TRIAC AND PROCESS FOR ITS OPERATION

Abstract: 1. A triac having a multi-layer semiconductor body arranged between two electrodes (E11, E12, E13, E14; E2), wherein a first layer forms the p-base layer (1a) of a first thyristor and the p-emitter (1b) of a second thyristor, a second layer (2) forms the n-base layers (2a, 2b) of the two thyristors, and a third layer (3) forms the p-emitter (3a) of the first thyristor and the p-base layer (3b) of the second thyristor, wherein the n-emitter (4) of the first thyristor is inset in the first layer and the n-emitter (5) of the second thyristor is inset in the third layer (3) and are connected to the respective electrodes (E11, E12, E13, E14; E2), wherein gate-controlled MIS-structure (M1, M3) which contain controllable emitter short-circuit paths are arranged at the n-emitter (4) of the first thyristor and the p-emitter (1b) of the second thyristor in the boundary zone between the two thyristors, wherein the controllable emitter short-circuit paths each comprise a first semiconductor zone of a first conductivity type which is connected to the electrode (E12, E13) which contacts the associated emitter (4, 1b), a second semiconductor zone (10, 21) of the first conductivity type which is connected to the base layer (1a, 2b) which adjoins the associated emitter, and a semiconductor region (11, 22) of a second conductivity type which is arranged between these zones and which is covered by a gate electrode (13, 24) which is electrically insulated with respect to the semiconductor body, and wherein the first semiconductor zone consists of an edge zone of the n(p)-emitter (4, 1b), the second semiconductor zone consists of a n(p)-conducting short-circuit zone (10, 21) which is inset in the adjacent p(n)-base layer (1a, 2b) and is connected through a conductive coating (14, 25) to the p(n)-base layer (1a, 2b), and the semiconductor region which is covered by the gate electrode (13, 24) consists of a subsidiary region (11, 22) of the p(n)-base layer (1a, 2b).

Description: Triac und Verfahren zu seinem Betrieb Die Erfindung bezieht sich auf ein Triac nach dem Haupt patent DBP .. .. ... (P 29 45 380.3) sowie auf Verfahren zu seinem Betrieb, Beim Triac nach dem Hauptpatent weisen der n-Emitter des ersten Thyristors und der p-Emitter des zweiten Thyristors gategesteuerte MIS-Strukturen auf, die im Grenzbereich bei der Thyristoren angeordnet sind und steuerbare Emitter Kurzschlusspfade enthalten. Die MiS-Strukturen werden so an gesteuert, dass die Emitter-Kurzschlusspfade jedes Thyristors im blockierten Zustand desselben bzw. vor seiner Zündung als Stabilisierungskurzschlüsse wirken. Dabei verhindern sie unbeabsichtigte Zündvorgänge, die beispielsweise beim Ansteigen von Blockierspannungen auf höhere Werte oder bei einem schnellen Anstieg dieser Blockierspannungen auftreten. können. Während jedes Zündvorganges sind die Emitter-Kurz schlusspfade des von diesem Vorgang jeweils betroffenen ¯ Thyristors abgeschaltet, um seine Zündempfindlichkeit wesentlich zu erhöhen. Da die Emitter-Kurzschlusspfade bei den Nulldurchgängen einer dem Triac zugeführten Wechsel spannung jeweils wirksam geschaltet sind, kann das Triac auch bei hohen Kommutierungs-dU/dt-Werten, d. h. bei grossen Anderungsgeschwindigkeiten der Wechselspannung im Bereich ihrer Nulldurchgänge, betrieben werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und leicht herzustellende Ausführungsform eines Triac nach dem Hauptpatent anzugeben. Das wird durch eine Ausbildung desselben nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht. Der hiermit erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, dass die Herstellung der für die steuerbaren Emitter Kurzschlusspfade erforderlichen Halbleitergebiete im Rahmen derjenigen Dotierungsschritte erfolgt, die bereits zur Herstellung der einzelnen Halbleitergebiete bzw. -schichten des Triac benötigt werden, so dass der Mehraufwand für die steuerbaren Emitter-Kurzschlusspfade sehr klein gehalten werden kann. Aus der US-PS 3 243 669, vgl. lnsb. Fig. 9, und dem DBP 26 25 917 sind Thyristoren mit steuerbaren Emitter Kurzschlusspfaden bekannt, die lediglich zum Zwecke eines schnellen Löschens der Thyristoren wirksam geschaltet werden. Aus dem DBP 26 25 917 ist auch ein Triac bekannt, das mit steuerbaren Emitter-Kurzschlusspfaden ausgestattet ist, die beim Auftreten von Blockierspannungen an einem der beiden Thyristoren des Triac jeweils für diesen wirksam geschaltet werden, um seine Zündung zu verhindern, was zur Folge'hat, dass der Zündvorgang unter Anwendung einer die Zündleistung liefernden Lichtquelle bei einem Nulldurchgang der dem Triac zugeführten Wechselspannung erfolgt. Zu den hieraus bekannten, steuerbaren Emitter Kurzschlusspfaden gehören jeweils ein erstes Halbleitergebiet eines ersten Leitungstyps, das aus einem Randbereich des n(p)-Emitters eines Thyristors besteht, ferner ein zweites Halbleitergebiet desselben Leitungstyps, das im Abstand vom n(p)-Emitter in die an diesen angrenzende Basisschicht eingefügt ist, und der zwischen diesen Halbleitergebieten liegende, einen zweiten Leitungstyp auf weisende Teilbereich der Basisschicht, der von einem isolierten Gate überdeckt ist. Ein Triac mit steuerbaren Emitter-Kurzschlusspfaden, die vor dem Zünden jedes der beiden Thyristoren des Triac jeweils wirksam geschaltet sind, um diesen zu stabilisieren, während sie bei der im Verlauf einer Halbwelle der dem Triac zugeführten Wechselspannung erfolgenden Zündung jedes der'beiden Thyristoren, soweit sie diesem zugeordnet sind, jeweils abgeschaltet sind, lässt sich hieraus jedoch nicht ent nehmen. Die Ansprüche 2 bis 6 betreffen Weiterbildungen des Triacs nach der Erfindung, während die Ansprüche 7 und 8 auf Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemässen Thyristors gerichtet sind. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. ? Spannungs-ZeIt-Diagramme zur Erläuterung von Fig.1, Fig. 3 eine erste Teilschaltung von Fig. 1, Fig. 4 eine zweite Teilschaltung von Fig. 1 und fig. 5 eine dritte Teilschaltung von Fig. 1. In Fig. 1 ist ein Triac mit einem Körper aus dotiertem Halbleitermaterial, z. B. Silizium, dargestellt, der mehrere aufeinanderfolgende Schichten abwechselnder Leitungstypen aufweist. Eine erste p-leitende Schicht bildet sowohl die p-Basisschicht 1a eines die linke Hälfte von Fig.1 einnehmenden ersten Thyristors als auch einen zweiteiligen p-Emitter lb eines zweiten, in der rechten Hälfte von Fig. 1 dargestellten Thyristors. Eine an la und lb angrenzende, n-leitende Schicht 2 bildet die n-Basisschichten 2a und 2b beiden Thyristoren, während eine unterhalb von 2 angeordnete p-leitende Schicht 3 den p-Emitter 3a des linken und die p-Basisschicht 3b des rechten Thyristors umfasst. In die Basisschicht ia ist ein zweiteiliger n-Emitter 4 des ersten Thyristors eingefugt, während in die Basisschicht 3b der n-Emitter 5 des zweiten Thyristors eingefügt ist. Die beiden Teile des n-Emitters 4 sind mit Teilen Ell und E12 einer ersten Elektrode aus elektrisch leitendem Material, z. B. Aluminium, verbunden, die an einen gemeinsamen Anschluss L1 geführt sind. Die beiden Teile 1b des p-Emitters des rechten Thyristors sind mit weiteren Teilen