CN201066692Y - P沟道大功率半导体恒电流二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种P沟道大功率半导体恒电流二极管，它包括N型半导体衬底(2)，在N型半导体衬底(2)上设有P型半导体区域(4)和P型半导体区域(3)，P型半导体区域(4)和P型半导体区域(3)通过电极(7)连接；在P型半导体区域(4)上设有N+型半导体区域(6)，N型半导体衬底(2)、P型半导体区(4)和N+型半导体区(6)通过电极(8)连接；在P型半导体区域(3)上设有N+型半导体(5)，N+型半导体(5)连接电极(9)。本实用新型的特点是通过半导体器件结构的物理过程实现恒流特性，具有利用半导体物理特性、实现恒流电路的功能，结构简单，采用电流扩展方法可以直接恒流驱动负载的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用半导体结构的物理过程实现恒电流特性的P沟道大功率半导体恒电流二极管，属于二端半导体器件技术领域。
背景技术
现有技术中，恒电流源是电子设备和装置中常用的一种技术，一般采用电子模块或集成电路实现。恒电流二极管是实现恒流源的一种半导体器件。目前国际国内的恒流二极管通常都是小电流、小功率的产品(输出电流：0.5mA-10mA；)，主要用于电子电路中的基准电流设定。由于电流、功率过小，不能直接驱动负载。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种利用半导体物理特性、可以直接驱动负载的P沟道大功率半导体恒电流二极管，以克服现有技术的不足。
本实用新型的P沟道大功率半导体恒电流二极管，它包括N型半导体衬底(2)，在N型半导体衬底(2)上设有一个P型半导体区域(4)和一个P型半导体区域(3)，P型半导体区域(4)和P型半导体区域(3)通过金属电极(7)连接；在P型半导体区域(4)上设有N+型半导体区域(6)，N型半导体衬底(2)、P型半导体区(4)和N+型半导体区(6)通过金属电极(8)连接；在P型半导体区域(3)上也设有N+型半导体(5)，N+型半导体(5)连接金属电极(9)。金属电极(9)的输出电流为20mA-1A。
本实用新型的特点是通过半导体器件结构的物理过程实现恒流特性，不是集成电路和电子模块(组件)的技术。电子模块组件是采用电子器件(包括集成电路)在电路板上按电路方式组装构成，体积较大。集成电路是将电子元器件按电路方式制作在一块半导体材料上，集成电路的结构复杂，特别是大功率集成电路。集成电路和电子模块(组件)都是多端口电子部件，安装使用不便。本实用新型利用结型场效应管JFET作为小电流恒流源，向担任电流扩展的双极型晶体管提供恒定基极电流，经过双极型晶体管成比例(线性)放大(扩展)成为大恒定电流。在半导体材料上采用半导体器件结构实现其物理功能。同现有的集成电路和电子模块(组件)技术相比，本实用新型具有利用半导体物理特性、实现恒流电路的功能，而且结构简单，采用电流扩展方法可以直接恒流驱动负载的优点，表现于现有二极管的一些技术特征，也可以作为恒电流电源直接驱动负载。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图；
附图2为本实用新型的等效电路图；
附图3为本实用新型恒流二极管的电路特性图。
具体实施方式
本实用新型的实施例：在N型半导体衬底(2)上扩散出一个P型半导体区域(4)和一个P型半导体区域(3)，P型半导体区域(4)和P型半导体区域(3)通过金属电极(7)连接；在P型半导体区域(4)上扩散出N+型半导体区(6)形成P型沟道结型场效应管JFET的栅极，将P型半导体区域(4)作为P型沟道结型场效应管JFET；将N型半导体衬底(2)、P型半导体区(4)和N+型半导体区(6)通过金属电极(8)连接，形成小电流恒流源；在P型半导体区域(3)上扩散出N+型半导体(5)，N+型半导体(5)连接金属电极作为负极；N型半导体衬底(2)下面连接金属电极(1)作为正极。在半导体材料上方设有一层二氧化硅(10)。
本实用新型等效电路如图2所示，I1是小电流恒流源，经电流放大单元将I1的电流扩展，形成大电流恒流源。本实用新型采用P型半导体区域(3)上的N+型半导体(5)作为双极型晶体管发射极，P型半导体区域(3)作为双极型晶体管的基极与P型沟道结型场效应管JFET栅极连接，N型半导体衬底(2)作为双极型晶体管集电极。通过上述半导体结构实现大功率恒电流输出。
本实用新型的器件特性相当于一个大功率恒电流二极管(如图3所示)，金属电极(9)的输出电流可达到20mA-1A系列的输出恒定电流，而当前普通的恒电流二极管只能输出0.5mA-10mA的电流。
Claims (2)
1.一种P沟道大功率半导体恒电流二极管，它包括N型半导体衬底(2)，其特征在于：在N型半导体衬底(2)上设有一个P型半导体区域(4)和一个P型半导体区域(3)，P型半导体区域(4)和P型半导体区域(3)通过金属电极(7)连接；在P型半导体区域(4)上设有N+型半导体区域(6)，N型半导体衬底(2)、P型半导体区(4)和N+型半导体区(6)通过金属电极(8)连接；在P型半导体区域(3)上也设有N+型半导体(5)，N+型半导体(5)连接金属电极(9)。
2.如权利要求1所述的P沟道大功率半导体恒电流二极管，其特征在于：金属电极(9)的输出电流为20mA-1A。
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