Brevet FR2341204A1 — publié le 19770909

I 2341204 La présente invention se rapporte à un dispositif de commutation serai conducteur de puissance. Il est connu d'utiliser un thyristor, un thyristor de commande d'extinction et un transistor connue dispositif de commutation semi-conducteur 5 de puissance. Comme on sait, le thyristor n'a pas de fonction d'auto-extinction. D'autre part, le thyristor d'extinction est facilement détériore par l'énergie de commutation ce qui fait qu'il est difficile d'atteindre une grande capacité. En effet, il est difficile de préparer un transistor supportant une tension 10 et un courant élevés à cause de l'antagonisme de l'augmentation de la tension de rupture et de l'augmentation du facteur d'amplification de courant. Il a été proposé d'utiliser un dispositif de commutation complexe dans lequel un transistor de commande d'extinction est branché entre la base et le collecteur du transistor, de sorte que celui-ci peut être bloqué à la 15 suite de l'extinction produite par la gâchette du thyristor de commande d'extinction. Les figures 16a et I6b sont respectivement une vue en coupe et un schéma de principe du montage d'un thyristor de commande d'extinction GTO et d'un transistor TR. 20 La structure classique comprend une partie transistor TR â trois couches et une partie thyristor GTO à quatre couches, ce dernier commandant la circulation et le blocage du courant de base I du transistor. Etant donné que le blocage par la gâchette du thyristor de commande est difficile, il est nécessaire d'augmenter le facteur d'amplification de 25 courant h_„ du transistor TR et de diminuer le courant de base nécessaire I FE B afin de modérer les conditions de blocage car le courant est capable d'éteindre de GTO par la gâchette, c'est-à-dire, le courant d'extinction par unité de surface de la plaquette semi—conductrice (densité de courant) est plus petit d'un ordre de grandeur que celui du thyristor et est inférieur de plusieurs or-30 dres de grandeur à celui du transistor. En conséquence, l'aire de la plaquette semi—conductrice pour la section GTO est trop grande si on ne diminue pas le courant circulant dans celle-ci et le courant de base nécessaire I du transistor. B Pour augmenter le facteur d'amplification h du transistor TR, il rE 35 est nécessaire de diminuer l'épaisseur de la couche de base 13b de la partie TR en utilisant un semi-conducteur dopé avec la même impureté. Par contre, la couche de gâchette 13a de la partie GTO doit être relativement épaisse aux fins d'extinction et pour réaliser la structure â quatre couches. 40 Lorsque les épaisseurs sont les mêmes, la couche de gâchette 13a, de 2 2341204 la partie GTO, et la couche de gaz 13b, de la partie TR, doivent avoir des impuretés différentes. Cette contradiction entre la partie à trois couches TR et la partie à quatre couches GTO, se répercute dans les autres couches semi-conductrices 5 12, 14, 14a, 14b. En conséquence, la fabrication du dispositif semi-conducteur classique représente sur la figure 16 est compliqué. De plus, dans le dispositif classique de la figure 16, il est difficile d'augmenter la tension de rupture de la partie TR à trois couches. Pour 10 améliorer le facteur d'amplification de courant h , il est nécessaire d'augmen- r Je. ter la profondeur de diffusion de la couche de base 13b ou bien de diminuer l'épaisseur ou encore de produire de fines parties saillantes du contact de base. Ces structures provoquent une diminution de la tension de rupture et 15 de la tension de maintien du collecteur V nécessaire pour l'étape d'extinc- Liîi tion, provoquent une plus grande non-uniformité dans la couche et une augmentation du pourcentage des rebuts de fabrication. Quand on augmente la tension de rupture (V ^ N = 600) la den- CLU^SUS) sité de courant par unité de surface doit être sensiblement diminuée. En consé-20 quence, le dispositif semi-conducteur de haute tension et de forte intensité est nettement inéconomique comparativement à un simple thyristor rapide. En conséquence, de tels dispositifs semi-conducteurs à haute tension ne soit utilisés pratiquement que pour de faibles intensités (quelques ampères). La région de sécurité est étroite parce que la tension de maintien 25 du courant de collecteur est basse et parce que la couche de base est mince, ce qui se traduit par des défauts d'uniformité (pertes de collecteur élevées et tendance à des concentrations locales d'énergie de commutation). Le mode de réalisation de la figure 16 a les désavantages du transistor. 30 Comme il a été expliqué, les désavantages du mode de réalisation de la figure 16 sont basés sur le fait que la partie GTO à quatre couches n'est éteinte que par la gâchette. La partie TR à trois couches ne contribue pas sensiblement à la qualité de l'opération d'extinction, ne participant que quantitativement à l'amplification. En conséquence, quand on diminue le facteur 35 d'amplification de courant de la partie TR à trois couches, il devient difficile d'obtenir une extinction par la partie GTO à quatre couches. Dans le mode de réalisation de la figure 16, le courant de la partie TR est diminué à la suite de la diminution du courant de la partie GTO dans l'étape d'extinction de cette dernière, ce qui augmente la tension aux bornes 40 des électrodes principales 41 et 42. En conséquence, il en résulte une élévation 3 2341204 de tension qui diminue le courant. Ainsi, l'énergie de commutation appliquée à la partie GTO n'est pas améliorée, comparativement à un dispositif GTO simple ayant la même densité de courant (simple GTO pour le même courant avec la partie GTO de la figure 16) seule l'amplification étant modifiée par la partie TR. Toutefois, ceci a le grave défaut, dans un dispositif de commutation de puissance, que l'énergie d'extinction est localement concentrée dans l'opération d'extinction par la gâchette. C'est ainsi, par exemple, que quand une polarisation inverse est appliquée à la gâchette dans l'étape d'extinction, le courant transitoire d'extinction i (off) est concentré dans la partie indiquée par la flèche partant de la gâchette sur la figure 16a pendant la période de temps proche du maximum de l'énergie de commutation avant et après l'extinction, c'est-à-dire, durant la fourniture de l'énergie de commutation. Le mode de réalisation de la figure 16a aussi les défauts du thyristor d'extinction GTO classique. Comme il a été expliqué, le courant de base d'extinction est remarquablement limité, malgré que l'amplification soit améliorée par le transistor TR à cause de la fonction du thyristor GTO lui—même. En conséquence, un grand courant doit être obtenu en améliorant le facteur d'amplification de courânt du transistor TR. Un des buts de la présente invention est de remédier aux défauts des dispositifs semi-conducteurs classiques et de produire un dispositif ayant une fonction d'auto-extinction. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif semi-con— ducteur à haute tension et à forte intensité. L'invention a également pour but de réaliser un dispositif semi-conducteur dans lequel l'énergie de commutation n'est pas concentrée localement, afin de produire une région étendue dans laquelle le fonctionnement est sûr. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés par un dispositif semi—conducteur qui comprend une première, seconde, troisième et quatrième couches semi-conductrices, dans lequel la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice 13 comprend une surface découverte faisant pratiquement face à la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice et qui est amenée en contact ohnuque avec le troisième contact B et où la surface découverte de la quatrième couche semi-conductrice comprend une première partie qui fait face à la première couche semi-conductrice et qui est amenée en contact ohmique avec le troisième contact À, et une seconde partie qui fait face à la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice et qui est amenée en contact ohmique avec le second contact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de 4 2341204 la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure I et les figures 3 à 7 sont respectivement des vues schématiques de divers modes de réalisation d'un dispositif semi-conducteur 5 conforme à l'invention ; — la figure 2 est une vue schématique illustrant la partie perfectionnée du dispositif semi-conducteur de l'invention ; — la figure 8 à 11 sont des schémas de principes illustrant certaines applications du dispositif semi-conducteur de l'invention ; 10 - les figures 12 et 13 sont des schémas d'autres modes de réalisa tion de l'invention ; - la figure 14 est un schéma de principe du montage des modes de réalisation représentés sur les figures 12 et 13 ; — la figure 15 est une vue schématique et un schéma de principe d'un 15 autre mode de réalisation simplifié ; et, - les figures 16 a, b, sont respectivement une vue schématique et un schéma de principe du montage classique d'un thyristor de commande d'extinction et d'un transistor. En se référant au dessin sur toutes les figures duquel les mêmes 20 références désignent les mêmes éléments, et plus particulièrement aux figures la et lb, on voit une vue en plan et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif semi-conducteur conforme à l'invention. La partie de gauche, les contacts 22 à 24 ont été supprimés, tandis qu'ils ont été conservés dans la partie de droite. 25 Le mode de réalisation de la figure 1 est un dispositif semi-conduc- teurp-N-P-N comprenant une première couche semi—conductrice 11, une seconde couche semi-conductrice 12, une troisième couche semi-conductrice 13 et une quatrième couche semi-conductrice 14 qui sont respectivement du type P, N, P et N. 30 La première couche semi-conductrice 11 a un premier côté dont la surface découverte est mise en contact ohmique avec le premier contact 21 et qui possède à ce premier côté, la partie centrale de la plaquette semi-conductrice 1. La seconde couche semi-conductrice 12 forme la première jonction PN 35 Jj avec la première couche semi—conductrice 11 et a un premier côté dont la surface découverte est mise en contact ohmique avec le premier contact 21 (qui peut être un contact séparé du contact de la première couche semi-conductrice et qui est connecté à ce contact) . La surface découverte, de la seconde couche semi-conductrice 12 comprend la partie périphérique de la première surface de 40 la plaquette semi-conductrice 1. 2341204 La troisième couche semi-conductrice 13 forme la seconde jonction avec la seconde couche serai—conductrice 12 et a une surface découverte à la seconde face de la plaquette semi-conductrice I. La surface découverte de la troisième couche semi-conductrice 13 comporte la surface de la gâchette 13a 5 qui est amenée en contact ohnique avec le quatrième contact 24 ainsi que la surface de la base I3b qui est amenée en contact ohmique avec le troisième contact B qui fait partie du-troisième contact 23. La surface découverte de la gâchette 13a (P_) est disposée pratique-ment en face de la première couche semi-conductrice II, bien qu'une différence jq d'épaisseur, les parties se faisant face, soit admissible. Dans le node de réalisation de la figure 1, la surface de la gâchette 13a comprend la partie centrale du second côté de la gâchette semi—conductrice I et fait face à la première couche semi-conductrice II. D'autre part, la surface découverte de la base I3b de la troisième couche semi-conductrice 13 15 est pratiquement en face de la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice 12. Dans le mode de réalisation représenté, la surface de la base 13 fait face â la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice 12 et comprend la configuration s'avançant dans la surface annulaire (la seconde sur-20 face) de la plaquette semi-conductrice. La quatrième couche semi-conductrice 14 forme la troisième jonction avec la troisième couche seni-conductrice 13 et a une surface découverte sur le second côté. La surface découverte de la quatrième couche semi-conductrice a une première partie I4a qui est mise en contact ohmique avec le troisième 25 contact À de la partie 23a du troisième contact 23 (et de la seconde partie I4b) qui est mise en contact ohmique avec le second contact 22. La première partie 14a fait face à la première couche semi-conductrice II, tandis que la seconde partie I4b fait face à la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice 12. 3q La première partie 14a et la seconde partie 14b constituent respec tivement les surfaces découvertes de la cathode 14a-N, et de l'émetteur 14b-N . k e Le troisième contact A est relié électriquement au troisième contact B. Dans ce mode de réalisation, ils sont connectés par le troisième contact 23 qui est pratiquement identique et, de ce fait, la fabrication est simplifiée. 35 Sur la figure la, la moitié de gauche montre la configuration de la seconde surface qui comprend la surface pour la gâchette 13a de la troisième couche semi-conductrice 13, la surface de la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice 14, la surface de la base 13b de la troisième couche semi-conductrice 13, la surface de la seconde partie 14b de la quatrième couche 40 semi-conductrice 14 et la surface de la partie périphérique libre 13c - Pq de 2341204 la troisième couche semi-conductrice 13. Dans cette configuration, la surface 13a comprend la petite partie circulaire centrale et la surface 14a, la partie circulaire centrale plus grande, tandis que la surface 13b comporte un doigt partant de l'intérieur vers l'extérieur de la partie annulaire extérieure ; tan-5 dis que la surface 14b comprend un doigt partant de l'extérieur de la partie annulaire extérieure vers l'intérieur. Dans la configuration de la surface découverte correspondant à la première surface (non représenté), la surface de la première 11 - P , comprend la grande partie circulaire centrale et la surface de la seconde couche semi- 10 conductrice 12 - N , comprend la partie annulaire extérieure. La plaquette c semi-conductrice 1 est fixée sur un substrat 30 (en molybdène ou en tungstène ; et en cuivre ou en fer argenté pour la plus petite), afin de produire une plaquette de base. Les quatre contacts 21 à 24 sortent respectivement du dispositif 15 pour aboutir aux électrodes (ou aux bornes) extérieures 41 - CA, 42 - E, 43 -KB et 44 - G. Le dispositif semi-conducteur ayant la structure ci-dessus peut être préparé par un procédé classique de diffusion, de croissance épitaxiale ou d'alliage. Les connexions extérieures et les bornes de sortie peuvent être 20 réalisées par des procédés classiques. Le dispositif semi-conducteur ayant la structure ci-dessus est représenté en traits continus sur les figures 8 et 10. Les quatre premières couches semi-conductrices (grande partie centrale circulaire) forment un thyristor CR, tandis que la seconde, la troisième 25 et la quatrième couches semi-conductrices (partie annulaire extérieure) forment le transistor TR. L'anode et la cathode du thyristor sont branchées entre la base et le collecteur du transistor. La première particularité de ce mode de réalisation est la connexion 30 extérieure de la troisième électrode 43-KB, qui correspond à la borne de base du transistor TR et à la borne de cathode du thyristor CR. La fonction et le résultat de la présence de la troisième électrode 43 vont être décrites en regard des figures 8 à 10. En bref, l'extinction de. la partie â quatre couches peut être facilement obtenue en appliquant le courant 35 puisé voulu entre les bornes base-émetteur de la partie à trois couches. La largeur de ces impulsions correspond au temps d'extinction de la partie à quatre couches. La tension puisée nécessaire est obtenue par la chute de tension entre la base et l'émetteur. Il est facile d'appliquer une impulsion ayant une plus forte intensité quand l'énergie admissible est la même. En con-40 séquence, l'amplification de courant de la partie tranaiscor à trois couch.es, 7 2341204 peut être inférieure à 1 et l'épaisseur de la couche de hase P du transistor B à trois couches peut être plus grande que celle d'un transistor classique. Il est également possible d'augmenter l'épaisseur de la partie collector N 1'.