E13 und E14 der ersten Elektrode verbunden, die ebenfalls an L1 angeschlossen sind. Der p-Emitter 3a und der n-Emitter 5 sind in der Grenzfläche 7 des Halbleiterkörpers mit einer zweiten Elektrode E2 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Aluminium, belegt, die einen Anschluss L2 aufweist. Der Halbleiterkörper des Triac nach Fig. 1 weist die Form einer flachen, z. B. runden Scheibe auf, während die p Basisschicht 1a des linken und der n-Emitter 5 des rechten Thyristors jeweils etwa die halbe Querschnittsfläche des Halbleiterkörpers einnehmen. Ihre vertikalen Begrenzungsflächen 8 und 9 verlaufen dabei im wesentlichen senkrecht zur Bildebene von Fig. 1. Die Teile 4 des n-Emitters des linken-Thyristors und die Teile 1b des p-Emitters des rechten Thyristors stellen jeweils streifenförmige, langgestreckte Halbleitergebiete dar, die im wesentlichen senkrecht zur Bildebene von Fig. 1 über die ganze Grenzfläche 6 des Halbleiterkörpers verlaufen. Am rechten Rand des rechten n-Emitterteils 4 ist ein nleitendes Kurzschlussgebiet 10 in die?-Basissc.hicht 1a eingefügt, das sich bis zur Grenzfläche 6 erstreckt. Das Kurzschlussgebiet 10 weist einen Abstand von dem n Emittertell 4 auf, der durch die Breite eines Teilbereiches 11 der p-Basisschicht 1a bestimmt ist. Dieser Teilbereich 11 wird von einer auf der Grenzfläche 6 aufgebrachten, dünnen, elektrisch isolierenden Schicht 12 überdeckt, auf der ein Gate 13 aus elektrisch leitendem Material, z. B. hochdotiertem polykristallinen Silizium, oder aus Metall, z. B. Aluminium, aufgebracht ist. Das Gate 13 ist mit einem Steueranschluss G1 verbunden. Der rechte Rand des Kurzschlussgebietes 10 wird von einer leitenden Belegung 14 kontaktiert, die den dort befindlichen pn-übergang zwischen den Teilen 10 und 1a niederohmig überbrückt. Die rechte Randzone des rechten n-Emitterteils 4 bildet ein erstes n-leitendes Halbleitergebiet einer MIS Struktur M1, zu der weiterhin das Kurschlussgebiet 10 als zweites n-leitendes Halbleitergebiet und der Teilbereich 11 t 12 und 13 gehören. Handelt es sich bei M1 um eine Struktur des Yerarmungstyps, so ist bei spannungslosem Gate 13 ein die Teile 4 und 10 niederohmig miteinander verbindender n-leitender Kanal 15 vorhanden. Der Kanal 15 kann z. B. aus einer Inversionsschicht bestehen, die durch ein an der Grenzfläche 6 oberhalb des Bereiches 11 herrschendes elektrisches Feld aufgebaut worden ist, oder durch eine unmittelbar an der Grenzfläche 6 in den Bereich 11 eingefügte, zusätzliche n-Dotierung gebildet sein. Die Teile 15 und 10 bilden in Verbindung mit der leitenden Belegung 14 einen Emitter-Kurzschlusspfad, der die Teile 4 und la niederohmig miteinander verbindet. Führt man dem Anschluss G1 eine negative Steuerspannung zu, so wird der Kanal 15 aufgehoben bzw. hochohmig geschaltet, so dass der genannte Emitter-Kurzschlusspfad abgeschaltet ist. *) als p-leitendes Halbleitergebiet sowie die Teile Am rechten Rand.des n-Emitterteils 4 ist eine in analoger Weise ausgebildete weitere MIS-Struktur M2 vorgesehen, deren Gate ebenfalls mit -G1 verbunden ist. Der linke n Emitterteil 4 weist Ausnehmungen 17 auf, die von Ansätzen 18 der p-Basisschicht la durchdrungen werden, wobei diese Ansätze in der Grenzfläche 6 von dem Teil Ell der ersten Elektrode kontaktiert werden. Die Ansätze 18 bilden sog. feste Emltterkurzschlüsse. Auf der p-Basisschicht 1a ist eine Zündelektrode 19 vorgesehen, die mit einem Anschluss Z eines Lundstrom- kreises verbunden ist. Die Elektrode 19 kontaktiert sowohl das Gebiet 1a als auch ein n-leitendes Steuergebiet 20, das innerhalb der Schicht 1a angeordnet