JPH0576786B2 - - Google Patents
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- JPH0576786B2 JPH0576786B2 JP59090175A JP9017584A JPH0576786B2 JP H0576786 B2 JPH0576786 B2 JP H0576786B2 JP 59090175 A JP59090175 A JP 59090175A JP 9017584 A JP9017584 A JP 9017584A JP H0576786 B2 JPH0576786 B2 JP H0576786B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/26—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
- H10F30/263—Photothyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光信号によるゲート制御が可能なサ
イリスタに係り、特に光信号による点弧感度が高
く、しかも臨界オフ電圧上昇率を充分に大きく与
えることができるようにした光駆動型サイリスタ
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a thyristor that can be gate-controlled by an optical signal, and in particular has a high ignition sensitivity by the optical signal and provides a sufficiently large rate of increase in critical off-voltage. This invention relates to a light-driven thyristor that is capable of
4層構造のスイツチング素子であるサイリスタ
は、小電力から大電力のスイツチングに広く使用
されているが、近年、従来から知られている、例
えば電気信号トリガ型とでもいうべきサイリスタ
に加えて、光エネルギーによつて直接トリガでき
る、光駆動型サイリスタが現われ、その用途は広
がるばかりとなつている。
Thyristors, which are switching elements with a four-layer structure, are widely used for switching from small to large amounts of power, but in recent years, in addition to the conventionally known thyristors, which can be called electrical signal-triggered types, optical With the advent of light-driven thyristors that can be triggered directly by energy, their applications continue to expand.
この光駆動型サイリスタは、基本的には電気信
号トリガ型サイリスタと同じく、少くともpnpn
の4層の半導体層と、その両外側層にオーミツク
接触した一対の主電極とから構成されているが、
トリガ端子はなく、半導体層の所定の部分に光を
照射させることによつてターンオンさせることが
できるようになつているものであり、このため、
(1) 主回路と制御回路との間での高電圧耐力をも
つた電気的なアイソレーシヨンが容易で、主回
路の電圧が高くなつても制御回路が複雑になる
虞れがない。 This light-driven thyristor is basically the same as an electrical signal-triggered thyristor, with at least a pnpn
It consists of four semiconductor layers and a pair of main electrodes in ohmic contact with both outer layers.
There is no trigger terminal, and the device can be turned on by irradiating a predetermined portion of the semiconductor layer with light. Therefore, (1) there is no connection between the main circuit and the control circuit; Electrical isolation with high voltage resistance is easy, and there is no risk of the control circuit becoming complicated even if the voltage of the main circuit becomes high.
(2) 電磁誘導などによるノズルに対して強く、誤
動作の虞れが少ない。(2) It is resistant to nozzles caused by electromagnetic induction, and there is little risk of malfunction.
などの利点があり、従つて、高電圧直流送電用サ
イリスタ変換装置などへの応用に、近年多くの期
待がかけられるようになつてきた。Therefore, in recent years, there have been many expectations for its application to thyristor conversion devices for high-voltage DC power transmission.
ところで、このような用途におけるサイリスタ
素子に与えられている課題の一つに、臨界オフ電
圧上昇率(略してdv/dt耐量と呼ぶ)を損わず
に如何にして光点弧感度を上げるかがある。 By the way, one of the challenges facing thyristor elements in such applications is how to increase the light ignition sensitivity without impairing the critical off-voltage rise rate (abbreviated as dv/dt withstand capability). There is.
第1図に光駆動型サイリスタの一例を示す。 FIG. 1 shows an example of a light-driven thyristor.
この第1図において、光サイリスタ(光駆動型
サイリスタのこと)100は、nベース層1、p
ベース層2、pエミツタ層3、nエミツタ層4、
上記nエミツタ層3にオーミツク接触したアノー
ド電極5、上記nエミツタ層4にオーミツク接触
したカソード電極6、nエミツタ層4とは別に設
けられているnエミツタ層40と400のそれぞ
れとpベース層とにオーミツク接触し、これらの
間を低抵抗接続する電極60,600、それにp
エース層2の所定の表面領域に光信号を照射する
ライトガイド7とで構成されている。 In FIG. 1, an optical thyristor (light-driven thyristor) 100 includes an n base layer 1, a p
base layer 2, p emitter layer 3, n emitter layer 4,
An anode electrode 5 in ohmic contact with the n emitter layer 3, a cathode electrode 6 in ohmic contact with the n emitter layer 4, each of the n emitter layers 40 and 400 provided separately from the n emitter layer 4, and the p base layer. electrodes 60, 600 which are in ohmic contact with each other and connect them with low resistance;
The light guide 7 irradiates a predetermined surface area of the ace layer 2 with an optical signal.
