de cette silice et de ce nitrure, de manière à recouvrir au moins les extrémités des parties des 25 jonctions 6, 7 et 8 qui se terminent sur la surface principale 2a. Les parties du film isolant de protection 9 qui sont en face de la région collecteur 3, de la région base 4 et de la région émetteur 5 sont perforées par une attaque chimique pour réaliser des fenêtres 10, 11 et 12 respectivement. A travers ces fenêtres, on 30 a adapté, par exemple par précipitation à partir d'une vapeur, des électrodes collecteur, base et émetteur en un métal conducteur, comme l'aluminium. La figure 3 représente le principe de fonctionnement d'un élément de commutation 1 à semi-conducteur préparé de la manière 35 ci-dessus décrite conformément à la présente invention. Entre les électrodes collecteur 13 et base 14 est branchée une première source 16 de courant continu, pour établir un champ de déplacement utilisé à la commande des porteurs minoritaires (ou trous, dans cette forme de réalisation) de telle sorte qu'ils puissent être 40 déplacés à travers le corps 1 de l'élément de commutation semi- 69 44185 5 2041027 conducteur en cause depuis la région émetteur 5 jusqu'à la région collecteur 3, Entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15, on a branché, de même, une seconde source 17 de courant continu dont la polarité agit dans le sens conducteur comme cela est re-5 présenté. En désignant les tensions de la première et de la seconde des sources 16 et 17 à courant continu par Vg (volts) et Vg (volts) respectivement, par Ig (mA) l'intensité du courant qui circule à travers l'électrode émetteur, la tension Vg de la première source ÎO 16 à courant continu étant utilisée comme paramètre, la tension Vg étant portée en abscisse, et l'intensité Ig du courant étant représentée en ordonnée, la connexion indiquée ci-dessus permet à l'élément semi-conducteur 1 de présenter les caractéristiques Vg-Ig représentées dans la figure 4, 15 Lorsque la tension V„ fournissant ce champ de déplacement est réglée sur 5 volts, la tension Vg tombe comme 1*indique la courbe 18 dans une gamme inférieure à environ 4 volts. Si, dans ces conditions, on augmente lentement l'intensité Ig du courant, la tension Vg diminue non linéairement, en présentant des carac-20 téristiques de résistance négative, en sorte qu'il apparaît un courant de saturation lorsque la tension V£ approche à peu près de la valeur de 2 volts. Lorsque la tension Vg précitée est de ÎO volts, la tension Vp tombe également comme l'indique la courbe 19 jusqu'à se trouver dans la gamme inférieure à 8 volt s environ. Si, 25 dans ces conditions, on augmente lentement la valeur de ^intensité Ig, la tension Vg diminue non linéairement à cause de la résistance négative de la caractéristique de résistance négative et, lorsque la tension Vg approche la valeur d'environ 3 volts, il passe un courant de saturation. Lorsque la tension Vp s'élève jus-30 qu'à 15 volts, la tension V_. est inférieure à environ 12 volts, A comme le montre la courbe 20, Si, à ce moment, on augmente lentement la.valeur de I_, la tension V- diminue non linéairement à E* E cause des caractéristiques de résistance négative, et lorsqu'on porte la tension à une valeur voisine de 3,5 volts environ, il ap-35 parait un courant de saturation. D'autre part, lorsque la tension Vg est supérieure a 20 volts, la tension Vg est d'environ 16 volts au maximum, comme le montre la courbe 21, Si on augmente graduellement l'intensité 1^ du courant, la tension Vg tombe non linéairement, à cause des caractéristiques de résistance négative, et lors-40 que la tension Vg s'approche de 4 volts environ, il apparait un 69 44185 6 2041027 courant de saturation. Ainsi que cela ressort de la description faite ci-dessus, et de la figure 4, il y a une tendance à ce que, plus la tension Vg est basse, plus l'augmentation est rapide pour les caractéris-5 tiques de la tension Vg en fonction de l'intensité Ig, et, plus la tension Vg est élevée, plus l'augmentation présentée par les dites caractéristiques de Vg en fonction de I£ est faible, jusqu'à ce qu'on ait atteint le niveau de saturation du courant. On estime que les caractéristiques précitées de la tension ÎO Vg. en fonction de l'intensité Ig présentent cette allure pour la raison suivante. La tension Vg de la première source 16 de courant continu branchée entre l'électrode collecteur 13 et l'électrode base 14 donne naissance à un champ de déplacement dans l'élément de commutation 1 à semi-conducteur. La tension Vg de la seconde 15 source 17 de courant continu branchée dans