épaisseur _ ... _ et d'augmenter/dè la. couche i ayant une résistance spécifique élevée (couche 5 v sur la figure 1). En conséquence la tension de rupture ou de claquage peut être facilement améliorée. Les thyristors classiques peuvent supporter des tensions plus élevées que les transistors ordinaires. En conséquence, on utilise les thyristors sous des tensions d'alimentation plus élevées. A cette fin, on utilise la rétroac- 10 tion positive de deux transistors (PNP et NPN) ayant un facteur d'amplification de courant inférieur à celui d'un seul transistor. En conséquence, l'épaisseur de la couche de gâchette P„ du thyristor classique est supérieure à celle de la couche de hase P du transistor classique. Jd Ainsi, la partie transistor à trois couches du dispositif de l'in-15 vention peut être réalisœde la même manière que celle du second transistor de la partie thyristor à quatre couches (la seconde, la troisième, et la quatrième couches semi-conductrices 12, 13 14). En conséquence, la couche de base P et la couche de gâchette P peuvent être formées avec la même épaisseur et -d {? la même concentration d'impuretés par le même procédé. La couche d'émetteur 20 N et la couche de cathode N peuvent être formées avec la même épaisseur et t, K. la même concentration d'impuretés par le même procédé. La couche de collecteur Nc et la couche de base N de la partie à quatre couches-peuvent aussi être J5 formées par le même procédé. Comme il a été expliqué, dans le dispositif semi-conducteur de l'in— 25 vention l'extinction de la partie à quatre couches peut être facilement obtenue en faisant sortir le contact de base 23b de la partie â trois couches vers la borne extérieure. Ceci sera décrit plus en détail par la suite. La tension de rupture de la partie à trois couches peut être facilement augmentée à celle de la partie à quatre couches. Le facteur d'amplification de courant â trois cou-30 ches peut être aisément diminué, ce qui permet d'améliorer la caractéristique de résistance secondaire de la partie à trois couches en améliorant ainsi considérablement la région de sécurité de fonctionnement ASO. En se référant à la figure 1, on va décrire une autre amélioration de la procédure de fabrication. 35 Sur la figure 1, on utilise une plaquette conductrice N ayant une faible concentration d'impuretés (type v) (ou un faible type P (type TC )) dans la région 12a de la couche semi-conductrice 12. Ainsi^ la première couche semi-conductrice de type P (ou de type N) 11 et la troisième couche semi-conductrice 13 sont formées simultanément par un procédé de diffusion ou de croissance 40 épitaxiale. Il en résulte des couches ayant la même concentration d'impuretés 2341204 et la même épaisseur. On forme ensuite simultanément, par diffusion, croissance épitnxiale ou par alliage, la quatrième couche serai-conductrice de type N (n+) ou de type "I" » • P (p ) et la région à forte concentration d'impuretés 12b de la seconde couche 5 semi-conductrice 12. Ainsi, la partie à quatre couches et la partie à trois couches peuvent être préparées par les mêmes procédés relativement simples. La suite de la fabrication est la suivante : Après la formation de la première et de la troisième couches semi-10 conductrices on diminue l'épaisseur de la première couche semi-conductrice par un rodage de la première surface (coté de la première couche semi-conductrice) afin de former la couche à forte concentration d'impuretés 12b de la seconde couche semi-conductrice et la quatrième couche semi-conductrice 14. Dans ce cas, l'épaisseur de la couche à forte concentration d'impuretés 12b peut être 15 la même ou légèrement supérieure à celle de la première couche semi—conductrice 11 (après le rodage). Il en résulte le rapport d'épaisseurs de la couche à forte concentration d'impuretés 12b (en pointillé) et de celle de la première couche semi-conductrice 11, représenté sur la figure 3a. Comme il a été expliqué, le dispositif semi-conducteur de l'inven-20 tion peut être préparé par un procédé aussi simple que celui d'un thyristor classique ayant la structure P \y - P-N ou N-P. N+ P+ Le fonctionnement et l'effet qui suivent peuvent être obtenus en disposant une couche à faible résistance 12b sur le côté de la surface découverte 25 de la seconde couche semi-conductrice 12. La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif semi-conducteur conforme à l'invention dans .l'état final qui précède immédiatement l'extinction, ce qui correspond â l'instant t_ à t. de la forme d'onde de la figure 9. 5 o Sur la vue schématique de la figure 2, le côté de la première couche 30 conductrice de la figure 1b est le côté supérieur. Pendant la phase de récupération de la partie â trois couches résultant de l'extinction de la partie à quatre couches et de l'extinction (ou de la polarité inverse) du courant de base de la partie à trois couches du dispositif semi-conducteur de l'invention, le courant transitoire de coupure ou d'extinc-35 tion iQff suit la route indiquée par la flèche en traits continus de la figure 2. A ce moment, une chute de tension se produit dans la seconde couche semi-conductrice 12, et une légère diffusion de porteurs électrisés est produite, ce qui fait que la première jonction P-N- Jj S la frontière entre la surface découverte de la première face de la première couche semi- 40 conductrice 11 et de la seconde couche semi-conductrice 12, est polarisée en 9 2341204 sens direct en provoquant un défaut d'allumage de la partie à quatre couches, c'est-à-dire un défaut d'extinction. , Par contre, la chute de tension Peut être diminuée pour éviter un raté d'allumage en fornant la couche à forte concentration d'impuretés 12b. 5 La diffusion des porteurs peut être empêchée par l'addition d'une impureté, par une diffusion d'cr, etc, ce qui permet d'éviter les ratés d'allumage. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le fonctionnement et l'effet suivant peuvent être obtenus en formant une surface découverte de la troisième couche -semi-conductrice (la surface découverte de la couche de base 10 Fj,, "t"'est-à-dire la surface de base partielle ou la surface découverte de la couche de gâchette P , c'est-à-dire la surface de gâchette partielle et la Cx précédente sur les figures 1 et 2} près de la frontière de la surface découverte comprise entre la première couche semi-conductrice II et la seconde couche semi-conductrice qui est la région limitrophe entra la partie à quatre couches 15 et la partie â trois couches (soucia ligne frontière sur la vue schématique de la figure 2). Sur là vue schématique de la figure 2, la polarisation inverse 8 v__ ■DE. (ou 6 V 0 V , ) est aopliquée entre KB-E (ou entre G-KB ou G-E dans ce dernier) ge g* ... au moment de l'achèvement de l'extinction ou bien ils sont connectés par une 20 faible impédance, ou bien au moins une partie de la surface de base de la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice et la surface de la quatrième couche semi-conductrice 14 du premier côté formant le court—circuit (le troisième contact B—23b) est connecté au troisième contact A-23a de la position en regard voisine de la ligne de démarcation. Le couranjt (indiqué par 25 les lignes en tirets) qui passe dans la quatrième couche semi—conductrice K K de la partie à quatre couches par suite de la diffusion du courant de coupure transitoire iQff de la partie à trois couches peut être évité par l'un des moyens indiqués ci-dessus. Plus précisément, l'émission de porteurs de la quatrième couche semi-conductrice de la partie à ; Le dispositif semi-conducteur de l'invention n'a pas besoin d'avoir une tension de rupture inverse, de sorte que la pente BV peut être seulement positive. En conséquence, l'angle de pente est grand et l'aire d'efficacité 35 de la plaquette semi—conductrice est élevé. La figure 3a est une vue schématique en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention. La disposition du second coté peut être la même que sur la figure la ou sur la figure 5. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la surface découverte 40 du second coté de la troisième couche semi—conductrice 13 fait face à la sur— 10 2341204 face découverte du premier côté de la première couche semi-conductrice 11 et une partie Pg - 13c de la surface découverte (la partie périphérique extérieure de la partie extérieure annulaire dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3) est amenéeen contact ohmique avec le second contact 22. Ainsi est J 5 formée la région Xj de la jonction PN; (partie de la seconde jonction • Le schéma de principe de ce dispositif semi-conducteur est représenté sur la figure 3b. On voit qu'il correspond à la connexion parallèle inverse de la diode D au transistor à trois couches. x Dans ce mode de réalisation de l'invention, la tension de rupture 10 ne peut pas se développer dans la partie à trois couches du dispositif â cause de la faible tension inverse. De plus, il est possible de réaliser ce dispositif de façon que les couches semi-conductrices ne soient orientées que dans la direction de la tension de blocage direct et du courant direct, permettant ainsi d'améliorer la tension de blocage direct et la chute de tension. Il est égale-15 ment possible d'utiliser la partie diode en appliquant un courant à celle-ci. Les figures 4a et Ab sont respectivement des vues en coupe schématique d'autres modes de réalisation de l'invention avec line pente négative. La figure 4a montre un mode de réalisation composite à trois couches-quatres couches et la figure 4b montre un exemple de réalisation composite à 20 deux couches "trois couches qui comporte la partie à deux couches X^. La figure 4b ne montre que la moitié du dispositif. La configuration du second côté du dispositif de la figure 4 peut être la même que sur la figure la ou 5a. Comme on le voit sur les figures 1 et 4a, la surface découverte 25 13c de la troisième couche semi-conductrice est formée dans la région du pourtour par le procédé de formation de la troisième couche semi-conductrice Pq (nQ dans la structure N N-P) qui est découverte sur le second côté de la région périphérique de+la plaquette, ou par le procédé de formation de la troisième couche semi-conductrice P (N est la structure N ^7^-N-P) (voir figure S S P+ 30 7) qui est découverte sur le second côté de la région périphérique de la plaquette afin de court-circuiter le second contact 22 ou le troisième contact A-23a ou par le procédé de formation de la troisième couché semi-conductrice de découverte sur le second côté de la région périphérique -de la plaquette qui est amenée au coritact du troisième contact B (non représenté) en tant que sur-35 face de base ou avec le quatrième contact en tant que surface de gâchette (voir figure 6) ce qui fait que le courant de fuite et la rupture de l'isolement près de la région périphérique de la troisième couche semi-conductrice 13 située à courte distance de la surface périphérique, peut être facilement évitée. Autrement dit, l'isolement de la région périphérique de la seconde jonction 40 et de la troisième; jonction peut être facilement amélioré. Plus précisément, 11 2341204 la rupture de l'isolant et la détérioration de celui—ci entre la seconde couche semi-conductrice et la quatrième couche semi-conductrice peuvent être évitées par la tension directe appliquée à la seconde jonction J^. La figure 5 est une vue en plan de la configuration du second coté 5 d'un autre dispositif semi-conducteur conforme à l'invention. Sur la figure 5a, la moitié de gauche de la surface découverte de la plaquette semi-conductrice n'a pas de contact, tandis que la moitié de droite comporte des contacts. La figure 5b est une vue partielle agrandie de la partie comportant le contact. 10 Dans ce mode de réalisation, la partie de la surface formant la gâchette 13a (P^) (N^) dans une structure de type N-7(j-N-P de la troisième couche serai-conductrice 13 et la première partie de surface 14a (N^) (P^ dans une structure de type N—^*Q-N-P) de la quatrième couche semi—conductrice 14 sont imbriquées l'une dans l'autre. En conséquence, le quatrième contact 24 est 15 situé sur la partie de surface de la gâchette et le troisième contact A 23a est sur la surface de la première partie et ces deux parties s'avancent l'une dans l'autre. Autrement dit, la configuration de la gâchette de la quatrième couche est formée par les doigts saillants, ce qui permet d'améliorer les caractéristiques d'extinction du dispositif semi-conducteur. Tout particulièrement, les 20 phénomènes mentionnés de la quatrième couche, peuvent être évités au moment de l'achèvement de l'extinction, de sorte que le temps de polarisation inverse tq 0 et le courant puisé de base nécessaire pour l'extinction, i et tq sur la figure 9 peuvent être diminués. Le fonctionnement est le suivant : sur le schéma de la figure 2, le 25 courant tend à passer de la première couche semi-conductrice M au troisième contact A - 23a, grâce à la diffusion des porteurs produits par lé courant -transitoire d'extinction iQff avant ou après le commencement et au cours de l'élévation de la tension directe aux bornes de CA — E) qui passe dans la partie à quatre couches représentées en traits continus et par les porteurs rési-30 duels de la partie à quatre couches. Autrement dit, le courant de récupération direct de la partie â quatre couches de la seconde jonction et une partie du courant de récupération direct de la partie à trois couches tendent â passer dans la partie à quatre couches. Dans ce cas, la polarisation inverse de gâchette 0 vge est appliquée sur G-E ou sur G-KB (ou sur G-AB dans une structure 35 du type H-7^-N-P) (voir figure 7), ce qui fait que le courant de récupération inverse de la partie à quatre couches est déchargé par le quatrième contact 24 en tant que courant i ^ et est empêché d'atteindre la quatrième couche semi— 8 conductrice 14a. Ce résultat peut être atteint par la structure imbriquée de la gâchette. 40 La structure de la partie à quatre couches qui permet d'atteindre ce 12 2341204 résultat est semblable à celle du thyristor d'extinction. Toutefois, celui-ci n'est pas positivement éteint par la gâchette et un système d'extinction auxiliaire est prévu pour prévenir la non-extinction par l'effet auxiliaire de la polarisation inverse de la gâchette au moment de l'augmentation de la tension 5 directe. La densité de courant admissible à la partie à quatre couches est remarquablement élevée comparativement à un système classique utilisant un thyristor d'extinction. Dans la structure à quatre couches conçue comme thyristor d'extinction, le courant de la partie à quatre couches qui peut être interrompu en 10 appliquant des impulsions à la base de la partie à trois couches peut être remarquablement amélioré et les dommages résultant de l'énergie de commutation et de la distribution locale de celle-ci dans la partie à quatre couches, peuvent être évités. Quand la courant de la partie à quatre couches qui peut être coupé, est appliqué, la configuration de la gâchette devient simple et les par-15 ties saillantes peuvent être grossières, de plus, le facteur d'occupation de la surface de la première partie peut être amélioré. La figure 6 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la première couche semi-conductrice 11, la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice et la partie de gâchette 13a de la troisième 20 couche semi-conductrice sont disposées à la partie annulaire extérieure (la partie de la quatrième couche étant disposée â la partie annulaire extérieure), la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice, la seconde partie 14b de la quatrième couche et. la partie de base 13b de la troisième couche semi-conductrice étant disposées à la partie circulaire intérieure ( la partie à 25 quatre couches étant disposée à la partie circulaire intérieure). La figure 6a montre la configuration de l'une des moitiés de la surface découverte du second côté où les contacts sont établis tandis que la figure 6b est une vue en coupe du dispositif, la figure 6c montrant la structure de la moitié de la surface découverte du premier côté où les contacts sont établis. La structure 30 de la figure 6a se prête à diverses variantes. Comme on le voit sur la figure 6, quand la partie de la quatrième couche est constituée par la partie annulaire extérieure on peut obtenir une grande surface même si la largeur 13a de la seconde partie 13b de la quatrième couche semi-conductrice 13 est étroite. En conséquence, il est possible 35 d'éviter un ajournement par la tension inversée de gâchette au moment de la réapplication de la tension directe juste après l'extinction, comme sur la figure 5, sans former une configuration compliquée de doigts pour la surface de la gâchette dans le cas d'un dispositif semi-conducteur ayant une capacité relativement petite. 