順方向電圧が電極5,6間に印加され、かつオ
フ状態にある光サイリスタ100にライトガイド
7によつて光信号が送り込まれると、pベース層
2とnベース層1、それにpエミツタ層3の領域
に光電流Ibが発生し、これが矢印で示すようにカ
ソード電極6に流れ込む。そして、この結果、p
ベース層2の中には横方向に電位勾配を生じ、正
の電位V0がnエミツタ層400の内周の直下の
pベース層2の中に発生する。 When a forward voltage is applied between the electrodes 5 and 6 and an optical signal is sent by the light guide 7 to the optical thyristor 100 which is in the off state, the p base layer 2, the n base layer 1, and the p emitter layer 3 A photocurrent I b is generated in the region and flows into the cathode electrode 6 as shown by the arrow. And as a result, p
A potential gradient is generated in the lateral direction in the base layer 2 , and a positive potential V 0 is generated in the p base layer 2 immediately below the inner periphery of the n emitter layer 400 .
この電位V0の大きさはpベース層2の横方向
の抵抗RpBと発生した光電流Ibの積で与えられ、
この電位V0がnエミツタ層400とpベース層
2との間の接合のbuilt−in電圧に近ずくと、n
エミツタ層400の内周部から点弧が始まり、光
サイリスタ100が点弧される。 The magnitude of this potential V 0 is given by the product of the lateral resistance R pB of the p base layer 2 and the generated photocurrent I b ,
When this potential V 0 approaches the built-in voltage of the junction between the n emitter layer 400 and the p base layer 2, the n
Ignition begins from the inner peripheral portion of the emitter layer 400, and the optical thyristor 100 is ignited.
以上が光サイリスタの点弧動作であるが、一
方、光サイリスタ100がオフ状態にあるときに
は、pベース層2とnエミツタ層1との間のpn
接合に順電圧vが掛り、このpn接合は逆バイア
ス状態にある。この状態でノズルなどにより順電
圧vに変化分dv/dtが発生すると、このpn接合
に変位電流(コンデンサを流れる電流)Idが現わ
れるが、この変位電流Idはその極性が上記した光
電流Ibと同じであり、従つて、この変位電流Idが
大きくなるとこの電流Idによつても光サイリスタ
100は点弧され、誤点弧を生じることになる。 The above is the firing operation of the optical thyristor. On the other hand, when the optical thyristor 100 is in the off state, the pn
A forward voltage v is applied to the junction, and this pn junction is in a reverse bias state. In this state, when a change dv/dt is generated in the forward voltage v by a nozzle, etc., a displacement current (current flowing through the capacitor) I d appears in this p-n junction, but this displacement current I d has the polarity of the photocurrent described above. Ib is the same as Ib , and therefore, if this displacement current Id becomes large, the optical thyristor 100 will also be fired by this current Id , resulting in erroneous firing.
そこで、この順方向電圧vの変化分dv/dtに
よる点弧の発生し難さをdv/dt耐量と呼び、こ
れが小さいとノイズなどによる誤点弧が発生し易
くなり、従つて、このdv/dt耐量は大きい方が
望ましい。 Therefore, the difficulty in causing ignition due to the change in forward voltage v dv/dt is called the dv/dt tolerance, and if this is small, false ignition is likely to occur due to noise etc. A larger dt tolerance is desirable.
しかしながら、上記したところ明らかなよう
に、このdv/dt耐量は光点弧感度と同じくpベ
ース層2の横方向抵抗RpBなどで決まり、従つ
て、この第1図に示す光サイリスタ100では、
光点弧感度を上げようとすると変化分dv/dtに
よる誤点弧も生じ易くなり、光点弧感度の向上
と、dv/dt耐量の向上との両立を図ることが困
難であるという欠点がある。 However, as is clear from the above, this dv/dt tolerance is determined by the lateral resistance R pB of the p base layer 2, etc., as well as the light ignition sensitivity. Therefore, in the optical thyristor 100 shown in FIG.