le sens conducteur entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 14 introduit des porteurs minoritaires (ou des trous dans cette forme de réalisation) dans l'élément de commutation 1 à semi-conducteur. En conséquence, lorsque la tension Vg a une valeur relativement fai-20 ble par comparaison avec la tension Vg, la jonction émetteur 8 est polarisée dans le sens non conducteur, empêchant l'introduction des dits porteurs minoritaires. Toutefois, lorsque la tension Vg augmente et dépasse le niveau ci-dessus indiqué, ou bien lorsqu'elle atteint un certain niveau, à savoir un niveau de commuta-25 tion, la jonction émetteur 8 est polarisée dans le sens conducteur. A ce moment, les porteurs minoritaires commencent à être introduits, permettant aux trous d'être déplacés de la région émetteur 5 de type P vers la région collecteur 3 de type N+. Ce déplacement des trous est dirigé vers la région collecteur 3 de type N+ au 30 lieu de l'être vers la région de contact ohmique, comme on l'observe dans la diode à double base connue, de sorte qu'il se produit une modulation extrêmement accusée de la conductivité ; qui permet d'assurer une manoeuvre de commutation à une vitesse très élevée» La valeur de la tension Vg à cet instant correspond à peu 35 près au point de commutation sur les courbes des caractéristiques de Vg en fonction de Ig représentées dans la figure 4, Si, dans ce cas, la tension Vg est nulle, il ne se forme pas de champ de déplacement pour les porteurs minoritaires précités à travers le corps 1 de l'élément de commutation, ce qui 1' 40 empêche de présenter des caractéristiques de résistance négative. 69 44185 7 2041027 Lorsque la tension Vg est nulle comme le montre la courbe 22 de la figure 4, l'intensité Ig du courant est également nulle. Lorsque cette tension Vg augmente, l'intensité Ig du courant augmente fortement. Lorsque la tension approche de la valeur de 0,7 volt, il 5 apparaît un courant de saturation. Par contre, lorsque la première source 16 de courant continu montée entre les électrodes collecteur et base 13 et 14 et la seconde source 17 placée entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15, ou bien lorsque l'une ou l'autre de ces sources ont une tension présentant une polarité 10 contraire de celle du cas précédent, il est évident qu'il n'y a pas introduction des porteurs minoritaires précités et qu'il ne passe sensiblement aucun courant émetteur. Ainsi que cela ressort de la description donnée ci-dessus, et des courbes caractéristiques de Vg en fonction de Ig données 15 dans la figure 4, l'élément de commutation à semi-conducteur selon la présente invention donne naissance à une modulation beaucoup plus accentuée de la conductivité que cela n'est possible par exemple avec la diode à double base connue. On estime que cet effet se produit pour la raison suivante. Les porteurs minoritaires 20 injectés à partir de la jonction émetteur provoquent la modulation de la conductivité pendant qu'ils sont transportés vers la région collecteur. A ce moment, ces porteurs minoritaires sont accumulés au voisinage de la jonction N-N+ de la région collecteur, en même temps qu'ils subissent une réduction équivalente de la vitesse de 25 déplacement dans ce voisinage, ce qui a pour résultat que c'est un nombre de porteurs majoritaires plus grand que celui de porteurs minoritaires précités qui est extrait de l'électrode collecteur 13 . En conséquence, il est clair pour l'homme de l'art que 1* 30 élément de commutation à semi-conducteur selon la présente invention est capable de permettre une augmentation de la résistance négative qui est supérieure à celle de la diode à double base connue et également une augmentation de la vitesse de fonctionnement, et en outre d'accroître de façon éminente la valeur du rapport 35 marche-arrêt. Pour une description plus complète du rapport marche-arrêt, avec référence aux courbes des caractéristiques de Vg en fonction de Ig de la figure 4, la tension d'entretien Vg qui existe lorsque circule le courant Ig, à savoir lorsque l'élément de coupure 1 à 40 semi-conducteur est à l'état conducteur, peut être réduite davan« 69 44185 8 2041027 tage que dans le cas de la diode à double base connue. En conséquence, la valeur du rapport entre la résistance qui apparaît lorsqu'il ne circule pas de courant Ig, c'est-à-dire lorsque ledit élément 1 est non conducteur, et la résistance qui apparaît lors-5 qu'il circule un courant Ig, c'est-à-dire lorsque ledit élément 1 est conducteur, se trouve augmentée de façon remarquable. Dans ces conditions, il y