40 II est également possible d'obtenir le même fonctionnement et les 13 2341204 ir.Qrr.es effets p.ir de petits éléments saillants, comme esquissés par les tirets FG sur la figura fia, nSnie lorsqu'il s'agit d'un dispositif semi-conducteur â forte intensité. Ainsi, le mode de réalisation de la figure 6 permet d'appliquer facilement la polarisation inverse de gâchette à la partie à quatre couches. 5 La figure 7 montre un autre uiode d'exécution de l'invention. La figure 7a est une vus en coupe d'un dispositif du typa N-P"^ ÎI-P. La figure . . P 7b est le schéma de principe de ce circuit. La configuration du second côté peut être la même que sur la figure 1 et sur la figure 5a. Il est également possible de disposer la partie à quatre 10 couches à la partie annulaire extérieure. Il est également possible de former la diode à deux couches X^-D j comme sur la figure 3. Dans le mode de réalisation de la figure 7, la concentration i des impuretés ayant le mode de conduction inverse dans la couche 12b (type7|^_sur le dessin) et la couche à forte concentration d'impuretés (type P+ sur le 15 dessin) peuvent être formées pour produire une structure de type N^^jN-P. P+ Connne le montre la figure 7, les modes de réalisation des figures I à 6 peuvent être modifiés pour produire les dispositifs semi-condueteurs ayant le mode de conduction inverse. Sur la figure 8, la partie transistor à trois couches TR est l'élément 20 d'alimentation principal, tandis que la partie thyristor à quatre couches CR sert à fournir le courant de base, et à former un élément en dérivation pour une partie du courant principal. Sur la figure 8, le réseau principal 100 comprend la source d'énergie 101 et la charge 102. 25 Quand on éteint le dispositif semi-conducteur de l'invention le cou rant de gâchette initial i gi est appliqué à la gâchette (entre G-E ou entre G-KB) de la partie à quatre couches CR, et le courant de gâchette i ou bien le S train d'impulsions de gâc'netce répété i sont produits. La forme d'onde du cou- S rant, en fonctionnement est représentée sur la figure-9b et est produite par 30 les moyens de commande de gâchette 200. D'autre part, le courant de dérivation i du courant principal est CR appliqué en tant que courant da base de la partie à trois couches produisant ainsi le courant de collecteur i et le courant i = (i„n + i™) à l'émetteur. iK L» L»iv J.K. Il est également possible que le courant de base puisé d'extinction 35 initial i ^ (figure 9a en tirets) soit fourni par les moyens de commande de base 300 à la partie à trois couches au commencement de l'extinction. Dans ce cas, la tolérance de montée di /dt du courant principal i est! augmentée. L» i Quand le courant de base initial i . décroît graduellement comme Bi l'indique la ligne en tirets de la figure 9a, la vitesse de propagation de l'aire 40 d'allumage pour la partie à quatre couchas CR peut être en harmonie, de sorte que 2341204 la chute de tension transitoire et d'extinction dans la partie à quatre couches peut être diminuée. Il est également possible d'appliquer le courant de base normal Ig (représenté en traits mixtes sur la figure 9a) par ]es moyens de commande 5 de base 300 pendant l'état normal. Dans ce cas, ceci a pour effet de diminuer la chute de tension de collecteur quand un courant de charge relativement petit est délivre, de sorte qu'un courant compensant le manque de courant de base pendant la circulation d'un grand courant de charge, est fourni par la partie à quatre couches CR. Il est possible de fournir automatiquement le courant de 10 transformation du courant principal i au moyen d'un transformateur de courant, L servant de source aux moyens de commande de base 300 fournissant le courant de base I dans l'état normal. b Quand on éteint le dispositif semi-conducteur de l'invention, l'impulsion de base d'extinction I peut être appliquée en sens direct par des S 15 moyens de commande de base 300, Ceci est représenté par l'impulsion en traits gras 1^ sur la figure 9a. L'impulsion de base d'extinction augmente la chute de tension V entre la base et l'émetteur (KB-E) de la partie à trois couches, JNXi tandis que la chute de tension V entre le collecteur et l'émetteur (CA-E) CE de la partie à trois couches est diminuée. Autrement dit, il se produit une 20 récupération inverse de la partie à quatre couches CR par la tension inverse dans la situation V_ ^ V„_. CE KE Même lorsque l'impulsion de courant I est relativement petite dans > . ? . la situation V = V , le trajet du courant principal i est maintenu par UJj Kb L la partie â trois couches. Quand la partie à quatre couches a la structui-e du 25 thyristor d'extinction (figure 5), il est facile de l'éteindre par une polarisation inverse de gâchette^i^, sur les figures 9 b, c . Autrement dit, l'impulsion d'extinction de la partie à quatre couches CR est produite de façon à inhiber l'élévation de la tension directe dans la partie â trois couches TR. De ce fait, l'extinction est aisée. 30 L'impulsion de base I pour 1'extinction, peut n'etre' appliquée nue B A pendant la période d'extinction tq. Pour abréger le temps d'extinction de la partie à quatre couches, la durée de vie des couches semi-conductrices, (en particulier de la seconde et de la troisième couches) peut être abrégée par une diffusion d'or. De plus, 35 le temps d'extinction tq peut être sensiblement raccourci par une application auxiliaire de la polarisation inverse de gâchette. En conséquence, le temps d'extinction tq peut être raccourci entre trois microsecondes et plusieurs dizaines de microsecondes. En conséquence, quand l'allumage et l'extinction correspondent 40 â une période suffisamment plus; longue que le temps d'extinction tq (dans des 15 2341204 1 conditions normales), l'impulsion de puissance P correspondaat-à l'impulsion de B courant I peut être exprimée par les équations suivantes ; p impul3ioii= v '.I„ impulsion, tq B Bfc. B — , V il O sr hFE t 5 dans laquelle V est la chute de tension base-émetteur par l'impulsion I , BK B T est la période arrêt-marche, h^g est le facteur d'amplification de courant de la partie à trois couches TR ; 10 I est le courant de charge devant être coupé. L'énergie de l'impulsion de commutation nécessaire pour l'extinction par une polarisation inverse d'anode dans un thyristor classique est donnée par l'équation suivante : tq (2) 15 20 p=> K.I- T dans laquelle E est la tension directe du thyristor à éteindre. L'équation suivante correspond au rapport de (1) sur (2) Pg impulsion VBE 1 - (3) P Eh c FE Même si 1 l'énergie de l'impulsion peut être dans le rapport V /E - 1/ plusieurs dizaines à plusieurs centaines dans le dispositif semiconducteur de l'invention. 25 Dans le moyen de commande de base 300 on applique la tension de sor tie de l'enroulement secondaire N^, aux bornes du circuit base-émetteur au moyen du transformateur d'impulsions (transformateur de courant d'impulsions), et on relie la source d'impulsions â l'enroulement primaire , le rapport d'enroulement étant de l'ordre de 30 N V 2 ^ BE , le courant d'impulsions nécessaire pour la source de courant pou-Nj ' E vant n'être que quelques dizièmes à quelques centièmes du courant principal devant être coupé. Il ressort clairement de cet exemple, que les moyens de commande de base 300 nécessaires pour éteindre le dispositif semi-conducteur de ltinvention, peuvent etre remarquablement simples, comparativement au thyristor classique. Par contre, quand on utilise un transistor à trois couches seulement, il est difficile de fournir en continu le courant dfe base de celui—ci lorsque le facteur d'amplification de courant # 1 pendant la période de marche, et 40 que les pertes de la base sont élevées. 