DE2362134A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

BLUMBACH · WESER . BERGEN & KRAMER PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN

DIPL-ING. P. G. BLUMBACH · DIPL-PHYS. Dr. W. WESER · DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN £2 WIESBADEN · SONNENBERGER STRASSE 43 ■ TEL (06121) 562943, 561998

DlPL-ING. R. KRAMER MÖNCHEN

WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated New York, N. Y. ν 1007, VStA

Hetherington 137

Halbleiterbauelement

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, insbesondere zur Verwendung als Schalter, mit einer Vielzahl im Leitungstyp auch bezüglich des Substrates alternierender Halbleiter schichten (P-EPl, N. P. N, P),

bei dem ein Transistoreffekt durch Wechselwirkung zwischen Substrat und zwei aufeinanderfolgenden benachbarten Schichten vorhanden ist.

Weil Halbleiterbauelemente in Kreuzpunkten von Vermittlungsnetzwerken gegenüber ihren metallischen Gegenstücken Vorteile bieten, interessierte man sich in den letzten Jahren sehr für dieses Gebiet, und es wurden in der Literatur eine Reihe von Festkörper-Vermittlungsnwtzwerken beschrieben. Der beispielsweise häufig als Kreuzpunktbauelement verwendete pnpn-Thyristor ist Schaltern mit Metallkontakten in einer Reihe von wichtigen Punkten überlegen. Er ist beträchtlich schneller

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arbeitet energieärmer, ist billiger und kann, was wichtig ist, leicht miniaturisiert und als integrierte Schaltung ausgeführt werden. Auf der anderen Seite weisen die als Kreuzpunktbauelemente verwendeten Halbleiter mindestens eine Eigenschaft auf, aufgrund derer sie nur in relativ kleinen Vermittlungsnetzwerken verwendet werden können. Denn wenn sich der Halbleiter im Zustand "Ein" oder Leitzustand befindet dann ist seine Impedanz, verglichen mit der Impedanz eines Kreuzpunkt bildenden metallischen Bauelementes, groß. Ein solches Impedanzverhalten ist schon deshalb unerwünscht, weil es die durch das Netzwerk übertragenen Signale mit einem Verlust befrachtet. Dieser Verlust ist ein Aspekt, auf den· sich die Erfindung richtet, und wird dadurch überwunden, daß man vorteilhaft ausnützt, was bis jetzt ein unerwünschter und sich-daraus ergebender Zustand war, daß man das Netzwerk als integrierte Schaltung ausführte.

Integrierte Schaltungen werden in der Weise hergestellt, daß man
auf einem elektrisch leitenden Siliziunisubstrat Bauelemente bildet, die im allgemeinen sehr dicht beieinanderliegen. Daraus ergibt sich, daß einige Maßnahmen ergriffen werden müssen, um jedes Element elektrisch vom Substrat zu isolieren, damit keine Kopplung zwischen

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ihnen auftreten kann. Ein bekanntes Isolationsverfahren ist das Diodenoder pn-Übergangsverfahren. Bei diesem Verfahren wird jedes· Element von einem in Sperrichtung vorgespannten pn-übergang umgeben, den man erhält, wenn man das p-Substrat der Schaltung mit dem am stärksten negativen Potential des Systems verbindet. Es tritt also in jedem Übergang ein hoher Widerstand auf. \Veil die Struktur der integrierten Schaltung physisch weder ergänzt noch geändert werden muß, ist darin ein Vorteil gegenüber anderen Verfahren wie etwa dem Lüftisolationsverfahren zn sehen, bei dem in der-Grundstruktur Luftspalten vorgesehen werden, um die Bauelemente zu trennen und so die Kopplung zu minirnallsieren. Doch weisen integrierte Schaltungen mit pn-Über- · gangen einen Nachteil auf, wegen dem man alternative Isolationsyerfahreh bevorzugt,

Die effektiven Dioden, die durch die in Sperrichtung vorgespannten pn-Übergänge dargestellt werden, bilden häufig unerwünschte Schaltungskomponenten, die die Wirkung der integrierten Schaltung stören. Zum Beispiel wird ein parasitärer pnp-Transistor durch das negativ vorgespannte p-Substrät, eine η-und eine p-Schicht einer integrierten pnpn-Halbleitersturktur gebildet. In einem Vermittlungsnetzwerk