When trying to increase the light ignition sensitivity, erroneous ignition is likely to occur due to the change in dv/dt, and the disadvantage is that it is difficult to simultaneously improve the light ignition sensitivity and improve the dv/dt tolerance. be.
第2図は光点弧感度をdv/dt耐量とは独立に
改善できるようにした光サイリスタ110の一例
で、この光サイリスタ110が第1図の光サイリ
スタ100と異なつている点では、nエミツタ層
400とpベース層2に対する電極600が分割
され、それぞれごとの電極601,602とな
り、これらの間を抵抗8により接続した点と、ラ
イトガイド7により印加される光信号の照射位置
がnエミツタ層400の表面領域となつている点
である。 FIG. 2 shows an example of an optical thyristor 110 in which the light ignition sensitivity can be improved independently of the dv/dt tolerance.This optical thyristor 110 is different from the optical thyristor 100 shown in FIG. The electrode 600 for the layer 400 and the p base layer 2 is divided into separate electrodes 601 and 602, and the point where they are connected by the resistor 8 and the irradiation position of the optical signal applied by the light guide 7 are the n emitters. This point is the surface area of layer 400.
この光サイリスタ110に順方向電圧を印加
し、ライトガイド7から光信号を照射すると、こ
れにより内部で光電流Ibを生じる点は第1図の光
サイリスタ100と同様であるが、この光サイリ
スタ110では光がnエミツタ層400を透過し
て入射されるため、このnエミツタ層400とp
ベース層2の接合(J3接合)で光電池作用が働
き、この接合J3に電圧が発生する。一方、これ
に対応して電極600が2つの電極601と60
2に分割され、これらの間が抵抗8で接続されて
いるため、上記したJ3接合に発生した電圧によ
り、nエミツタ層400→J3接合→pベース層
2→電極602→抵抗8→電極601→nエミツ
タ層400、という方向に光電池電流Ipが循環す
る。 When a forward voltage is applied to this optical thyristor 110 and an optical signal is irradiated from the light guide 7, a photocurrent I b is generated inside the optical thyristor 110, which is similar to the optical thyristor 100 shown in FIG. In 110, the light passes through the n emitter layer 400 and enters, so the n emitter layer 400 and the p
A photovoltaic effect operates at the junction (J3 junction) of the base layer 2, and a voltage is generated at this junction J3. On the other hand, correspondingly, the electrode 600 has two electrodes 601 and 60.
2 and connected by resistor 8, the voltage generated at the J3 junction described above causes the n emitter layer 400 → J3 junction → p base layer 2 → electrode 602 → resistor 8 → electrode 601 → A photovoltaic current I p circulates in the direction of the n-emitter layer 400 .
この光電池電流Ipはpベース層2の中では上記
した光電流Ibと同じ方向に流れるから、上記した
電圧V0をさらに高くするように働き、点弧感度
を上昇させるように作用する。 Since this photovoltaic current I p flows in the same direction as the above-mentioned photocurrent I b in the p base layer 2, it acts to further increase the above-mentioned voltage V 0 and to increase the ignition sensitivity.
さらに、抵抗8が挿入されているため、光電池
電流Ipによる電圧降下がこの抵抗8に発生する
が、この電圧降下はJ3接合を順バイアスする方
向となるから、これによつても点弧感度が向上さ
れる。 Furthermore, since the resistor 8 is inserted, a voltage drop due to the photocell current I p occurs across this resistor 8, but this voltage drop is in the direction of forward biasing the J3 junction, so this also increases the ignition sensitivity. is improved.
一方、この光電池電流Ipは光信号が照射された
ときに現われるだけであり、変化分dv/dtによ
つては全く発生しない。 On the other hand, this photovoltaic current I p only appears when the optical signal is irradiated, and does not occur at all depending on the variation dv/dt.