a lieu de considérer de façon particulière le fait qu'avec l'élément de commutation à semiconducteur selon la présente invention, on forme une région col-10 lecteur 3 présentant une surface effective suffisamment petite pour permettre à son bord 3a qui est en regard du bord 4a de la région base 4 d'être beaucoup plus court que ce dernier, et pour que soit pleinement utilisé l'effet consistant à permettre aux porteurs minoritaires précités d'être accumulés en grand nombre autour de 15 la périphérie extérieure de ladite région collecteur 3, et, à cet égard, l'élément de commutation à semi-conducteur selon la présente invention présente par conséquent une disposition entièrement nouvelle des jonctions semi-conductrices, qui est foncièrement différente de celle de n'importe quel élément semi-conducteur con-20 nu, et qui, en conséquence, présente des caractéristiques de fonctionnement qui sont uniques. On voit donc que, pour manifester l'effet précité d'accumu-, lation des porteurs minoritaires, la région collecteur 3 doit, de préférence, avoir une forme telle qu'elle présente une zone diffu- 25 sée aussi petite que possible ou une superficie efficace d'envi- 2 ron 20 microns au carré (20H) par exemple, comme cela a été décrit ci-dessus. Il est évident que l'intervalle compris entre les régions collecteur et base 3 et 4 doit, de façon tout-à-fait préférentiel-30 le, être aussi étroit que possible et, par exemple, de 50 microns au maximum, et il est souhaitable que le bord 4a de la région base 4 qui est en regard du bord 3a de la région collecteur 3 soit aussi long que possible, par exemple, plus de ÎO fois environ plus long que ce dernier. Il est souhaitable, d'autre part, que la ré-35 gion émetteur 5 soit située à peu près à mi-chemin entre les régions collecteur et base 3 et 4, ou bien plutôt près de la région base 4. Ces faits ont également été confirmés par les expériences effectuées. La figure 5 représente un élément de commutation à semi-40 conducteur selon une autre forme de réalisation de la présente 69 44185 9 2041027 invention. Dans cette forme de réalisation, la région base 401 a été réalisée de manière à présenter une forme essentiellement annulaire autour du pourtour extérieur d'une région comprenant les régions collecteur et émetteur 3 et 5, de telle sorte que l'inter-5 valle L entre le pourtour extérieur de la région collecteur 3 et le pourtour intérieur de ladite région base 401 soit concentrique à ladite région collecteur 3, de manière à présenter une largeur d'environ 50 microns au maximum. (La région base 401 peut prendre n'importe quelle autre forme désirée, par exemple la forme d'un 10 rectangle ou d'un triangle). Un élément de commutation à semiconducteur 101 préparé de cette manière présentera évidemment essentiellement le même effet que celui désigné par 1 selon la forme de réalisation précédente. Lorsque la région base 401 a une forme telle qu'elle occupe la totalité de la périphérie d'une zone com-15 prenant les régions collecteur et émetteur (il n'est pas toujours nécessaire qu'il s'agisse de la totalité de cette périphérie et l'utilisation d'une zone sensiblement équivalente pourra suffirç), on obtient une réduction considérable de l'interférence mutuelle entre une pluralité d'éléments de commutation semblables lOl quand 20 ils sont disposés près les uns des autres. La figure 6 représente un élément de commutation à semiconducteur 102 selon une forme de réalisation encore différente de l'invention, dans laquelle on obtient la construction dite à émetteurs multiples par division d'une région émetteur en deux 25 parties 501a et 501b. La figure 7 représente un élément de commutation à semiconducteur 103 selon une forme de réalisation encore différente de l'invention, qui présente ce qu'on appelle la construction à collecteurs multiples, qu'on obtient en divisant une région collecteur 30 en deux parties 301a et 301b. L'utilisation d'un élément de commutation à semi-conducteur 102 et 103 présentant une disposition à émetteurs multiples ou collecteurs multiples telle qu'elle est représentée dans les figures 6 et 7 permet évidemment la formation d'un circuit ET ou OU, par exemple dans les figures 8 ou 9, à 35 partir d'un organe unique constitué par un tel élément. Si, dans la figure 8, on extrait un débit par la borne C du collecteur, de l'élément de commutation 102 présentant la construction à émetteurs multiples, il en résultera un circuit OU. Par contre, si on extrait un débit de la borne B de la base de cet élément 102, on 40 forme un circuit OU inversé. Il est