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ti ,

kann dieser parasitäre Transistor so wirken, daß er Signalströme, die an einem Netzwerkdraht anliegen, mit dem Schaltμngssubstrat kurzschließt. Diese parasitären Effekte sind bekannt, und es wurden in der Vergangenheit Schritte unternommen, um sie zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren. So kann zum Beispiel die Stromverstärkung (ß) des parasitären Transistors mit Absicht kleiner gemacht werden. Der parasitäre Effekt kann mit Hilfe der oben erwähnten Luftisolierung reduziert werden. Diese Verfahren wird in bestimmten bekannten Festkörper-Vermittlungsnetzwerken verwendet.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, die bezeichneten Schwierigkeiten und Nachteile zu beheben.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einem Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung negativer als ein an das Halbleiterbauelement angelegtes Signal ist, und daß der effektive Transistor in seiner aktiven Zone vorgespannt ist, wenn sich das Halbleiterbauelement im leitenden Zustand befindet, wodurch der Transistorstrom aus dem negativ vor-

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gespannten Substrat aufnimmt und Signale verstärkt, die vom .Halbleiterbauelement geschaltet werden.

Der normalerweise unerwünschte parasitäre Transitoreffekt wird erfindungsgemäß vorteilhaft nicht nur dazu benutzt, um den bereits oben erwähnten, in Festkörper-Vermittlungsnetzwerken anzutreffenden Übertragungsverlust zu überwinden, sondern tatsächlich auch dazu, um in Netzwerkkreuzpunkten den Strom zu verstärken. Es ist also ein erfindungsgemäßes Merkmal,- daß in jedem. Kreuzpunkt eines integrierten Vermittlungsnetzwerkes ein effektives Halbleiterverstärkungselement realisiert wird, ohne daß die Bauelemente einer physischen Zusatzbehandlung unterzogen werden müssen, während sie hergestellt werden.

Ein spezielles erfindungsgemäßes Festkörper-Vermittlungsnetzwerk ist elektrisch als ein xy-Koordinatenfeld von Kreuzpunktschaltern, die irgendeinen Leiter aus einer Vielzahl von x-Koordinatenleitern mit irgendeinem Leiter aus einer Vielzahl von y-Koordinatenleitern verbinden, aufgebaut. Alle Kreuzpunktschalter sind pnpn_TThyristoren, deren Kathode bzw. -Anode mit einem x- bzw. y-Koordinatenleiter,

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dort wo sich die Koordinatenleiter im Koordinatenfeld schneiden, verbunden ist, wodurch auf konventionelle Weise ein einzelner Leiterweg zwischen jedem. x-Koordinatenleiter und irgendeinem y-Leiter entsteht. Welcher spezielle Kreuzpunkt gewählt wird, hängt üblicherweise von den Eigenschaften des pnpn-Thyristors ab. Der Thyristor wird leitend gemacht und durch einen Steuerimpuls, der an seine "Basis angelegt wird, in den Zustand "Ein" geschaltet. Er bleibt solange in diesem Zustand, wie ein Strom aus einer Vorspannungsquelle, der größer als ein vorherbestimmter Schwellenwertpegel ist, durch ihn hindurch fließt. Sobald der bezeichnete Strom unter diesen Pegel sinkt, kehrt der Thyristor in den Sperrzustand zurück. Bei dem für Beschreibungszwecke angenommenen erfindungsgemäßen Aufbaubeispiel werden die Basen der in Richtung der χ-Koordinaten liegenden Thyristoren mit Hilfe individueller Steuerleitungen für jede x-Koordinate zusammengeschaltet und so dafür gesorgt, daß eine der x-Koordinaten ausgewählt werden kann. Eine y-Koordinate wird aufgesucht, indem man gleichzeitig mit der Auswahl eines x-Leiters einen Strom aus der Vorspannungsquelle an einen ausgesuchten y-Leiter anlegt. Die erwähnte Vermittlungsnetzwerkorganisation und der Vorgang der.

Koordinatenwahl sind bereits bekannt. Netzwerke der bezeichneten Art wurden in verschiedener Weise als integrierte Schaltungen ausgeführt.