従つて、この光電池電流Ipによる点弧感度の向
上作用は、正規の光信号が入射したときだけに現
われ、点弧感度を充分に改善させるが、dv/dt
耐量を低下させるように作用は全くもたないた
め、結局、この光サイリスタ110によれば、
dv/dt耐量を低下させることなく点弧感度を充
分に向上させることができることになるのであ
る。 Therefore, the effect of improving the ignition sensitivity due to the photocell current I p appears only when a regular optical signal is incident, and the ignition sensitivity is sufficiently improved, but dv/dt
Since this optical thyristor 110 has no effect at all to reduce the withstand capacity, in the end, according to this optical thyristor 110,
This means that the ignition sensitivity can be sufficiently improved without reducing the dv/dt tolerance.
また、これとは別に、点弧感度に影響を与えな
いでdv/dt耐量の向上が得られるようにした光
サイリスタについては、例えば米国特許第
4122480号明細書に開示されている。 Separately, regarding optical thyristors that can improve dv/dt tolerance without affecting ignition sensitivity, for example
It is disclosed in specification No. 4122480.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、光電池作用により
点弧感度の増加を図りながらさらにdv/dt耐量
の改善が得られるようにした光サイリスタを提供
するにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a photothyristor that can increase ignition sensitivity through photovoltaic action and further improve dv/dt tolerance. There is something to do.
この目的を達成するため、本発明は、光電池作
用による点弧感度の改善に用いられている外部導
電路の抵抗に、順方向電圧の変化分によつて発生
する変位電流の一部を流し、これにより変位電流
が現われたときには点弧感度が抑圧されるように
した点を特徴とする。
To achieve this objective, the present invention supplies a portion of the displacement current generated by the change in forward voltage to the resistance of the external conductive path used to improve the ignition sensitivity by photovoltaic action. This is characterized in that the ignition sensitivity is suppressed when a displacement current appears.
以下、本発明による光サイリスタについて、図
示の実施例により詳細に説明する。
Hereinafter, the optical thyristor according to the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.
第3図及び第4図は本発明の一実施例で、第3
図は平面図、第4図は第3図のA−A′による断
面図であり、これらの図において、20はpベー
ス層、61はこのpベース層20にオーミツク接
触した電極であり、その他の第2図に示した光サ
イリスタ110と同じである。なお、この第3図
及び第4図による本発明の光サイリスタ全体は1
20で表わす。 Figures 3 and 4 show one embodiment of the present invention;
The figure is a plan view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. This is the same as the optical thyristor 110 shown in FIG. Note that the entire optical thyristor of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is 1
Represented by 20.
pベース層20は本来のpベース層2に対して
全く独立した形でnベース層1の中に形成されて
おり、このときのpベース層20と2との間のア
イソレーシヨンはnベース層1との間のpn接合
によつて与えられるようになつている。 The p base layer 20 is formed in the n base layer 1 completely independently of the original p base layer 2, and the isolation between the p base layers 20 and 2 at this time is It is adapted to be provided by a pn junction with layer 1.
電極61は電極601に対して低抵抗の外部導
電路cによつて接続され、これにより、pベース
層20とpベース層2の電極602の下の部分と
を抵抗8を介して接続する働きをする。 The electrode 61 is connected to the electrode 601 by a low-resistance external conductive path c, which serves to connect the p-base layer 20 and the portion of the p-base layer 2 below the electrode 602 via the resistor 8. do.
次に、この実施例の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
まず、光信号による点弧時での動作について説
明する。 First, the operation at the time of ignition using an optical signal will be explained.
第4図に示すように、ライトガイド7からnエ
ミツタ層400に光信号が照射されると、第2図
で説明した光サイリスタ110と同様に、pベー
ス層2、nベース層1、pエミツタ層3の領域で
光電流Ibが発生し、これがpベース層2を横方向
に通つてカソード電極6に流れ込み、光信号の受
光部となつているnエミツタ層400とpベース
層2の間のエミツタ接合を順バイアスし、点込作
用を発動させる。 As shown in FIG. 4, when an optical signal is irradiated from the light guide 7 to the n-emitter layer 400, the p-base layer 2, the n-base layer 1, the p-emitter A photocurrent I b is generated in the region of the layer 3, which flows laterally through the p base layer 2 to the cathode electrode 6, and between the n emitter layer 400 and the p base layer 2, which serves as the light receiving part of the optical signal. The emitter junction of is forward biased to activate the dotting action.
