[實(shí)用新型]一種快速晶閘管

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920189621.3
• 申請(qǐng)日: 2009-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201667335U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇;張海鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州漢安半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/082
• 分類號(hào): H01L27/082;H01L29/94;H01L29/41
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及大功率半導(dǎo)體器件-電力晶閘管，具體涉及KK200A-KK1600A系列快速晶閘管。?

背景技術(shù)

常規(guī)KK200A-KK1600A系列快速晶閘管存在門極控制開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)、di/dt和dv/dt耐量低、門極控制開(kāi)啟均勻性差、開(kāi)啟動(dòng)態(tài)熱對(duì)稱性差、高溫可靠性差、通態(tài)電流較低、通態(tài)壓降較高等特點(diǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了提供一種快速晶閘管，從而顯著改善快速晶閘管的門極控制開(kāi)啟時(shí)間、di/dt和dv/dt耐量、門極控制開(kāi)啟均勻性、開(kāi)啟動(dòng)態(tài)熱對(duì)稱性、高溫可靠性、通態(tài)電流和通態(tài)壓降等性能。?

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用如下技術(shù)方案：?

一種快速晶閘管，該器件結(jié)構(gòu)制作在圓形導(dǎo)體基片上，放大門極設(shè)計(jì)成漸開(kāi)線多指結(jié)構(gòu)；該器件結(jié)構(gòu)包括圓形中心門極，在沿徑向距離圓形中心門極外緣一定距離處設(shè)有具有齒輪式放大門極內(nèi)基圓、凸起式放大門極外基圓和漸開(kāi)線式放大門極分指的漸開(kāi)線多指放大門極，所述漸開(kāi)線多指放大門極指數(shù)隨器件規(guī)格升高而適當(dāng)增加，在沿徑向距離所述漸開(kāi)線式放大門極分指末端一定距離處設(shè)置以內(nèi)圓和外圓為邊界的邊緣倒角，在圓形中心門極和漸開(kāi)線多指放大門極以外的陰極面上以一定的密度和規(guī)則分布一定直徑的圓形常規(guī)短路點(diǎn)。?

作為優(yōu)選，將KK200A-KK1600A系列快速晶閘管放大門極設(shè)計(jì)成漸開(kāi)線多指結(jié)構(gòu)，該器件結(jié)構(gòu)原理：漸開(kāi)線式放大門極分指鋁層與中心放大門極相連，并且覆蓋在有陰極短路點(diǎn)分布的區(qū)域。漸開(kāi)線式放大門極分指的主要作用是在有陰極短路點(diǎn)分布的區(qū)域迅速建立等電位線，將輔助晶閘管的電流沿徑向和側(cè)向迅速分流，將分散的電流通過(guò)覆蓋的短路點(diǎn)比較均勻地迅速注入主晶閘管的門極，并以漸開(kāi)線式放大門極分指為基準(zhǔn)，沿其法向的P2區(qū)寄生橫向分布電阻上產(chǎn)生橫向壓降和電場(chǎng)，經(jīng)其他陰極短路電流如陰極，從而迅速而均勻的觸發(fā)整個(gè)主晶閘管導(dǎo)通。對(duì)于整個(gè)有效陰極面各點(diǎn)分布更趨于均勻分布，死點(diǎn)少，增加了開(kāi)啟均勻性，電流更趨于均勻分布，增加了開(kāi)啟動(dòng)態(tài)熱對(duì)稱性，溫度分布均勻，利于散熱，高溫可靠性增加，全面積導(dǎo)通更徹底，壓降更小，從而有助于提高采用該系列器件設(shè)計(jì)制作的整機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)性能，同時(shí)不影響整機(jī)系統(tǒng)的成本，因此具有更加良好的市場(chǎng)前景、有利于明顯提高該系列器件及其相關(guān)整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。?

一種快速晶閘管，包括主晶閘管和集成在主晶閘管內(nèi)的輔助晶閘管，兩個(gè)晶閘管擁有共同的陽(yáng)極，而輔助晶閘管的陰極經(jīng)一電阻與主晶閘管的門極相連。輔助晶閘管N20區(qū)上的陰極鋁層和P2區(qū)短路。當(dāng)晶閘管處于阻斷態(tài)、陽(yáng)極和陰極之間施加足夠高的電壓，且門極施加足夠大的電流I_G時(shí)，輔助晶閘管首先開(kāi)通。輔助晶閘管開(kāi)通后，其陰極k的電位迅速提高到接近陽(yáng)極電位，即k-K之間具有接近主晶閘管陽(yáng)極-陰極之間的電勢(shì)差，流過(guò)導(dǎo)通的輔助晶閘管的陽(yáng)極電流便成為主晶閘管的觸發(fā)電流，因而具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，流經(jīng)N21區(qū)下方的P2區(qū)橫向寄生電阻RP2和短路點(diǎn)時(shí)迅速引入較高的橫向壓降和電場(chǎng)，從而致使主晶閘管迅速開(kāi)通。流經(jīng)輔助晶閘管的電流進(jìn)入主晶閘管的門極而起到了中心放大門極電流作用，故稱為中心放大門極。P2區(qū)橫向寄生電阻RP2限制了輔助晶閘管過(guò)載，所以不會(huì)燒毀。?

本實(shí)用新型將KK200A-KK1600A系列快速晶閘管放大門極設(shè)計(jì)成漸開(kāi)線多指結(jié)構(gòu)，能夠有效改善快速晶閘管的門極控制開(kāi)啟時(shí)間、di/dt和dv/dt耐量、門極控制開(kāi)啟均勻性、開(kāi)啟動(dòng)態(tài)熱對(duì)稱性、高溫可靠性、通態(tài)電流和?通態(tài)壓降等性能，從而有助于提高采用該系列器件設(shè)計(jì)制作的整機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)性能，同時(shí)不影響整機(jī)系統(tǒng)的成本，因此具有更加良好的市場(chǎng)前景、有利于明顯提高該系列器件及其相關(guān)整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。?

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?

圖2是本實(shí)用新型的中心放大門極輔助開(kāi)啟原理示意圖?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明：?

如圖1所示，該一種快速晶閘管包括在其陰極側(cè)中心設(shè)有圓形中心門極1，在沿徑向距離圓形中心門極1外緣一定距離處設(shè)有具有齒輪式放大門極內(nèi)基圓2，7、凸起式放大門極外基圓3和漸開(kāi)線式放大門極分指4的漸開(kāi)線多指放大門極，漸開(kāi)線多指放大門極指數(shù)隨器件規(guī)格升高而適當(dāng)增加，在沿徑向距離所述漸開(kāi)線式放大門極分指4末端一定距離處設(shè)置以內(nèi)圓5和外圓6為邊界的邊緣倒角，在圓形中心門極1和漸開(kāi)線多指放大門極以外的陰極面上以一定的密度和規(guī)則分布一定直徑的圓形常規(guī)短路點(diǎn)。?