clair pour l'homme de l'art 69 44185 10 2041027 que si on règle de façon appropriée les niveaux des signaux d'entrée fournis aux bornes émetteur E^ et E2 ou bien les positions relatives obtenues par diffusion pour les régions collecteur, base et émetteur, le circuit de la figure 8 peut être utilisé com-5 me circuit ET ou circuit ET inversé au lieu d'être utilisé comme circuit OU ou OU inversé respectivement» Le circuit de la figure 9 ne diffère de celui de la figure 8 que par le fait qu'on a prévu des bornes d'entrée dans les rangions du collecteur multiple au lieu des régions de l'émetteur 10 multiple, de sorte que le circuit de la figure 9 peut être utilisé comme circuit OU ou OU inversé ou bien, suivant ce que l'on désire^ comme circuit ET ou ET inversé. On remarquera, à ce propos, qu'un élément de commutation à semi-conducteur à émetteurs multiples et à collecteurs multiples obtenu conformément à la présente inven*-15 tion offre l'avantage de supprimer l'obligation de prévoir un isolement entre les diverses parties de régions déterminées, comme cela se fait par exemple dans le transistor à émetteurs multiples antérieurement connu. La figure 10 est une représentation schématique d'un dis-20 positif de commutation à semi-conducteur préparé au moyen de 1' élément de commutation à semi-conducteur 1 précédemment décrit avec référence aux figures 1 et 2 selon une forme de réalisation de la présente invention. Entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15 de l'élément de commutation à semi-conducteur 1, 25 on a branché, à travers une résistance 41, une première source 42 à courant continu, pour donner naissance à un champ de déplacement dans le corps de cet élément 1, comme décrit ci-dessus. De même, entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15, on a branché une seconde source à courant continu à travers une charge 30 43 qui est destinée à être commutée par cet élément 1 monté en série avec la bobine secondaire 45s^ d'un transformateur à impulsions 45 comprenant cette bobine 45£ et un enroulement primaire 45£ auquel on applique le signal formé par une impulsion de commande décrit ci-après, à partir d'une source 44 de signaux d'impulsions 35 de commande. Dans un dispositif de commutation à semi-coriducteur agencé comme indiqué ci-dessus, la première et la seconde des sources 42 et 46 de courant continu correspondent à celles qui sont désignées par 16 et 17 dans la figure 3« Les tensions des première et seconde sources 42 et 46, à courant continu et la va-40 leur de la résistance 41 font l'objet au préalable d'un réglage à 69 44185 ii 2041027 des niveaux appropriés. On assure l'agencement au préalable de façon que si on ne fournit pas, à partir de la source 44 des signaux d'impulsions de commande, un signal d'impulsion de commande prescrit, il ne circule aucun courant entre les électrodes collec-5 teur et émetteur 13 et 15. Dans ces conditions, on ne peut faire apparaître un courant entre ces électrodes 13 et 15 que si on fournit, par l'intermédiaire du transformateur d'impulsions 45, des signaux d'impulsions de commande ayant une tension prescrite de polarité positive, à partir de la source 44 des signaux d'im-10 pulsions de commande. Il en résulte que la charge 43 est commutée de façon à être en circuit. Si, à ce moment, on fournit des signaux d'impulsions ayant une tension prescrite de polarité négative, à partir de la source 44 de signaux d'impulsions de commande, le courant qui passe par les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15 15 est arrêté pour commuter la charge 43 à l'état d'arrêt. La figure 11 représente schématiquement l'agencement d'un dispositif de commutation à semi-conducteur obtenu à partir de 1' élément de commutation à semi-conducteur 1 représenté dans les figures 1 et 2, selon une autre forme de réalisation de la présen-20 te invention. Cette forme de réalisation présente le même agencement que celui de la figure lO, excepté que la source 44 des signaux d'impulsions de commande est branchée entre les électrodes collecteur et base 13 et 14, au lieu de l'être entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15 comme dans la figure ÎO, la 25 description détaillée de ce mode de réalisation n'étant pas nécessaire. Le dispositif de commutation à semi-conducteur de la figure 11 ne diffère de celui de la figure 10 que par le fait que le signal d'impulsion de commande provenant de la source 44 des signaux d'impulsions de commande est d'une polarité contraire de celle du 30 cas de la figure ÎO et est capable de commander la