一方、これと並行して、これも第2図の光サイ
リスタ110と同様に、nエミツタ層400とp
ベース層2からなるpn接合部での光電池効果に
より光電池電流Ipが発生し、この電流Ipが、pベ
ース層2→電極602→抵抗8→電極601→n
エミツタ層400→pベース層2、という経路で
循環し、このpn接合部を順バイアスしてさらに
点込がおこり易くなるように作用する。 On the other hand, in parallel with this, the n emitter layer 400 and the p emitter layer 400 are similar to the optical thyristor 110 in FIG.
A photovoltaic current I p is generated due to the photovoltaic effect at the pn junction consisting of the base layer 2, and this current I p is
It circulates along the path of emitter layer 400→p base layer 2, and acts to forward bias this pn junction to further facilitate spotting.
従つて、この実施例による光サイリスタ120
によれば、高い点弧感度を与えることができ、光
信号による点弧を常に確実に行なわせることがで
きる。 Therefore, the optical thyristor 120 according to this embodiment
According to the invention, high ignition sensitivity can be provided, and ignition using an optical signal can always be performed reliably.
なお、この実施例による光サイリスタ120で
は導電路cが設けられており、これにより電極6
01と602が電極61からpベース層20に導
電結合されているが、上記した光信号による点弧
動作に際して発生する光電池電流Ipは、電極61
からpベース層20には流入しない。その理由は
以下の通りである。すなわち、点弧が行なわれよ
うとしている状態、つまり順方向阻止状態では、
カソード端子Kがマイナス、アノード端子Aがプ
ラスになるような電圧が印加されており、このた
め、pベース層20とnベース層1の間の接合は
逆バイアス状態になつているからである。そし
て、この結果、導電路cの存在によつては、光信
号による点弧動作は全く何の影響も受けず、上記
した点弧感度の向上が得られることになる。 Note that the optical thyristor 120 according to this embodiment is provided with a conductive path c, which allows the electrode 6 to
01 and 602 are conductively coupled from the electrode 61 to the p base layer 20. However, the photovoltaic current I p generated during the ignition operation by the above optical signal is
It does not flow into the p-base layer 20 from there. The reason is as follows. That is, in the state where ignition is about to occur, that is, in the forward blocking state,
This is because a voltage is applied such that the cathode terminal K becomes negative and the anode terminal A becomes positive, so that the junction between the p base layer 20 and the n base layer 1 is in a reverse bias state. As a result, due to the presence of the conductive path c, the ignition operation by the optical signal is not affected at all, and the above-mentioned ignition sensitivity can be improved.
次に、ノズルなどによる順方向電圧vの変化分
dv/dtが引火されてしまつたときの動作につい
て第5図によつて説明する。 Next, the change in forward voltage v due to the nozzle etc.
The operation when dv/dt is ignited will be explained with reference to FIG.
アノード端子Aとカソード端子Kの間に順方向
電圧の変化分dv/dtが現われると、pベース層
2とnベース層1との接合部の近傍に変位電流
Id0がほぼ均一に発生し、これがpベース層2を
横方向に通つてカソード電極6に流れ込む。そし
て、この変位電流Id0の値が或る程度以上になり、
nエミツタ400の直下におけるpベース層2の
横方向の抵抗による電圧降下の大きさが、nエミ
ツタ層400とpベース層2の間の接合における
拡散電位にまで近づくと、この光サイリスタ12
0は点弧し始め、誤点弧を生じる。 When a forward voltage change dv/dt appears between the anode terminal A and the cathode terminal K, a displacement current flows near the junction between the P base layer 2 and the N base layer 1.
I d0 is generated almost uniformly and flows laterally through the p base layer 2 into the cathode electrode 6 . Then, when the value of this displacement current I d0 exceeds a certain level,
When the magnitude of the voltage drop due to the lateral resistance of the p base layer 2 directly under the n emitter 400 approaches the diffusion potential at the junction between the n emitter layer 400 and the p base layer 2, this optical thyristor 12
0 starts firing and causes false firing.