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Ein erfindungsgemäß als monolithische Schaltung ausgeführtes integriertes Vermittlungsnetzwerk wird konventionell und nach bekannten Verfahren hergestellt. Dabei werden sowohl die aktiven als auch die ".. passiven Elemente in ein einer Siliziumscheibe gebildet, indem man Verunreinigungen in vorherbestimmte Zonen eindiffundiert, um die elektrischen Eigenschaften zu verändern und pn-Übergänge herzustellen. Bei einem Verfahren wird, kurz gesagt, eine n-Schicht in ein Siliziumsubstrat, das mit einem p.-Dotierstoff dotiert ist, eingelassen, indem man sie in vorherbestimmte Zonen des Substrates, eindiffundiert, wo die Schaltungselemente gebildet werden sollen. Dann wird über der gesamten Oberfläche eine p-Epitaxieschicht aufwachsen gelassen und danach η-Kanäle durch die Epitaxieschicht bis zur eingelassenen n-Schicht eindiffundiert, damit an den Schaltungselementplätzen isolierte Zonen stehen bleiben. In diese isolierten p-Zonen werden nun Zonen aus n-Material und schließlich, wenn pnpn-Halbleiter Verlangt sind, Zonen aus prMaterial in die zuletzt erwähnten n-Zonen eindiffundiert. Was die Struktur der Plätze pnpn-Halbleiter angeht, so besteht sie offenbar aus einer η-Schicht, die eine ρ-Epitaxie schicht auf fünf Seiten umgibt, welch letztere ganz ähnlich eine η-leitende Schicht umgibt, in der sich dann ganz entsprechend und abschließend eine p-Schicht befindet. Die zuletzt-erwähnten drei Schichten sind also durch

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eine η-Schicht vom p-Substrat isoliert und durch einen pn-übergang abgetrennt.

. Der pn-Über gang, der das Substrat von der benachbarten n-Schicht des pnpn-Halbleiters abtrennt, wird nach dem erfindungsgemäß verwendeten Übergangsisolationsverfahrens in Sperrichtung vorgespannt, indem das am meisten negative Potential der Schaltung an das p-' leitende Substrat angelegt wird. Was die elektrische Verbindung
der beschriebenen Halbleiterzonen in einem beispielsweisen Netzwerkkreuzpunkt anbetrifft, so wird angenommen, daß die Anode die erste p-Schicht und die Kathode die die erste p-Schicht umgebende n-Schicht kontaktiert, und daß die Basis mit der verbleibenden n-Schicht verbunden ist. Diese elektrische Verbindung und die vorteilhaft angewendete
Isolation des pn-Übergangs, die durch Anlegen einer Vorspannung
in Sperrichtung zustande kommt, macht die erfindungsgemäße Signalverstärkung in einem Netzwerkkreuzpunkt möglich. Wenn ein pnpn-Kreuzpunkthalbleiter leitend gemacht wird, dann wird der pn-übergang zwischen der p-Epitaxieschicht und der Kathodenschicht in Durchlaßrichtung vorgespannt, und es fließt Strom zwischen der Anode und der Kathode des pnpn-Elementes. In dieser Zeit liegt ein weiteres
effektives Halbleiterelement in Form eines pnp-Transistors vor, der durch das p-Substrat, die eingelassene n-Schicht und die benachbarte

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ρ-Epitaxieschicht gebildet wird. Das bezeichnete Substrat ist der Kollektor, die Kathode des pnp-Elementes die Basis und die p-Epitaxieschicht der Emitter des bezeichneten Transistors. Weil der pn-übergang des Substrates in Sperrichtung vorgespannt ist, spannt der das pnpn-Element durchfließende Strom den effektiven Transistor in seiner aktiven Zone vor. Die Folge ist, daß Strom aus dem Substrat aufgenommen wird, der den Signalstrom verstärkt, der am Netzwerkpfad einschließlich des Kreuzpunktes anliegt, der Gegenstand der Überlegungen ist.

Es liegt also eine neue und verbesserte Festkörper-Netzwerkanordnungen mit einem verstärkend wirkeriden Halbleiter als integralem Teil eines Kreuzpunktes vor, der als Nebenprodukt des verwendeten Isolationsverfahrens einfach realisiert wurde.