commutation d* une charge 43 exactement de la même manière que dans la figure 10. La figure 12 représente l'agencement d'un dispositif de commutation à semi-conducteur obtenu à partir de l'élément de commutation à semi-conducteur 1 selon les figures 1 et 2 et conformé-35 ment à une forme de réalisation encore différente de la présente invention. Dans cette forme de réalisation, il a été prévu deux sources 44 et 440 de signaux d'impulsions de commande. L'une des sources, celle qui est désignée par 44, est branchée entre les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15, comme dans la figure 40 10, et l'autre source, qui est désignée par 440, est branchée 69 44185 12 2041027 entre les électrodes collecteur et base 13 et 14, comme dans la figure 11» Avec un dispositif de commutation à semi-conducteur selon l'agencement précité, quand on applique un signal d'impulsion de 5 commande positif ayant une tension d'une valeur prescrite en provenance de la source 44 de signaux d'impulsions de commande, et une impulsion de commande négative ayant une tension d'une valeur prescrite en provenance de la source 440 de signaux d'impulsions de commande, ou bien un signal d'impulsion de commande provenant 10 de l'une oû l'autre de ces sources, on introduit dans la charge 43 un courant pour là commuter à l'état de marche. Si, dans ces conditions, on fournit inversement un signal d'impulsion de commande négatif ayant une tension d'une valeur prescrite et provenant de la source 44 des signaux d'impulsions de commande, et un signal 15 d'impulsion de commande positif ayant une tension d'une valeur prescrite provenant de la source 440 des signaux d'impulsions de commande, ou bien l'un ou l'autre de ces signaux, le courant qui circulait jusqu'à ce moment à travers la charge 43 est arrêté pour commuter la charge à l'état d'arrêt» 20 Les figures 13, 14 et 15 représentent des dispositifs de commutation à semi-conducteur selon d'autres formes de réalisation de la présente invention qu'on a obtenus d'une manière qui correspond à celle des figures ÎO, 11 et 12, respectivement. Entre les régions collecteur et émetteur 3 et 5 de chacun des dispositifs de 25 commutation à semi«conducteur des figures 13, 14 et 15, on dispose des sources lumineuses 47, 48 et 49 respectivement. La projection de lumière sur l'intervalle compris entre las régions collecteur et émetteur 3 et 5 à partir de la source lumineuse précitée permet à des porteurs prioritaires d'être déplacés de la région émetteur 30 5 vers la région collecteur 3. En conséquence, il circule un courant entre les électrodes collecteur et émetteur 13.et 15, plus spécialement à travers la charge 43 de manière à la commuter à 1* état de marche. Si, dans ces conditions, on envoie un signal d' impulsion de commande négatif à partir de la source 44 de signaux 35 d'impulsions de commande de la figure 13, un signal d'impulsion de commande positif à partir de la source 440 de signaux d'impulsions de commande de la figure 14, et un signal d'impulsion de commande négatif et/ou positif à partir des sources de signaux d* impulsions de commande 44 et/ou 440 de la figure 15, tous ces si-40 gnaux ayant une tension de la valeur prescrite, la charge 43 passe 69 44185 13 2041027 à l'état'd'arrêt. Tous les dispositifs de commutation à semi-conducteurs selon les figures ÎO à 15 comprennent un système de circuit de connexion du type à collecteur commun. Toutefois, ce système peut 5 évidemment être remplacé par un système de circuit de connexion à base commune ou émetteur commun, comme on l'utilise dans un transistor du type antérieurement connu. La figure 16 représente l'agencement d'un dispositif de commutation à semi-conducteur selon une forme de réalisation en-ÎO core différente de la présente invention, monté dans un circuit intégré dans lequel l'élément de commutation à semi-conducteur 1 des figures 1 et 2 est utilisé comme un élément mémoire disposé dans chaque adresse, les adresses étant combinées sous la forme d'une matrice. 