ist und sich bis zur Grenzfläche 6 erstreckt. Am linken Rand des linken. p-Emitterteils 1b ist ein pleitendes Kurzschlussgebiet 21 in die-n-8asisschicht 2b so eingefügt, dass es sich bis zur Grenzfläche 6 erstreckt. Der Abstand des Kurzschlussgeb.ietes 21 von dem linken p-Emitterteil Ib ist durch die Breite eines Teilbereiches 22 der n-Basisschicht 2b bestimmt, der von einer auf der Grenzfläche 6 aufgebrachten, dünnen, elektrisch isolierenden Schicht 23 überdeckt ist. Auf dieser ist ein Gate 24 aus elektrisch leitendem Material, z. B. hochdotiertem polykristallinen Silizium oder aus Metall, z. B. Aluminium, aufgebracht, das mit einem Steueranschluss G2 verbunden ist. Der linke Rand des Kurzschlussgebietes 21 wird von einer leitenden Belegung 25 kontaktiert, die soweit verlängert ist, dass sie einen Teil der n-Basisschicht 2b kontaktiert, so dass der an dieser Stelle befindliche pn-0bergang zwischen den Teilen 21 und 2b niederohmig überbrückt wird. Die Teile lb und 21 bis 24 stellen eine MIS-Struktur M3 dar. Gehört sie dem Verarmungstyp an, so weist sie bei spannungslosem Gate 24 einen p-leitenden Kanal 26 zwischen den Teilen Ib und 21 an der Grenzfläche 6 auf. Entsprechend dem n-Kanal 15 kann auch der p-Kanal 26 aus einer Inversionsschicht gebildet sein, die durch ein an der.Grenzfläche 6 vorhandenes elektrisches Feld hervorgerufen wird, oder aus einer flachen p Dotierung bestehen, die im Bereich 22 unmittelbar an der Grenzfläche 6 eingebracht worden ist. Die Teile 26 und 21 bilden in Verbindung mit der leitenden Belegung 25 einen Emltter-Kurzschlusspfad, der die Teile ib und 2b niederohmig miteinander verbindet. Wird dem Steueranschluss G2 eine positive Steuerspannung zugeführt, so wird der Kanal 26 unterbrochen bzw. hochohmig geschaltet und somit der zuletzt genannte Emitter-Kurzschlusspfad abgeschaltet. Am rechten Rand des linken p-Emitterteils 1b ist eine in analoger Weise aufgebaute MIS-Struktur M4 vorgesehen, deren Gate 27 mit dem Steueranschluss G2 verbunden ist. Der rechte p-Emittertei.l 1b weist Ausnehmungen 28 auf, die von Ansätzen 29 der n-Basisschicht 2b durchdrungen werden. Die Ansätze 29 werden in der Grenzfläche 6 von dem Teil E14 der ersten Elektrode kontaktiert und bilden somit fest Emitterkurzschlüsse. Der n-Emitter 5 weist Ausnehmungen 30 auf, die von Ansätzen 31 der p-Basisschicht 3b durchdrungen werden, welche mit der Elektrode E2 verbunden sind, so dass auch der n-Emitter 5 mit festen Emitterkurzschlüssen versehen ist. Im Betrieb liegt eine Wechselspannung an den Anschlüssen Li und L2, die mit einem äusseren Laststromkreis verbunden sind. Betrachtet man eine erste Halbwelle dieser Wechsel Spannung, die den Anschluss L2 auf ein positiveres Potential legt als L1, so befindet sich der in der linken Hälfte von Fig. 1 dargestellte Thyristor im blockierten Zustand, in dem er trotz der in seiner Durchlassrichtung anliegenden Spannungshalbwelle keinen Laststrom zwischen Ll und L2 zulässt. Die in der Raumladungszone am pn-Übergang zwischen den Basisschichten la und 2a thermisch generierten Defektelektronen werden über die bei spannungslosem Steueranschluss G1 wirksamen Kurzschlusspfade, z. B. 15 > 10, 14, der Strukturen M1 und M2 und durch die festen Emitterkurzschlüsse 17, 18 zu den Teilen Ell und E12 der ersten Elektrode abgeleitet, so dass aus den n-Emitterteilen 4 keine Ladungsträger In die Basisschicht la injiziert werden. Um den in Fig. 1 linksseitig dargestellten Thyristor zu zünden, wird dem Anschluss Z zum Zeitpunkt t1 eine positiver Zündstromimpuls I#1zugeführt. Gleichzeitig wird der Anschluss G1 mit einem negativen