[實(shí)用新型]快開通晶閘管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220324574.0
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN203150555U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏家圣;張橋;劉小俐
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北臺基半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/744
• 代理公司: 襄陽嘉琛知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42217
• 代理人: 嚴(yán)崇姚

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于晶閘管器件技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種半導(dǎo)體快開通晶閘管器件，主要應(yīng)用于串聯(lián)逆變電源、脈沖功率器件等裝置。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的晶閘管器件，多采用條狀門極、工字形門極，此類門極的設(shè)置相對陰極面都不是均勻分布。而提高快速晶閘管的快開通效果，首先要提高快開通晶閘管的開關(guān)速度和初始導(dǎo)通面積大小。可以縮短快速晶閘管的關(guān)斷時(shí)間和開通時(shí)間來提高開關(guān)速度，但器件關(guān)斷時(shí)間和開通時(shí)間的縮短，同時(shí)將引起通態(tài)壓降、擴(kuò)展速度、di/dt、開關(guān)損耗等對于頻率特性至關(guān)重要的一系列動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的變化。?

現(xiàn)有技術(shù)中通過加長放大門極線，使快速晶閘管陰極面的放大門極呈現(xiàn)輻射狀，該輻射結(jié)構(gòu)可由多條漸開線構(gòu)成，雖然能夠在一定范圍內(nèi)提高工作性能，但由于漸開線多指條放大門極很長，在漸開線多指放大門極觸發(fā)導(dǎo)通的動(dòng)態(tài)過程中，放大門極條本身電阻限制了指條末端的晶閘管陰極區(qū)的觸發(fā)電流強(qiáng)度，導(dǎo)致放大門極指條各區(qū)域控制開啟時(shí)間不均勻、di/dt耐量低、門極控制開啟均勻性差、開啟動(dòng)態(tài)熱對稱性差等缺點(diǎn)。?

漸開線形排列的短路點(diǎn)間距具有不均等性，而短路點(diǎn)的分布對開通擴(kuò)展速度有直接的影響。?

快開通晶閘管是PNPN四層三端結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，經(jīng)過特殊放大門極線的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和少數(shù)載流子控制技術(shù)，使其比普通晶閘管具有更高的開關(guān)速度，從而適用于200Hz~5kHz的電力變流器。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是采用提高放大門極延長線，提高初始導(dǎo)通面積，并使延長線所處陰極區(qū)周圍均勻分布結(jié)構(gòu)的快開通晶閘管。?

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：快開通晶閘管，包括管殼和封裝在該管殼內(nèi)的半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片為PNPN四層三端結(jié)構(gòu)，芯片上設(shè)有短路點(diǎn)、中心門極G、放大門極G、陰極K和陽極A，其特征在于：所述的放大門極G為旋轉(zhuǎn)環(huán)繞中心門極G、且一端均勻分布并與中心門極G連接的漸開線指條。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的半導(dǎo)體芯片由硅片、鉬片焊結(jié)而成，或由下鉬片、硅片、上鉬片壓接而成。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的環(huán)繞中心門極G的漸開線指條為圓弧形漸開線指條。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的環(huán)繞中心門極G的漸開線指條為分段漸開線指條。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的短路點(diǎn)為呈漸開線指條或圓弧形漸開線或分段漸開線指條排列的陰極圖形，短路點(diǎn)直徑0.06∽0.6mm，最近短路點(diǎn)間距為0.5∽3.5mm。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的分段漸開線指條為分段變寬漸開線指條。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的環(huán)繞中心門極G的分段漸開線指條為半正六邊形漸開線指條，短路點(diǎn)為呈正六邊形排列的陰極圖形，短路點(diǎn)直徑0.06∽0.6mm，最近短路點(diǎn)間距為0.5∽3.5mm。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的半正六邊形漸開線指條外側(cè)指段寬度小于中間指段寬度，內(nèi)側(cè)指段寬度大于中間指段寬度。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的漸開線指條或圓弧形漸開線或分段漸開線指條為順時(shí)序或逆時(shí)序排列。?

本實(shí)用新型技術(shù)解決方案中所述的漸開線指條或圓弧形漸開線或分段漸開線指條為4∽6條。?

本實(shí)用新型基于對晶閘管開通面積及開通均勻性方面考慮，采用旋轉(zhuǎn)環(huán)繞中心門極G、且一端均勻分布并與中心門極G連接的漸開線指條作為放大門極，明顯提高了大面積晶閘管門極延長線的長度，且使其均勻分布，提高初始導(dǎo)通面積，并使延長線所處陰極區(qū)周圍均勻分布，使放大門極都能均勻同時(shí)開通，提高快速開通的效果。本實(shí)用新型改善了快開通晶閘管的門極控制開通時(shí)間、di/dt耐量、快開通的均勻性，使其動(dòng)態(tài)特性得到較好的控制，達(dá)到同步開通的效果。本實(shí)用新型具有提高放大門極延長線、提高初始導(dǎo)通面積、并使延長線所處陰極區(qū)周圍均勻分布的特點(diǎn)。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于串聯(lián)逆變電源、脈沖功率器件等裝置。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2、實(shí)施例3中短路點(diǎn)排布示意圖。?

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例5的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式