15 Dans chaque substrat semi-conduc teur commun (non représenté), on a disposé un élément semi-conducteur 1 dans chacune des adresses de la mémoire disposée eh forme de matrice, correspondant à une capacité de mémoire prescrite. Les électrodes collecteurs 13 de ces éléments semi-conducteurs 1 sont connectées en commun dans 20 chaque colonne pour la mise à la terre. Les électrodes émetteurs 15 de ces éléments semi-conducteurs 1 sont connectées en commun sur chacun des conducteurs de rangée X^ , , ... prévus en grand nombre et disposés sur le substrat semi-conducteur commun précité avec isolement de chaque conducteur par rapport aux autres. Ces 25 conducteurs de rangée X^ , X2 , ... sont commutés sélectivement ainsi que cela sera décrit ci-après par un circuit 51 pour sélectionner les conducteurs de rangée. Les électrodes bases 14 des éléments semi-conducteurs 1 sont connectées en commun sur chacun des conducteurs de colonne 30 , Y2 , ... prévus en grand nombre, à travers les résistances correspondantes 52. Ces conducteurs de colonne 3 , ... sont commutés sélectivement par un circuit 53 pour sélectionner les conducteurs de colonne. Avec un dispositif de commutation à semi-conducteur agencé 35 comme indiqué ci-dessus, lorsque les électrodes interconnectées des éléments mémoires 1 sont alimentées en même temps avec des signaux d'impulsions ou de signaux en courant continu, ayant des tensions d'une valeur prescrite et agissant dans le sens conducteur, au moyen des circuits précités 51 et 53 pour sélectionner 40 les conducteurs de rangées et colonnes, seuls les éléments mémoi 69 44185 14 2041027 res 1 qui se trouvent à l'intersection des conducteurs de rangées et colonnes sélectionnés sont également rendus conducteurs 6élec« tivement et engendrent des débits correspondant au "1" ou au "O" de la combinaison logique binaire» Dans ce cas, ceux des éléments 5 mémoires 1 qui sont activés sélectivement par l'un seulement des conducteurs de rangées et de colonnes passent à l'état de semi-sélection et ne sont pas alimentés comme les éléments de mémoire 1 placés aux adresses restantes, c'est-à-dire passent à l'état non conducteur. Ce principe de fonctionnement est connu sous le nom de lO procédé à coïncidence du courant. En conséquence, dans le cas par exemple où on fournit en même temps, par les circuits de sélection précités 51 et 53 des conducteurs de rangées et de colonnes, un signal d'impulsion positif ou bien un signal en courant continu, ayant une tension près-15 critë, au premier conducteur de rangée et un signal d'impulsion négative ou un signal en courant continu ayant une tension de valeur prescrite au premier conducteur de colonne Y^, le courant circule alors uniquement par les électrodes collecteur et émetteur 13 et 15 de l'élément mémoire 1 placé à la jonction du dit premier 20 conducteur de rangée X^ et du premier conducteur de colonne Y^, ce qui a pour effet d'actionner de manière sélective la seule charge (non représentée) connectée sur les électrodes précitées. La figure 17 représente un dispositif de commutation à semiconducteur selon une forme de réalisation encore différente de la 25 présente invention et monté dans un circuit intégré» Dans cette forme de réalisation,1'élément de commutation à semi-conducteur placé dans chaque adresse de la mémoire est du type 103 comprenant des électrodes collecteurs multiples ou des électrodes à deux collecteurs selon la figure 7» Celle des deux électrodes collecteurs 30 précitées que comporte un élément de commutation autre que celle utilisée comme illustré dans la figure 16 est connectée avec les électrodes collecteurs correspondantes des autres éléments de commutation sur un groupe séparé de seconds conducteurs de rangées Xu , X^2 , semblables aux premiers conducteurs X.^ , X2 , 35 Ces seconds conducteurs de rangées X^ , X^2 , ... sont connèctés sur un circuit de lecture 54. Un dispositif de commutation à semiconducteur conforme à la présente invention, agencé comme décrit ci-dessus, permet de lire au moyen d'un circuit de lecture 54 les débits de ceux des éléments mémoires 103 qui ont été sélectionnés 40 par les circuits de sélection 51 et 53 des conducteurs de rangées 69 44185 15 2041027 et de colonnes. La figure 18 représente un dispositif de commutation à semi-conducteur analogue: à celui de la figure 17, Toutefois chaque élément de commutation à semi«conducteur est du type 102 à deux 5 émetteurs, les deuxièmes émetteurs 15b étant connectés sur les conducteurs de rangées , Xi2 comme les deuxièmes collecteurs 13a du dispositif de commutation à semi-conducteur de la figure 17. Les figures 19, 20 et 21 représentent l'agencement de dispositifs de commutation à semi-conducteurs selon des formes de ÎO réalisation encore différentes de la présente invention, qui ont été construits de manière à correspondre à ceux des figures 16, 17 et 18 et dans lesquels on prévoit une source lumineuse 55 pour régler l'introduction des porteurs minoritaires dans l'intervalle compris entre les régions émetteur et collecteur de chacun des 15 éléments mémoires 1, 102 et 103 contenus dans ces dispositifs de