しかして、この実施例による光サイリスタ12
0では、本来のpベース層2に対して、これとは
nベース層1によつてアイソレートされて独立し
て存在するpベース層20が設けられており、上
記した変位電流Id0が現われるような状態になる
と、このpベース層20とnベース層1との接合
部の近傍でも同じようにして変位電流Id1が現わ
れ、この電流Id1が電極61から導電路c、抵抗
8を通つて電極602に、そしてこの電極602
からpベース層2に入り、変位電流Id0と合流し
てカソード電極6に流れ込むようになる。なお、
このときの変位電流Id0とId1とはほぼ等しい電流
密度で発生されてくることは説明を要しないとこ
ろである。 Therefore, the optical thyristor 12 according to this embodiment
0, a p base layer 20 is provided which is isolated from the original p base layer 2 by an n base layer 1 and exists independently, and the above-mentioned displacement current I d0 appears. In such a state, a displacement current I d1 similarly appears near the junction between the p base layer 20 and the n base layer 1, and this current I d1 flows from the electrode 61 through the conductive path c and the resistor 8. to the electrode 602, and this electrode 602
It enters the p base layer 2 from there, merges with the displacement current I d0 , and flows into the cathode electrode 6. In addition,
It is unnecessary to explain that the displacement currents I d0 and I d1 at this time are generated at approximately the same current density.
このようにしてnベース層20からの変位電流
Id1が抵抗8に流れると、この抵抗8には図示の
極性の電圧が発生し、この電圧が電極601と6
02との間に与えられることになり、これにより
nエミツタ層400とpベース層2との間のエミ
ツタ・ベース接合を逆バイアス状態にし、点弧感
度を下げるように作用する。 In this way, the displacement current from the n base layer 20
When I d1 flows through the resistor 8, a voltage with the polarity shown is generated in the resistor 8, and this voltage is applied to the electrodes 601 and 6.
02, thereby putting the emitter-base junction between the n-emitter layer 400 and the p-base layer 2 in a reverse bias state, and acting to lower the ignition sensitivity.
従つて、この実施例による光サイリスタ120
によれば、順方向電圧の変化分dv/dtが印加さ
れたときには、そのときだけ点弧感度が低く抑え
られるように動作し、大きなdv/dt耐量をもた
せることができ、結局、光信号に対する高い点弧
感度を保ちながら大きなdv/dt耐量を付与する
ことができるようになる。 Therefore, the optical thyristor 120 according to this embodiment
According to , when a forward voltage change dv/dt is applied, the ignition sensitivity is kept low only at that time, and it is possible to have a large dv/dt tolerance. It becomes possible to provide large dv/dt tolerance while maintaining high ignition sensitivity.
或る実験例によつて比較した場合、本発明の実
施例による光サイリスタ120の光信号に対する
点弧感度は、第1図の実施例のそれに対して1.4
倍程度向上し、他方、dv/dt耐量は第2図の光
サイリスタ110に比して1.7倍程度向上した。 When compared by an experimental example, the firing sensitivity of the optical thyristor 120 according to an embodiment of the present invention to an optical signal is 1.4 with respect to that of the embodiment of FIG.
On the other hand, the dv/dt tolerance was improved by about 1.7 times compared to the optical thyristor 110 shown in FIG.
第6図は本発明の他の一実施例による光サイリ
スタ130を示したもので、この光サイリスタ1
30が第4図の実施例における光サイリスタ12
0と異なる点は、pベース層20を本来のpベー
ス層2から独立して設けるための手段に、モード
溝Mを用いた点だけであり、その他の構造や全体
的な機能などは第4図の実施例と同じである。 FIG. 6 shows an optical thyristor 130 according to another embodiment of the present invention.
30 is the optical thyristor 12 in the embodiment of FIG.
The only difference from No. 4 is that a mode groove M is used as a means for providing the p base layer 20 independently from the original p base layer 2, and the other structure and overall functions are the same as No. 4. This is the same as the embodiment shown in the figure.
以上説明したように、本発明によれば、光信号
による点弧動作に対して光電池作用による点弧感
度の改善を図つた光サイリスタのdv/dt耐量を、
点弧感度の改善とは独立に動作させることができ
るため、従来技術の欠点を除き、光サイリスタに
必要な高い光点弧感度と充分なdv/dt耐量とを
兼ね備えた光サイリスタを容易に提供することが
できる。
As explained above, according to the present invention, the dv/dt tolerance of the optical thyristor, which is designed to improve the ignition sensitivity due to the photovoltaic action with respect to the ignition operation by an optical signal, is
Since it can be operated independently of improving the ignition sensitivity, it eliminates the drawbacks of conventional technology and easily provides an optical thyristor that has both the high optical ignition sensitivity and sufficient DV/DT tolerance required for an optical thyristor. can do.