Man versteht mehr über Aufbau, Wirkungsweise und Merkmale .eines erfindungs gemäß en Festkörper-Vermittlungsnetzwerkes, wenn man die weiter unten folgende spezielle Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten^-Zeichnungen betrachtet. Die Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 allgemein das Blockdiagramm des

elektrischen Aufbaus eines als Beispiel dienenden integrierten Vermittlungsnetz . Werkes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in perspektivischer Schnittansicht die

Einzelheiten der Struktur der integrierten Schaltung eines der in Fig. 1 abgebildeten Kreuzpunktes.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Xachrichtenvermittlungsnetz werk mit einem xy-Koordinatenfeld von Kreuzpunktschaltern 10, die mit einem als Träger dienenden Substrat 11 ein vollständiges Ganzes bilden, dargestellt. Die integrierte Schaltung wird·so hergestellt, daß in den Kreuzpunkten der Schalter 10 eine Vielzahl von Leitern 12 zur x-Koordinatenwahl und von Steuerimpulsleitern 13 sowie eine Vielzahl von Leitern 14 zur y-Koordinatenwahl miteinander verbunden werdend Weil die Schalter 10 identisch sind, sind die elektrischen Details nur eines einzigen Schalters, des Schalters 10' , dargestellt, der ein pnpn-Halbleiterthyristor 15a ist, dessen Schichten zur Erleichterung der Identifizierung nachstehend als "p-epi", "n", "p" und "n" (eingelassene Schicht) bezeichnet werden. Das verwendete

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Halbleitersymbol soll anzeigen, daß die eingelassene η-Schicht die übrigen Schichten vollkommen vom Substrat 11 isoliert. Die Basis des Thyristors 15a kontaktiert die η-Schicht und ist über eine Diode 15b mit dem Steuerimpulsleiter 13' verbunden. Die Kathode und Anode des Thyristors 15a kontaktieren die eingelassene n-Schicht bzw. die p-Schicht und sind mit einem x-Koordinatenleiter 12' bzw. einem y-Koordinatenleiter 14' verbunden. Die Basis und die Anode sind über einen Widerstand 15c miteinander verbunden. Die soeben beschriebenen elektrischen Verbindungen sind für Thyristorschalter in Netzwerkkreuzpunkten allgemein kennzeichnend und sollen für das erfindungsgemäße Verfahren den SchaltungsZusammenhang eines beispielsweisen Kreuzpunktes demonstrieren.

Das in. der Fig. 1 dargestellte Koordinatenfeld mit rechtwinkligen Koordinaten zeigt nur Kreuzpunkt-Beispiele. Praktisch weist das Netzwerk eine beliebige Kreuzpunktzahl auf, die durch die Systembebindungen sinnvoll festgelegt werden kann. Obwohl es für das Verständnis der Erfindung unwesentlich ist, soll kürz eine Periphereschaltung, wie sie einem Vermittlungsnetzwerk der hier diskutierten Art in der Regel zugeordnet ist, betrachtet werden. Die x-Koordinatenleiter sind über Wandler mit Eingangs signal quellen wie etwa der

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Quelle 16 verbunden, die über den Wandler 17 an den Leiter 12' •gekoppelt ist. Der Thyristor 15a wird von einer Vielzahl von Steuerimpulsquellen, zum Beispiel der mit dem Leiter 13' verbundenen Quelle 18, gesteuert. Alle y-Koordiantenleiter sind am Netzwerkausgang mit einer Schaltung versehen, die die Thyristoren vorspannt und ihnen Strom zuführt. Ferner ist am Netzwerkausgang eine Einrichtung vorgesehen, die Signale, die durch das Netzwerk übertragen, verfügbar macht. Stellvertretend für alle anderen y-Koordinatenleiter ist der Leiter 14' so dargestellt, daß er über einen Ausgangsanschluß mit der Vorspannungsgebenden Stromquelle 19 (bias current source) verbunden ist. Weil die Details der Eingangs-Ausgangs- und Steuer schaltungen bekannt sind, sind sie nur in Blockform dargestellt und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden, außer wenn es darum geht, die Art der erzeugten Ausgangssignale zu spezifizieren.

Wie die in der Fig. 1 dargestellten Netzwerkelemente als integrierte Schaltung ausgeführt werden, demonstriert die in der Fig. 2 abgebrochen wiedergegebene Schnittansicht eines Aufbaubeispiels. Der in der Sehnittansicht abgebildete Teil der integrierten Schaltung