16 2341204 En conséquence, dans le mode de réalisation du dispositif semi-conducteur de la figure 8, le courant de base est fourni automatiquement aux normes de la partie à quatre couches CR, et un courant de charge partielle i est prévu pour compléter effectivement le courant principal. En conséquence, il est aisé d'obtenir une tension de rupture élevée de l'ordre de 1200 à 2500 volts. Il ressort clairement de la description précédente que le dispositif semi-conducteur de l'invention peut pratiquement être utilisé sans incident, même lorsque le facteur d'amplification de courant de la partie à trois couches TR est extrêmement faible. La figure 9c montre la forme d'onde de tension de grille Vg correspondant au courant i^oo ^eS moyens comman La figure 9d montre la forme du courant de charge i^, du courant i^R de la partie à quatre couches et du courant i de la partie à trois couches. TK Ces courbes sont obtenues en appliquant le courant initial d'allumage de base i . comme l'indique la ligne en tirets de la figure 9a, au stade ini-Bï tial de l'allumage. Dans ce cas, le courant i de la partie à trois couches TR augmente, puis le courant de la partie à quatre couches augmente. L'allumage peut être accéléré en appliquant une polarisation de base O inverse i à la période d'achèvement de l'allumage de la partie à trois couches B TR. Quand le courant de charge i* augmente aux environs du courant de 11 pointe pendant la période de marche normale, le facteur d'amplification de courant de la partie à trois couches TR décroît. Toutefois, conformément à l'invention, le courant de la partie à quatre couches CR peut être augmenté, de sorte que la durée de l'excès de courant est élevée. C'est ainsi, par exemple, que la condition i_^ i™ est admissible. Cette condition est repré- CR TR sentée par la partie convexe de la courbe comprise entre les périodes t^ et t^ sur la figure 9d. Dans le mode de réalisation de la figure 8, la première électrode 41 et la seconde électrode 42 sont des électrodes principales, la troisième électrode 43 et la quatrième électrode 44 étant les électrodes de commande. La figure 10 représente le schéma d'un autre mode de réalisation du dispositif semi-conducteur de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la première électrode 41 et la troisième^ électrode 43 (en particulier le grand conducteur sortant du côté du contact 3A de la première partie 14a, de la quatrième couche semi-conductrice 14) sont les électrodes principales. La partie à quatre couches CR est la principale partie conductrice. 17 2341204 Le dispositif serai-conducteur de la figure 10a comporte des moyens de commande de base où le second enroulement du transformateur d'impulsions 302 est branché entre la troisième électrode 43 et la seconde électrode 42, tandis que l'enroulement primaire est relié â la source d'impulsions 301. 5 La première électrode 41 et la troisième électrode 43 sont montées en série dans le circuit du courant principal de charge i , La figure 10b montre l'allure du courant principal i du courant de la la partie à quatre couches i„_, du courant de la troisième électrode i et du CK KB courant de la quatrième électrode i^(pratiquement proportionnel au courant i^j 10 de l'enroulement primaire du transformateur 302) dans le mode de réalisation de la figure 10a. Le courant de la partie à trois couches i et le courant i TR E sont indiqués par des lignes en tirets. Dans ce mode de réalisation, le courant de gâchette est fourni à la partie â quatre couches CR afin d'alimenter celle-ci avec le courant principal. 15 Quand le dispositif est éteint ou arrêté, le courant i de la seconde E électrode est appliqué par les moyens de cotanande de base 300, c'est-àrdire que le potentiel de la seconde électrode 42 est changé pour celui de la troisième électrode 43 afin d'appliquer une polarisation directe à la .partrie à trois couches TR. Autrement dit, le courant de base i est appliqué et le courant princi-; B * 20 pal i est commuté vers la partie à trois couches TR. C'est ainsi, par exemple, que le potentiel de l'émetteur est inférieur à celui entre la base et la cathode KB d'une différence V , tandis que le potentiel de la cathode K est plus K-U Cl élevé que celui de l'émetteur E de la différence V T,. En conséquence, le po- KB—& tentiel CA entre le collecteur et l'anode est diminué, en fonction de l'abais-25 semant du potentiel de l'émetteur E. La partie à.quatre couches CR est ainsi éteinte par la polarisation inverse (ou par une basse tension et un faible courant) . II est possible d'accélérer l'extinction de la partie à quatre couches en appliquant une polarisation inverse de gâchette à travers la diode D à la . ^ 30 partie CR en connectant le troisième enroulement du transformateur du courant. Quand la tension ou le courant appliqué par les moyens de commande de base 300 est abaissé ou quand une tension d'impulsions de polarité inverse t e st appliquée après l'instant tq, la partie à trois couches s'éteint pour compléter l'extinction du dispositif semi—conducteur de l'invention. Quand la ten-35 sion de polarisation de gâchette inverse est appliquée à la partie â quatre couches pendant la période d'achèvement t^g de l'extinction, le temps tq nécessaire pour l'extinction peut être abrégé, même dans ce mode de réalisation. Il est clair que le mode de réalisation de la figure 10 peut être . . N-p utilisé pour un dispositif du type 40 r Dans le mode de réalisation de la figure 10, le courant de l'impulsion i >- fc if" * p - ' i 18 2341204 de commande pour l'extinction a le défaut; d'être élevé mais la chute et la . perte de tension peuvent être plus petites que dans le mode de réalisation de la figure 8 parce au ' à l'état normal la chute de tension n'est que celle se produisant dans la partie à quatre couches, - 5 Les figures 11 a,b, sont des schémas de montage d'autres modes de réalisation dans lesquels la quatrième électrode 44 (gâchette G) est connectée ^ t à la seconde électrode 42 (émetteur E) et où les moyens de commande 400 sont branchés entre le second contact ,42 et la troisième électrode 43 (électrode de base KB). 10 La figure lia montre la. connexion pour appliquer le courant princi pal i entre la première électrode 41 et la seconde électrode 42 (â la partie i-i à trois couches TR). La figure 11b montre ta connexion pour appliquer'^ courant principal i^ entre la première électrode 41 et la troisième électrode 43 (la partie 15 à quatre couches CR). Sur la figure lia, quand on applique la tension de commande avec la polarité positive indiquée par la flèche dans le cas de l'allumage par les moyens de commande 400, le courant d'allumage i est appliqué à travers 400-42-44-CR-43-400 à la grille de la partie à quatre couches CR, pour l'allu-20 mer. La circulation du courant, après l'allumage, est la même que dans le mode de réalisation de la figure 8. Quand la tension de commande est appliquée, avec une polarité négative, par les moyens de commande 400, le courant d'impulsions direct i ^ 25 est appliqué par le circuit 400-43-TR-42-400 â la base de la partie â trois couches TR afin d'éteindre la partie à quatre couches CR. L'opération d'extinction est semblable à celle du mode de réalisation de la figure 8. En effet, la tension de polarisation inverse de gâchette est appliquée par le circuit 400-43-CR-44-42-400 à la partie à quatre couches CR par 30 le courant d'impulsions i 0££> ce qui fait que l'extinction de la partie à quatre couches CR est favorisée par le courant i Dans le. mode de réalisation de la figure 11b, l'opération d'allumage est semblable à celle de la figure lia. C'est ainsi'que l'opération d'extinction est semblable à celle du mode de réalisation de là figure 10 pendant la 35 période de marche. Plus précisément, le potentiel de la borne 42 diminue pendant l'opération d'extinction afin d'appliquer le courant de base à la partie TR et pour fournir le courant principal i à TR. Dans ce cas, la polarisation inverse de gâchettfe est appliquée par le circuit 400-43-CR-44-42-400 à CR. 40 Il est clair que le mode de réalisation de la figure 11 peut être N-P utilisé pour iin dispositif du type ^J^N-P (figure. ~k etc.) 19 ' 2341204 1 Dans le mode de réalisation de la figure II, les moyens de commande peuvent être deux et peuvent être simplifiés en une commande à deux bornes. Le mode de réalisation de la figure.11 montre la possibilité de diminuer le nombre des électrodes extérieures nécessaires dans le dispositif semi-5 conducteur de l'invention. Les figures 12 à 15 montrent des modes de réalisation du dispositif de l'invention dans lequel le nombre des électrodes de sortie est réduit. Les* structures des couches semi-conductrices de la plaquette 1 des figures 12 et 13 sont les mêmes que dans les figures I à 7. 