Impuls P1 von z. B. - 5 Volt beaufschlagt, durch den die Kurzschlusspfade der Strukturen Ml und M2 abgeschaltet werden. In Fig. 2a ist über der Zeit t die dem Anschluss G1 zugeführte Steuerspannung UGl aufgetragen. Sie besteht aus dem Spannungsimpuls P1, der im Zeitintervall tl bis t2 zugeführt wird. Durch die Abschaltung der Emitter-Kurzschlusspfade wird die Zünd- empfindlichkeit des betrachteten Thyristors soweit erhöht, dass er schnell und grossflächig zündet. Damit beginnt beim Auftreten der Impulse 1P1 und P1 ein Laststrom #iL zwischen den Anschlüssen L1 und L2 zu fliessen, dessen Zeitabhängigkeit unter der Voraussetzung einer sinusförmigen Wechselspannung an L1 und L2 und eines ohmschen Widerstandes im Laststromkreis in Fig. 2b dargestellt ist Der in Fig. 1 rechtsseitig dargestellte Thyristor ist bis zum Zeitpunkt t3, d. h. bis zum Nulldurchgang der Wechselspannung an L1, L2, in Sperrichtung gepolt, so dass er nicht gezündet ist und über ihn keine Laststromanteile fliessen. Da über die Strukturen M3 und M4 verlaufendeo Emitter Kurzschlusspfade bei spannungslosem Steueranschluss G2 wirksam geschaltet sind, können Defektelektronen, die aus dem Bereich des gezündeten linken Thyristors in den Grenzbereich zwischen beiden Thyristoren gelangt sind, über den Teil E13 der ersten Elektrode abgeleitet werden. Dies gilt auch zunächst für den Zeitraum nach t3, in dem der linke Tyhristor gesperrt ist und der rechte Thyristor in Durchlassrichtung gepolt ist. Erst beim Auftreten eines negativen Zündstromimpulses Ip2 am Anschluss Z zum Zeitpunkt t4 und eines mit diesem zeitlich zusammenfallenden positiven Spannungsimpulses P2 am Steueranschluss 62 zündet der rechte Thyristor von Fig. 1, wobei während des ihn betreffenden Zündvorgangs die Emitter-Kurzschlusspfade der Strukturen M3 und M4 vorübergehend abgeschaltet sind. In Fig. 2a ist auch die dem Anschluss G2 zugeführte Steuerspannung U62 über der Zeit t aufgetragen. Diese besteht aus dem positiven Spannungsimpuls P2, der lediglich während des Zündvorganges für den rechten Thyristor, d. h. im Zeitintervall t4 bis t5,an 62 anliegt. Bis zum nächstfolgenden Nulldurchgang der an L1 und L2 anliegenden Wechselspannung zum Zeitpunkt t6 führt dann der rechte Thyristor in Fig. 1 den Lastrom iL. Ohne die beschriebene Wirkung der in den Strukturen M3 und M4 enthaltenen Emitter-Kurzschlusspfade würde es zu einer unerwünschten Zündung des rechten Thyristors vor dem Zeitpunkt t4 kommen, da vom linken Thyristor stammende, aus der Schicht 2a in die Schicht 2b gelangte Ladungsträger eine vorschnelle Zündung veranlassen würden. In diesem Fall würde der Laststrom iL im Zeitraum von t3 bis t4 nicht wie gewünscht auf Null absinken, sondern dem Kurventeil 32 entsprechen, der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Damit wäre aber ein normaler Betrieb eines Triac nicht möglich. Die festen Emitterkurzschlüsse 28, 29 und 30, 31 vergrössern die Stabilität des rechten Thyristors von Fig. 1, so dass ein unerwünschtes Zünden desselben im Zeitintervall von t3 bis t4 sicher vermieden wird. Die festen Emitterkurzschlüsse 17, 18 erhöhen die Stabilität des linken- Thyristors von Fig. 1 vor dem Zeitpunkt t1. Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Anschlüsse G1 und G2 mit einem gemeinsamen Anschluss G verbunden werden. Diesem wird dann eine Spannung zugeführt, die dem Spannungs-Zeit-Diagramm von Fig. 2a entspricht und aus den Impulsen Pl und P2 besteht. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die dem Anschluss G zuzuführende Spannung auch aus der am An schluss Z abgreifbaren Spannung abgeleitet werden, die bei Einspeisung der Zündstromimpulse 1P1 und 1P2 auftritt. Hierzu. dient eine Polaritätsumkehrschaltung 33, die gemäss Fig. 3 aus einem invertierenden Verstärker besteht, dessen Eingang mit Z und dessen Ausgang mit G beschaltet ist. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die MIS-Strukturen M1 bis M4 auch als solche des Anreicherungstyps ausgebildet sein. Hierbei ist es erforderlich, dem Steueranschluss G1 zur Wirksamschaltung der über M1 und M2 verlaufenden Emitter-Kurzschlusspfade eine in Fig. 2c über der Zeit t'dargestellte Steuerspannung U61 zuzuführen, die beispielsweise + 5 Volt beträgt und lediglich während des Zeitintervalls t1 bis t2 zur Abschaltung dieser Kurzschlusspfade kurzzeitig unterbrochen wird, während dem Steueranschluss 62 die in Fig. 2d dargestellte Steuerspannung UG2' zuzuführen ist, die z. B. - 5 Volt beträgt und-lediglich während des Zeitintervalls t4 bis t5 abgeschältet wird. Damit ergibt sich für die Strukturen M1 bis M4 die bereits beschriebene Wirkungsweise. Die Steuerspannung UG1' kann über eine Zusatzschaltung 34 abgeleitet werden, die zwischen die Anschlüsse Z und G1 geschaltet ist. Die Ableitung der Steuerspannung UG2' kann in ähnlicher Weise über eine Zusatzschaltung 35 erfolgen, die zwischen die Anschlüsse Z und G2 geschaltet ist. Die Zusatzschaltung 34 ist mit Yorteil entsprechend Fig. 4 ausgebildet und besteht aus einem Differenzverstärker 36, dessen positiver Eingang mit einer der Amplitude von P1 entsprechenden Spannung +U beschaltet ist; während ein negativer Eingang mit dem Anschluss Z verbunden ist und der Ausgang an G1 liegt. Die Zusatzschaltung 35 besteht zweckmässigerweise aus einem oifferenzverstärker 37 gemäss Fig. 5, dessen positiver Eingang mit einer der Amplitude von P2 entsprechenden Spannung -U beschaltet ist, während sein negativer Eingang am Anschluss Z liegt und sein Ausgang mit G2 verbunden ist. Bei der Ableitung der Spannung UGl über die Zusatzschaltung 34 tritt im Zeitraum von t4 bis t5 ein positiver Impuls P3 auf, der sich dem Spannungswert von z. B. + 5 Volt überlagert. Ebenso tritt im Zeitintervall tl bis t2 ein negativer Impuls P4 auf, der sich der über 35 abgeleiteten Spannung ¯U621. überlagert. Die Impulse P4 und P5 beeinträchtigen die Funktion der Schaltung nicht. Die Länge der n-Kanäle, z. B. 15, von M1 und M2 und die der p-Kanäle, z. 8. 26, von M3 und M4 kann etwa 2 bis 10 ¯um betragen, während der Durchmesser des Triacs nach Fig. 1 z. B. 1 cm und der Abstand der einander gegenüberliegenden Grenzflächen zweckmässigerweise etwa 200 bis 600 /um beträgt. Mit Vorteil kann die Belegung 14 mit der Elektrode 19 zu einer'gemeinsamen Belegung zusammengefasst sein, die mit A verbunden ist. 7 Patentansprüche 5 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Triac mit einem zwischen zwei Elektroden angeordneten Mehrschichten-Halbleiterkörper, bei dem eine erste Schich die p-Basisschicht eines ersten und den p-Emitter eines zweiten Thyristors bildet, eine zweite Schicht die n Basisschichten beider Thyristoren darstellt und eine Åarit Schicht den p-Emitter des ersten und die p-Basisschich- des zweiten Thyristors bildet, bei dem der n-Emitter des ersten Thyristors in die erste Schicht und der n-Emitter des zweiten Thyristors in die dritte Schicht eingefügt un mit den betreffenden Elektroden verbunden sind, bei dem am n-Emitter des ersten und am p-Emitter des zweiten Thyristors im Grenzbereich beider Thyristoren gategesteuerte MIS-Strukturen vorgesehen sind, die steuerbare Emitt Kurzschlusspfade enthalten und bei dem die steuerbaren Emitter-Kurzschlusspfade jeweils ein erstes