commutation. Avec les dispositifs de commutation des figures 19 à 21, seuls sont conducteurs ceux des éléments mémoires qui sont éclairés par la source lumineuse 55 et tous les autres éléments mémoires qui sont soumis à une tension d'une valeur prescrite de 20 polarité contraire par les circuits de sélection précités 51 et 53 des conducteurs de rangées et de colonnes,ou l'un d'entre eux, restent tous à l'état non conducteur. Les dispositifs de commutation à semi-conducteurs des figu» res 16 à 21 comprennent des éléments mémoires utilisés comme cir-25 cuits de connexion du type à collecteur commun. Toutefois, ces éléments peuvent aussi être utilisés comme circuits du type à émetteur commun ou à base communei Dans le cas des figures 16 et 19, en dehors de l'électrode utilisée comme élément commun, les deux autres des trois électrodes peuvent être connectées à l'un 30 ou l'autre des circuits précités 51 de sélection des conducteurs de rangées ou 53 de sélection des conducteurs de colonnes. Quand on utilise un élément de commutation comprenant des multi-émetteurs ou multi-collecteurs représentés dans les figures 17, 18, 20 et 21, les trois électrodes restantes en dehors de celle utilisée comme 35 élément commun peuvent être branchées sur n'importe lequel des circuits constitués par le circuit 51 de sélection des conducteurs de rangées, par le circuit 53 de sélection des conducteurs de colonnes et par le circuit de lecture 54.^De même, dans les cas où les éléments mémoires des figures 16 à 21 sont utilisés pour la 40 commande de la commutation d'un circuit extérieur constitué par 69 44185 16 2041027 exemple!par un grand nombre de lignes téléphoniques, il suffit sim-plement de disposer les charges dont la commutation doit être commandée par les éléments mémoires précités de façon qu'ils soient en série dans un passage de courant entre les électrodes émetteur 5 et collecteur 13 et 15 de chacun des éléments mémoires précités. 69 44185 2041027 REVENDICATIONS 1.- Un élément de commutation à seai-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend un substrat semi-conducteur, au moins une région collecteur diffusée dans ce substrat à partir de la surface 5 voulue, contenant une concentration élevée d'impuretés ayant le même type de conductivité que le substrat et présentant un degré plus élevé de la dite conductivité que le substrat et formée de façon à présenter une superficie efficace essentiellement petite, une région base diffusée dans le dit substrat de manière que le 20 bord de cette région base faisant face à celui de la région collecteur soit sensiblement plus long que ce dernier, cette région base présentant une concentration élevée en impuretés ayant le même type de conductivité que le substrat, au moins une région émetteur diffusée dans le substrat entre les régions base et 25 collecteur précitées et ayant un type de conductivité contraire à celui du substrat, la région collecteur précitée ayant une super-ficie efficace d'environ 20 microns au carré au maximum et étant à une distance d'environ 50 microns au maximum de la région base, et le bord de la région base qui se trouve en face de celui de la ré-2o gion collecteur ayant une longueur au moins dix fois supérieure à celle du côté de ladite région collecteur. 2.- Un élément de commutation à semi-conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que sa région émetteur est disposée entre les régions collecteur et base précitées et essentiel» 25 lement près de la base. 3.- Un élément de commutation à semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la région émetteur est divisée en plusieurs parties. 4.- Un élément de commutation à semi-conducteur selon l'une 30 quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la région base est constituée autour du pourtour extérieur d'une zone contenant les régions collecteur et émetteur. 5.- Un élément de commutation à semi-conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bord de la région base 35 qui est en face de celui de la région collecteur a une longueur au moins dix fois supérieure à celle du bord de la région collecteur, cette région collecteur étant divisée en plusieurs parties dont chacune a une superficie effective d'environ 20 microns au carré au maximum. 69 44Î85 18 2041027 6»» Un éléaent de commutation à semi-conducteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la région base est réalisée autour du pourtour extérieur d'une zone contenant au moins une région émetteur et la pluralité des parties subdivisées de la région 5 collecteur. 