10 Dans le mode de réalisation de la figure 12, la partie gâchette 130 de la troisième couche semi-conductrice 14 est découverte dans la région entourée (ou tenue) par la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice 14 et le quatrième contact 24 est amené en contact ohmique avec la surface découverte pour la connecter au second contact 22. 15 La connexion peut être réalisée en utilisant le même contact sur le second côté fie la plaquette ou bien au moyen d'un cavalier". La configuration des contacts du mode de réalisation précédent est représentée sur la figure I2b comme la partie de gauche montre la surface découverte sans les contacts et la partie de droite montre la disposition des contacts. 20 Sur la figure I1b tf désigne un contact pour connecter le quatrième contact 24 au second contact 22, l'élément ¥ étant mis au contact de la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice 13. Autrement dit, la surface découverte de la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice 14 est interrompue près de la ligne W. 25 La partie de base 13b de la troisième couche semi-conductrice 13 est découverte dans la zone tenue (ou entourée) par la première partie 14a, la seconde partie 14b de la quatrième couche semi-conductrice 14 et la surface découverte étant mises en contact ohmique avec le troisième contact B-23b. D'autre part, le troisième contact A-23a, mis en contact ohmique avec la première 30 partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice 14 est connecté au contact 3B-23b pour former le troisième contact commun 23. La seconde partie 14b de la quatrième couche semi-conductrice 14 est mise en contact ohmique avec le second contact 22. Le: premier contact est semblable à ceux des figures I a 7. C'est 35 ainsi que le premier contact 21, le second contact 22 et le troisième contact 23 sortent respectivement par la première électrode 41, la seconde électrode 42 et la troisième électrode 43 du boîtier du dispositif semi—conducteur. Dans le mode de réalisation de la figuré 14, la partie de gâchette 13a de la troisième couche semi-conductrice 13 est découverte dans la région 40 tenue ou entourée par la première, partie 14a et la seconde partie 14b de la 20 2341204 quatrième couche semi-conductrice et est mise en contact ohmique avec le quatrième contact 24 tandis que le second contact 22 est mis en contact ohmique avec la surface découverte de la seconde partie 14b de la quatrième couche semi-conductrice 14. 5 Le quatrième contact 24 et le second contact 22 adjacent, sont connectés par le contact commun 24, 22, et ce contact commun sort du dispositif par 1a. seconde électrode 42. D'autre part, la partie de base 13b de la troisième couche semi-conductrice 13 est découverte à la surface qui est adjacente à la surface dé-10 couverte de la seconde partie 14b de la quatrième couche semi-conductrice 14 et est aussi adjacente à la surface découverte de la partie de gâchette 13a, du côté opposé,. La partie de base 13b est amenée en contact ohmique avec le troisième contact B-23h. Le troisième contact B-23b est connecté au troisième contact A-23a 15 qui est amené en contact ohmique avec la surface découverte de la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice 14 et qui sort du dispositif par la troisième électrode 43. La connexion peut être réalisée par la configuration de contact elle-même ou par un cavalier prévu dans la seconde configuration. 20 La figure 13b montre les connexions établies par la configuration qui, dans le mode de réalisation ayant une configuration découverte comporte une partie de gâchette 13a et une première partie 14a qui sont imbriquées l'une dans l'autre. Le montage des modes de réalisation des figures 2 et 3 peut être 25 représenté par les schémas des figures 14a ou b. Le mode de réalisation de la figure 14a a une structure du type P-N~^ ^P-N, tandis que le mode de réalisation de la figure 14b a une structure N-P du type p ^>N-P. La figure 15a est une vue schématique en coupe d'un autre mode 30 de réalisation dans lequel la première partie 14a et la seconde partie 14b de la quatrième couche semi-conductrice sont connectées (comme représenté en traits continus) ou sont séparés par la partie découverte 13c de la troisième couche semi-conductrice 13 (comme l'indique la ligne discontinue). La partie de base 13b de la troisième couche semi-conductrice a une 35 surface découverte et est amenée en contact ohmique avec le troisième contact B-23b et sort par la troisième électrode 43 conjointement avec le contact 3A-23a qui est au contact de la surface découverte de la première partie 14a de la quatrième couche semi-conductrice. La partie de gâchette 13a de la troisième couche semi-conductrice 13 ne sort pas. 40 La tension de rupture de la troisième jonction entre 13b et 14b 21 2341204 est de préférence basse. Autrement dit, la concentration des impuretés est de prefSr.-r.ee élevée et la quatrième couche semi-conductrice 14 est, de préférence, produite; par un procédé de croissance épitaxiale. La seconde partie I4b de la quatrième couche serai-conductrice sort par la second contact 22 vers la seconde borne 42. 5 Coinma il a été indiqué, las schémas de principe des dispositifs semi conducteurs peuvent Stre seuls représentés sur les figures I5b, c. La figure P—N 15b montre une structure du typa "p^P—N tandis que la figura 15c montre N-P L' une structure du-type ^"N-P. Sur les figures 15 b, c, les références R^_e et R désignent la résistance au carré entre le troisième contact A—23a de la qua-ae 10 trïëœe couche semi-conductrice 14 et le second contact 22._Catte résistance au carré peut être augmentée par la formation de la troisième couche seraiconductrice libre 13c. La référence R , désigne la résistance au carré entre la première o partie 13a et la seconde partie 13b de la troisième couche semi-conductrice. 15 Dans le dispositif semi-conducteur, la tension de connnande est appliquée en sens inverse entre la seconde borne 42 et la troisième borne 43, c'est-à-dire, entre la base et l'émetteur de la partie à trois couches TR (entre I3b - 14b), la partie à quatre couches CR étant déclenchée à travers la résistance carrée R. (entre 13b - 13a) par l'effondrement de celle-ci, ce qui S 20 fait que la partie à quatre couches est déclenchée. En conséquence, l'effet est pratiquement le même que dans les modes de réalisation représentés sur les figures 12 et 13. Comme il a été expliqué, les dispositifs semi-conducteurs de l'invention représentés sur les figures 12 à 15 peuvent être utilisés dans les 25 mêmes montages que ceux des figures lia et b. La partie à quatre couches peut être facilement éteinte par la commutation de la partie à trois couches TR comme dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 7 et peuvent être pratiquement utilisées même si le facteur d'amplification de courant de la partie à trois couches TR est bas. En conséquence, un dispositif semi-conduc-30 teur à haute tension et de grande puissance peut être facilement obtenu et la région de fonctionnement sans danger peut être aisément améliorée de façon considérable. De plus, la partie à trois couches peut être aisément formée par les épaisseurs des couches semi-conductrices ou par la distribution de la c oncentration de l'impureté. 35 Dans les mode de réalisation ci-dessus, le troisième contact A et le troisième contaet B sortent sous la forme d'une borne. Il est également possible de les faire sortir séparément. Comme il a été expliqué en détail, des opération d'extinction, dans des conditions différentes, peuvent être réalisées en faisant sortir la couche 40 de base 13b de la partie à trois couches. 22 2341204 Les dispositifs semi-conducteurs de l'invention urit une partie à trois couches TR et une partie â quatre couches CR. La conductivitë de la partie à trois couches est maintenue pendant la période transitoire d'extinction de la partie à quatre couches en faisant sortir la couche de base 13b de la partie à trois couches vers la borne extérieure. 23 2341204 REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur de commutation, qui comprend une partie transistor à trois couches et une partie thyristor à quatre couches qui est connectée entre la base et le collecteur de ladite partie transistor à trois 5 couches, caractérisé en ce que la base de ladite partie transistor sort à une électrode extérieure. 2. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une première couche semi-conductrice (II) ayant un premier mode de conduction qui comporte une surface découverte â un premier 10 côté pour venir au contact du premier contact (21) ; une seconde couche semi- conductrice (12) ayant un second mode de conduction qui forme la première jonction (PN Jj) avec la première couche semi—conductrice (II) et qui a une surface découverte au premier côté pour venir en contact avec le premier contact (21) ; une troisième couche semi-conductrice (13) ayant le premier mode de conduction 15 qui forme une seconde jonction (PN J9) .vec la couche semi-conductrice (12) et qui a une surface découverte du premier côté ; et, une quatrième couche semi-' conductrice (14) qui forme une troisième jonction (PN J^) avec la troisième couche semi-conductrice (13) et qui a une surface découverte sur le second côté ; dans lequel la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice (13) 20 comprend la surface découverte faisant face à celle de la seconde couche semi-conductrice (12)et qui estamenëe en contact ohmique avec le troisième contact (B-23b), la surface découverte de la quatrième couche semi—conductrice (14) comprenant une première partie (I4a) qui fait face â la première couche semi—conductrice (11) et qui est amenée en contact ohmique avec le troisième contact (A-23a), 25 et une seconde partie (14b) qui fait face à la surface découverte de la seconde couche semi—conductrice (12) et qui est amenée en contact ohmique avec le second contact (22) ; et le premier contact (21), le second contact (22), et le troisième contact (B-23b) étant sortis â l'exterieur du dispositif. 3. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que le troisième contact (A-23a) et le troisième contact (B-23b) sortent par une borne conique (43). 4. Dispositif semi-conducteur de commutation,caractérisé en qu'il comprend une première couche semi-conductrice (11) d'un premier mode de conduction qui a une surface découverte sur un premier côté pour venir au contact d'un 35 premier contact (21) ; une seconde couche semi-conductrice (12) d'un second mode de conduction qui forme la première jonction (PN J^) avec la première couche serai—conductrice (11) et qui a une surface découverte du premier côté pour venir au contact du premier contact (21) ; une troisième couche semi-conductrice (13) du premier mode de conduction qui forme une seconde jonction (PN 3^) avec la 40 seconde couche semi-conductrice (12) et qui a une surface découverte du second 24 2341204 coté ; et, une quatrième couche semi-conductrice.(14) qui forme une troisième jonction (PN J^) avec la troisième couche semi-conductrice (13) et qui a une surface découverte du second côté, dans lequel la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice (13) comprend une surface pour une gâchette (13a) 5 qui fait pratiquement face à la première couche semi—conductrice et qui vient au contact du quatrième contact (24), et une surface pour la base (13b) qui fait face à la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice (12) et qui est au contact du troisième contact (B-23b), la surface découverte de la quatrième couche semi-conductrice (14), incluant la première partie (14a) qui fait 10 face à la première couche semi-conductrice (11) et qui est au contact du troisième contact (A-23a), et la seconde partie (14b) qui fait face à la surface découverte du second semi-conducteur et qui est au contact du second contact (22), le premier contact (21) et le second contact (22) sortant respectivement du dispositif par une première électrode (41) et une seconde électrode (42), tandis 15 que le troisième contact (A) et le troisième contact (B) sortent par une troisième électrode (43) et par le quatrième contact (24) qui est connecté au second contact (22) ou à la seconde électrode $2# ou qui sort par la quatrième électrode (44). 5. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la concentration d'impuretés de la seconde couche semi- 20 conductrice (12) du coté découvert est plus grande que celle de la couche semi-conductrice du côté de la seconde jonction C^) • 6. Dispositif semi-conducteur ue commutation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le quatrième contact (24) et le second contact (22) sont connectés l'un à l'autre. 25 7. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de la gâchette (13a) de la troisième couche semi-conductrice (13) et la surface de la première partie (14a) de la quatrième couche semi-conductrice (14) ont des configurations planes imbriquées. 8. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que la surface découverte de la troisième couche semi-conductrice (13) a une surface pour une partie â conduction inverse (Xj) qui fait face à la surface découverte de la seconde couche semi-conductrice et qui est au contact du second contact (22). 9. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 8, 35 caractérisé en ce que la surface de la partie à conduction inverse comporte une séparation pour faire face à la surface découverte de la première couche semi-conductrice (11). 10. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première, la seconde, la troisième et la quatrième 40 couches semi-conductrices ont respectivement une structure P—i-P-N. 25 2341204 10 11. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, caractérise en ce que la première, la seconde, la troisième et la quatrième couches semi-conductrices ont une structure N-i-N-P. 12. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première couche semi-conductrice est disposée dans la partie centrale du premier côté de la première surface tandis que la partie formant gâchette de la troisième couche semi-conductrice est disposée dans la partie centrale du second côté. 13. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première couche semi-conductrice a une configuration annulaire près de la région périphérique du premier côté, tandis que la surface de la gâchette (13a) de la troisième couche semi-conductrice et la surface de la première partie (14a) de la quatrième couche semi-conductrice- ont des configurations annulaires mutuellement au contact à la région périphérique du second côté. *^ 14. Dispositif semi-conducteur de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le troisième contact (A—23a) et le troisième contact (B-23b) sont connectés par la configuration de métallisation. 15. Dispositif semi-conducteur de commutation, caractérisé en ce qu'il comprend : 20 — UI1 thyristor connecté dans un circuit principal comprenant une source de courant et une charge ; — un transistor dont le collecteur ut l'émetteur sont connectés en parallèle sur les électrodesprincipales du thyristor ; et — des moyens de génération d'impulsions connectés en série dans, une voie 25 électrique reliant le collecteur et l'émetteur du transistor. 16- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant la polarisation inverse de la gâchette du thyristor. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le collecteur du transistor et l'électrode de courant principale du côté exempt de 30 gâchette du thyristor sont connectés sur un potentiel commun. 18. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le thyristor et le transistor sont logés dans un boîtier commun. 19. Dispositif semi-conductcur de commutation, caractérisé en ce qu'il comprend : — un thyristor possédant deux électrodes de courant principales qui sont connectées dans un circuit principal comprenant une source de courant continu et une charge ; — un transistor possédant un collecteur et une base qui sont connectés respectivement aux deux électrodes de courant principales du thyristor ; et — des moyens de génération d'impulsions connectés entre la base et 1' émetteur 40 26 2341204 du transistor. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant la polarisation inverse de la gâchette du thyristor. 5 21. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élec trode gâchette du thyristor est connectée à l'émetteur du transistor. 22. Dispositif selon la revendication 15 ou 19, caractérisé en ce que le transistor est de type PNP et le thyristor est un thyristor à gâchette N. 23. Dispositif selon la revendication 15 ou 19, caractérisé en ce que 10 le transistor et le thyristor sont réalisés sur une même tranche semi-conductrice.