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weist ein p-Siliziumsubstrat 21 auf, auf dem die pnpn-Thyristoren, Dioden und Widerstände der Kreuzpunkte mit Hilfe bekannter Diffusionsverfahren als isolierte Schichten als Halbleitermaterial gebildet sind. In der Figur ist eine einzelner Kreuzpunkt mit "zwei kongitudinal verlaufenden Schichten 22 und 23 dargestellt, die-man beide zuerst in das Substrat 21 eindiffundiert und mit einer in der Zeichnung als ρ gekennzeichneten, aufwachsengelassenen ρ-Epitaxieschicht 25 überdeckt. Dann diffundiert man wieder Material in die Epitaxieschicht ein, um diese zu durchdringen, damit die ursprünglich eindiffundierten, gerade erwähnten, η-Schichten als eingelassene und von den p-Schichten 25a bzw. 25b, welch letztere innerhalb der n-Schiehten 22 bzw. 23 angeordnet sind, isolierte Schichten stehen bleiben. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die n-Schichten 26a bzw. 26b in die p-Epitaxieschichten 25a bzw. 25b und in einem letzten Verfahrens schritt die p-Schicht 27 in die n-Schicht 26 a eindiffundiert. Die so gekennzeichneten Halbleiterschichten können mit den in der Fig. 1 schematisch dargestellten Elementen wie folgt in Verbindung gebracht werden: Die Schicht 22 bildet die n-leitende iS^chicht eines-Thyristors 15a und ist dessen Kathode, die er mit anderen Kreuzpunkten seiner x-Koordinate, die in der Fig. 1 schematisch durch den Leiter 12 wiedergegeben wird, gegemeinsam hat. Die Schicht 23 bildet mit der ρ-Epitaxieschicht 25b

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die Diode 15b und ferner einen Steuerimpulsleiter 13 in Richtung der x-Koordinate. Die Schicht 26a stellt den n-Basiskontakt des Thyristors 15a dar. Die Schicht 26b baut den Widerstand 15c auf. Die Metalleiter 28 und 29 komplettieren die Schaltungsverbindungen des in der Fig. 2 als Beispiel angeführten Kreuzpunktes. Der Leiter 28 entspricht dem y-Koordinatenleiter 14 und stellt als solcher eine elektrische Verbindung mit der p-leitenden Anodenschicht 27 des Thyristors 15a und einem Ende der Widerstandsschicht 26b her. Der metallische Leiter 29 kontaktiert die Basisschicht 26a und das andere Ende der bezeichneten Widerstandsschicht 26b, um die Kreuzpunktverbindungen zu vervollständigen.

Ausgehend von dem soeben beschriebenen Aufbau des als Beispiel angeführten erfindungsgemäßen Festkörper-Netzwerkes sollen die Wirkungsweisen desselben und seine neuen Merkmale beschrie- ben werden. Für diesen Zweck wird angenommen, daß der Kreuzpunkt 10^J des in der Fig. 1 abgebildeten Netzwerkes ausgewählt wurde, um einen Übertragungsweg durch das Netzwerk aufzubauen. Normalerweise sind die Dioden 15b der Kreuzpunkte, die dem Steuerimpulsleiter 13'in Richtung x-Koordinate zugeordnet sind, durch eine positive Spannung in Sperrichtung vorgespannt (back biased),

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die von einer Steuerimpulsquelle 19 angelegt wird, um sicherzustellen, daß der Thyristor 15a keinen Basisstrom aufnimmt. Wenn der Steuerimpulsleiter 13' als eine der Koordinaten, die den Kreuzpunkt 10* bestimmen, ausgewählt ist, legt die Quelle. 18 einen negativen Impuls an den Leiter 13' an, wodurch die Diode· 15b der ausgewählten Koordinaten in Durchlaßrichtung vorgespannt und ein Steuerimpuls an die Basen des Thyristors 15aangelegt wird, dessen Amplitude größer als ein vorherbestimmter Sehwell wertpegel ist, um die Thyristoren in den leitenden Zustand zu überführen. Wenn die Thyristoren ,leiten, ist ihre Impedanz zwischen Anode und Kathode klein. Sie bleiben auf den bezeichneten Steuerimpuls hin solange leitfähig, wie der Anoden-Kathoden-Strom größer als ein charakteristischer Strompegel, zum Vorspannen ist. Dieser vorspannungserteilende Strom wird von der Quelle 19 selektiv an den ausgewählten Leiter 14' in Richtung der y-Koordinate, die den Kreuzpunkt 10' der anderen Koordinate definiert, angelegt. Der Thyristor 15a des Kreuzpunktes 10' ist nun leitend und bleibt auch nach dem Eintreffen des von der Quelle 18 angelegten Steuerimpulses in diesem Zustand, bis die Quelle 19 keinen vorspannungsbildenden Strom (biasing current) mehr liefert.