第1図は光駆動型サイリスタの従来例を示す断
面図、第2図は光点弧感度を改善した光駆動型サ
イリスタの一例を示す断面図、第3図は本発明に
よる光駆動型サイリスタの一実施例を示す平面
図、第4図は第3図のA−A′線による断面図、
第5図は第3図及び第4図に示した光駆動型サイ
リスタの動作を示す説明図、第6図は本発明の他
の一実施例を示す断面図である。
1……nベース層、2,20……pベース層、
3……pエミツタ層、4,40,400……nエ
ミツタ層、5,6,60,61,601,602
……オーミツク電極、7……ライトガイド、8…
…抵抗。
Fig. 1 is a sectional view showing a conventional example of a light-driven thyristor, Fig. 2 is a sectional view showing an example of a light-driven thyristor with improved light ignition sensitivity, and Fig. 3 is a sectional view of a light-driven thyristor according to the present invention. A plan view showing one embodiment; FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A' in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the optically driven thyristor shown in FIGS. 3 and 4, and FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. 1...n base layer, 2,20...p base layer,
3...p emitter layer, 4, 40, 400...n emitter layer, 5, 6, 60, 61, 601, 602
...Ohmic electrode, 7...Light guide, 8...
…resistance.
Claims (1)
第1ベース層、第1導電型の第2ベース層、及び
この第2ベース層の表面の選択された部分に形成
された第2導電型の第2エミツタ層からなる4層
構造の半導体基板を備え、上記第2エミツタ層の
うちの独立した一部の表面をゲート用光信号の受
光面とすると共に、この受光面となつた第2エミ
ツタ層と上記第2ベース層の選択された一部の表
面領域との間に所定の抵抗値の外部導電路が形成
されている光駆動型サイリスタにおいて、上記第
1導電型の第2ベース層とは独立した第1導電型
の第2ベース層を設け、この独立した第2ベース
層と上記受光面となつた第2導電型の第2エミツ
タ層との間に外部導電路を形成したことを特徴と
する光駆動型サイリスタ。 2 特許請求の範囲第1項において、上記独立し
た第1導電型の第2ベース層が、上記第2導電型
の第1ベース層との間のpn接合によるアイソレ
ーシヨンによつて形成されていることを特徴とす
る光駆動型サイリスタ。 3 特許請求の範囲第1項において、上記独立し
た第1導電型の第2ベース層が、上記第1導電型
の第2ベース層の表面に設けたモート溝によるア
イソレーシヨンによつて形成されていることを特
徴とする光駆動型サイリスタ。[Claims] 1. A first emitter layer of a first conductivity type, a first base layer of a second conductivity type, a second base layer of the first conductivity type, and a selected portion of the surface of the second base layer. a semiconductor substrate having a four-layer structure consisting of a second emitter layer of a second conductivity type formed in the semiconductor substrate, an independent part of the surface of the second emitter layer serving as a light-receiving surface for a gate optical signal; In the light-driven thyristor, an external conductive path having a predetermined resistance value is formed between the second emitter layer serving as the light-receiving surface and a selected part of the surface area of the second base layer. A second base layer of the first conductivity type independent of the second base layer of the first conductivity type is provided, and between this independent second base layer and the second emitter layer of the second conductivity type which serves as the light-receiving surface. A light-driven thyristor characterized in that an external conductive path is formed in the thyristor. 2. In claim 1, the independent second base layer of the first conductivity type is formed by isolation using a pn junction between the independent second base layer of the second conductivity type. A light-driven thyristor characterized by: 3. In claim 1, the independent second base layer of the first conductivity type is formed by isolation using a moat groove provided on the surface of the second base layer of the first conductivity type. A light-driven thyristor characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090175A JPS60234366A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | light driven thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090175A JPS60234366A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | light driven thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234366A JPS60234366A (en) | 1985-11-21 |
| JPH0576786B2 true JPH0576786B2 (en) | 1993-10-25 |
Family
ID=13991148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59090175A Granted JPS60234366A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | light driven thyristor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234366A (en) |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59090175A patent/JPS60234366A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60234366A (en) | 1985-11-21 |
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