7»- Un dispositif de commutation à semi-conducteur comprenant un élément de commutation à serai-conducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une première source de courant continu connectée entre 10 les électrodes collecteur et émetteur de l'élément de commutation, pour produire un champ de déplacement dans le corps dudit élément, une seconde source à courant continu connectée entre les électrodes collecteur et base, pour produire une tension de polarisation agissant dans le sens conducteur, une charge disposée dans un cir-15 cuit entre les électrodes émetteur et collecteur en série avec la première source de courant continu, et une source de signaux d' impulsions de commande pour alimenter l'élément en signaux d'impulsions pour commander la commutation de la charge. 8.- Un dispositif de commutation à serai-conducteur selon 20 la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend une source lumineuse servant à projeter sélectivement de la lumière sur 1* intervalle compris entre au moins les régions émetteur et collecteur de l'élément de commutation à semi-conducteur muni d'une source de signaux d'impulsions de commande, pour commander par ce 25 moyen 1*introduction de porteurs minoritaires dans la région collecteur en provenance de la région émetteur. 9.- Un dispositif de commutation à semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que la source fournissant les signaux d'impulsions de commande est 30 connectée de façon à fournir ces signaux de commande par un circuit entre les électrodes émetteur et collecteur de l'élément de commutation. ÎO.- Un dispositif de commutation à semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que 35 la source fournissant les signaux d'impulsions de commande est connectée de façon à fournir ces signaux de commande par un cir» cuit entre les électrodes base et collecteur de l'élément de commutation. 11.- Un dispositif de commutation à semi-conducteur selon 40 l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que 69 44185 19 2041027 les sources fournissant les signaux d'impulsions de commande sont connectées de façon à fournir ces signaux par des circuits entre les régions émetteur et collecteur et entre les régions de base et collecteur respectivement de l'élément de commutation. 5 12.- Un dispositif de commutation à semi-conducteurs carac térisé en ce qu'il comprend dans chacune des adresses disposées sous forme de matrice un élément de commutation à semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 l'Une des trois électrodes collecteur, base et émetteur étant utilisée comme élec« 10 trode commune en ce qui concerne les entrées et sorties de chacun des dits éléments disposés en matrice, l'une des deux autres électrodes de l'un des dits éléments ensemble avec celles des autres éléments d'une même rangée étant connectées sur un circuit de sélection des rangées et l'autre troisième électrode étant connectée 15 ensemble avec les mêmes électrodes des autres éléments d'une même colonne sur un circuit de sélection des colonnes. 13.- Un dispositif de commutation à semi-conducteur selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il comprend une source lumineuse servant à projeter sélectivement de la lumière sur 1* 20 intervalle compris entre au moins les régions émetteur et collecteur de chacun des éléments de commutation à semi-conducteur placés dans chacune des adresses disposées en matrice, de manière à commander par ce moyen l'introduction des porteurs minoritaires dans la région collecteur précitée à partir de la région émetteur. 25 14.- Un dispositif de commutation à semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 12 et 13 caractérisé en ce que l'une ou l'autre des régions émetteur et collecteur est divisée en au moins deux parties, l'une des quatre électrodes associées auxdites régions collecteur, base et émetteur étant utilisée comme 30 électrode commune pour les entrées et sorties de chacun des éléments disposés en forme de matrice, l'une des trois autres électrodes de chaque élément ensemble avec l'électrode correspondante des autres éléments de la même rangée étant connectée sur un circuit de sélection des rangées, la seconde des dites trois autres 35 électrodes de chaque élément ensemble avec l'électrode correspondante des autres éléments de la même colonne étant connectée sur un circuit de sélection des colonnes, et la troisième des dites trois autres électrodes de chaque élément ensemble avec l'électrode correspondante des autres éléments de la même rangée ou colonne 40 étant connectée sur un circuit de lecture.