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Wenn der pnpn-Thyristor 15a des Kreuzpunktes 10' in den leitenden Zustand übergeht,, dann ist der pn-Übergang (Kathode) in Durchlaßrichtung vorgespannt. Doch wird das Substrat entsprechend der erfindungsgemäß verwendeten Übergangsisolation mit dem negativsten Systempunkt verbunden, d. h. im vorliegenden Falle mit 3rde. Der np-Übergang (Kathode-Substrat) ist also immer in Sperrichtung vorgespannt. Es ergibt sich ein effektiver pnp-Transistor 15d, der in der Fig. 1 dargestellt ist, dessen p-Kollektor (Substrat) auf Erdpotential liegt. Der Emitter des Transistors 15d ist die p-epi-Schicht des Thyristors 15a und die Basis die eingelassene η-Schicht (Kathode) des bezeichneten Thyristors. Wenn der pn-Übergang (Kathode) des Thyristors in Durchlaßrichtung vorgespannt wird, wird der effektive Transistor 15d in seiner aktiven Zone vorgespannt. Die Folge ist, daß Strom, aus dem Substrat 11 aufgenommen wird und den von der Quelle IC angelegenten Signalstrom verstärkt. Man kann die von dem effektiven Transistor Iod bewirkte Verstärkung aus den in ihm fließenden Augenblicksströmen herleiten. So besteht eine Beziehung zwischen dem durch den Emitter des bezeichneten Transistors fließenden Augenblicksstrom i dem Augenblicksstrom i. aus der Quelle 16 und dem augenblicklichen Substratstrom in . In

sub

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positivem Umlaufs sinn genommen, ist der Augenblicks strom i durch den Emitter des Transistors 15d gegeben als:

out+ in+ sub+ - (1)

In negativem Umlaufssinn genommen, ist der Augenblicksstrom i

durch den Emitter des Transistors 15d gegeben als:

out- in- sub- . (2)

Daraus folgt allgemein:

out in sub , (3)

i , = ß . x i. (4)

sub si in ·

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β . ist die Stromverstärkung des Transistors 15d. Die .Verstärkung des Kreuzpunktes 10' ergibt sich also aus der Beziehung:

(ß . + 1) χ i.
^{= S1}

Jeder in einem Festkörper-Kreuzpunkfclement auftretende Serienwiderstand kann leicht durch Betas in der Größenordnung von 0, 1 kompensiert werden.

Es wurde nur ein spezielles erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. Fachleute können natürlich verschiedenartige und zahlreiche andere Anordnungen entwerfen, ohne vom Inhalt und Schutzumfang, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

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Claims (2)

BLUMBACH -WESER · BERGEN & KRAMER PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN ' O O O 9 A O J DIPL-ING. P. G. BLÜMBACH ■ DIPL-PHYS. Dr. W. WESER · DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-ING. R. KRAMER ti WIESBADEN · SONNENBERGER STRASSE 43 ■ TEL. (06121) 5629«, 561998 ' MÖNCHEN Wesfern Electric Hetherington PATENTANSPRÜCHE

1. J Halbleiterbauelement, insbesondere zur Verwendung als —'

Schalter, mit einer Vielzahl im Leitungstyp auch bezüglich des Substrats (Fig. 2; 21) alternierenderHalbleiterschichten (Fig. 2; P-EPl/N, P, N, P)₁ bei dem ein Transistoreffekt durch Wechselwirkung zwischen Substrat und zwei aufeinanderfolgenden benachbarten Schichten vorhanden ist, ' -

dadurch gekennzeichnet,

daß das Substrat mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung negativer als ein an das Halbleiterbauelement angelegtes Signal ist und daß der effektive Transistor in seiner aktiven Zone vorgespannt ist, wenn sich das Halbleiterbauelement im leitenden Zustand befindet, wodurch der Transistor Strom aus dem negativ vorgespannten SLibstrat aufnimmt und Signale verstärkt, die vom Halbleiterbauelement geschaltet werden.

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2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnez,

daß es mit mindestens einem weiteren derartigen Halbleiterbauelement zum Erhalt eines Schalterfeldes kombiniert ist, daß eine Vielzahl von Eingängen selektiv mit einer Vielzahl von Ausgängen verbindet.

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