Halbleitergebiet eines ersten Leitungstyps, das mit der den zugehörig Emitter kontaktierenden Elektrode verbunden ist, ein zweites Halbleitergebiet des ersten Leitungstyps, das mit der an den zugehörigen Emitter angrenzenden Basisschicht verbunden ist und einen zwischen diesen Gebieten liegende Halbleiterbereich eines zweiten Leitungstyps, der von ein gegenüber dem Halbleiterkörper elektrisch isolierten Gate überdeckt ist, aufweisen, nach DBP .. .. ... (P 29 45 380 d a d u. r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Halbleitergebiet aus einem Randbereich des n(p) Gitters (4) besteht, dass das zweite Halbleitergebiet aus einem in die angrenzende p(n)-Basisschicht (la) eingefügten n(p)-leitenden Kurzschlussgebiet (10) gebildet ist, das über eine leitende Belegung (14) mit der p(n)-8asis- schicht (la) verbunden ist, und dass der von einem Gate (1 überdeckte Halbleiterbereich aus einem Teilbereich (11) der p(n)-Basisschicht (la) besteht 2. Triac nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine MIS-Struktur (M1) dem Verarmungstyp angehört und ein in ihren überdeckten Halbleiterbereich (11) eingefügtes Kanalgebiet (15) des ersten Leitungstyps aufweist. 3. Triac nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der n-Emitter (4) des ersten und der p-Emitter (ib) des zweiten Thyristors in mehrere streifenförmige Teilgebiete aufgeteilt sind, die jewe#ils von Teilen (El(E11, E12, E13, E14) der die Emitter (4, Ib) kontaktierenden Elektrode kontaktiert werden und dass eine Mehrzahl von steuerbaren Emitter-Kurzschlusspfaden randseitig zu den streifenförmigen Teilgebieten angeordnet sind. 4. Triac nach einem der Ansprüche 1 bis 3 > d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die gesteuerten# Emitter Kurzschlusspfade jedes einzelnen Thyristors einen ihnen zugeordneten Steueranschluss (G1, 62) aufweisen oder dass die gesteuerten Emitter-Kurzschlusspfade beider Thyristoren einen gemeinsamen Steueranschluss (G) aufweisen. 5. Triac nach Anspruch 4, d a d u r c h g e, k e n n z e i c h n e t , dass die p-Basisschicht (1a) des einen Thyristors mit einer Zündelektrode (19) versehen ist, die einen Anschluss (Z) für einen Zündstromkreis aufweist und ein in diese Basisschicht (1a) eingefügtes, zu dieser entgegengesetzt dotiertes Steuergebiet (20) kontaktiert, und dass der Anschluss (Z) des Zündstromkreises über eine Zusatzschaltung (33) mit dem gemeinsamen Steueranschluss (G) verbunden ist oder über weitere Zusatzschaltungen (34, 35) mit den den gesteuerten Emitter¯ Kurzschlusspfaden der einzelnen Thyristoren zugeordneten Steueranschlüssen (G1, 62) verbunden ist. 6. Triac nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zusatzschaltung (33) aus einem invertierenden Verstärker besteht und dass die weiteren Zusatzschaltungen (34, 35) als Polaritätsumkehrschaltungen mit pgelverschlebender Funktion ausgebildet sind. 7. Verfahren zum Betrieb eines Triacs nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass dem Steueranschluss (G1) -der Emitter-Kurzschlusspfade des ersten Thyristors Spannungsimpulse (P1) einer ersten Polarität und dem Steueranschluss (62) der Emitter-Kurzschlusspfade des zweiten Thyristors Spannungsimpulse einer zweiten Polarität (P2) zugeführt werden. 8. Verfahren zum Betrieb eines Triacs nach Anspruch 4 oder 5, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e't dass dem gemeinsamen Steueranschluss Spannungsimpulse (Pl, P2) beider Polaritäten zugeführt werden.

Inventors: STOISIEK, MICHAEL, DR. DIPL.-PHYS.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1982
Main classification: H01L29
IPC codes: H01L29