DE7010576U

DE7010576U - Gesteuerter gleichrichter.

Info

Publication number: DE7010576U
Application number: DE7010576U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-03-21
Publication date: 1972-07-06
Also published as: US3579060A; FR2041091A1; IE33733L; IE33733B1; DE2013742A1; JPS4916238B1; SE364597B; BE747682A; FR2041091B1; GB1301192A; DE2013742C2; BR7017620D0

Description

GENERAL ELECTRIC COMPAlTY, Schenectady, N.Y., V.St.A.

Gesteuerter Gleichrichter

Die Neuerung bezieht sich auf gesteuerte Gleichrichter mit verbesserten Schalteigenschaften.

Es ist gut bekannt, daß gesteuerte Gleichrichter in der den Klemmen zugeführten Potentialdifferenz, die noch sicher gesperrt werden kann, begrenzt sind durch den Betrag, um den Betrag, um den die Stromleitfähigkeit erhöht werden kann und um den Betrag, mit dem ein Leitendwerden wiederholt werden kann. Es wurden verschiedene Vorschläge zur Verbesserung der oben erwähnten Eigenschaften gemacht. Unglücklicherweise führen solche Verbesserungen häufig nur zur Verbesserung einer Eigenschaft auf Kosten einer anderen.

Gemäß der Neuerung ist ein gesteuerter Gleichrichter vorgesehen, der große zugeführte Spannungen sicher blockiert und der auch rasche Anstiege in Spannung und Strom ohne schädliche Wirkungen aushält. Der erfindungsgemäße gesteuerte Gleichrichter kann auch mit größerer Einschaltfrequenz betrieben werden. Dej erfindungsgemäße gesteuerte Gleichrichter arbeitet auch noch bei einem schwachen Steuersignal zuverlässiger als bekannte ge-Eiteuerte Gleichrichter mit entsprechenden Nennströmen.

701Q5¹""

fo-e.

Gemäß der Neuerung ist ein gesteuerter Gleichrichter vorgesehen, der ein einen Hauptstrom führenden Halbleiterteil und einen Steuersignalevers Wirkenden Halbleiterteil aufweist, die eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schicht aufweisen, wobei die nebeneinanderliegenden Schichten entgegengesetzte Leitfähigkeit haben und wobei Übergänge zwischen diesen Schichten gebildet sind. Die zweite, die dritte und die vierte Schicht des Haupt-Halbleiterteils und des Verstärker-Halbleiterteils sind aus einem Stück hergestellt. Die erste Schicht des Verstärker-Halbleiterteils ist ringförmig ausgebildet und trennt die Flächen der zweiten Schichten des Verstärker- und des Haupt-Halbleiterteils. Entsprechend trennt die.Oberfläche der zweiten Schicht des Haupt-Halbleiterteils die erste Schicht des Verstärker-Halbleiterteils von der ersten Schicht des Haupt-Halbleiterteils. Es sind Schaltungselemente vorgesehen, die eine elektrische Verbindung geringer Impedanz zwischen der ersten Schicht des Verstärker-Halbleiterteils und der zweiten Schicht des Hsupt-Halbleiterteils vorsehen. Mit der zweiten Schichtoberfläche des Verstärker-Halbleiterteil3 ist ein Steuerteil verbunden. Es ist eine Vorrichtung mit der ersten Schicht des Verstärker-Halbleiterteils verbunden, damit ein Nichtleitendwerden des Verstärker-Halbleiterteils vor dam Leitendwerden des Haupt-Halbleiterteils unterbunden wird, und es sind f>rner erste und zweite den Hauptstrom führende Anschlußklemmen mit der ersten Schicht des Haupt-Halbleiterteils und den vierten Schichten der beiden Halbleiterteile verbunden.

Die Neuerung ist ferner auf einen gesteuerten Gleichrichter mit einem Halbleiterkörper gerichtet, der zwei Emitterschichten nid zwei dazwischenliegende Quarzschichten aufweist, wobei die nebeneinanderliegenden Schichten vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind und Übergangszonen zwischen nebeneinanderliegenden Schichten vorhanden sind. Eine der Emitterschichten enthält einen ringförmigen Hilfsteil und einen Hauptteil. Eine Basisschicht neben dieser einen Emitterschicht weist einen

i] Hilfssteueroberflächenteil und einen Hauptsteueroberflächenteil \\ auf, die durch den Hilfsteil der einen Emitterschicht voneinander getrennt sind. Das Steuerten isx mix dem Hilfssiieuex-oberflächenteil verbunden. Das Hauptsteueroberflächenteil ist näher an der übrigen Emitterschicht angeordnet als die Oberfläche der einen Emitterschicht. Das Hauptsteueroberflächenteil enthält einen Teil, der mit einem Rand des ringförmigen Hilfsteils verbunden ist und mehrere fingerartige Teile, die von dem zugehörigen Teil wegragen und in das Hauptteil der einen Emitterschicht eingreifen. Ein leitendes Teil mit geringer Impedanz ver- ^] bindet den rir örmigen Hilfsteil der einen Emitterschicht elektrisch mit dei uptsteueroberriächenteil der danebenliegenden Basisschicht. e erste den Hauptstrom führende Klemme ist mit dem Hauptteil c einen Eia^ters verbunden und liegt über dem Haupt3teueroberflä;-henteil und in einem gewissen Abstand ohne leitende Verbindung über dem elektrisch leitenden Teil mit geringer Impedanz. Eine zweite den Hauptstrom führende Anschlußklemme ist mit der übrigen Emitterschicht des Halbleiterkörpers verbunden.

\ Ausführungsformen der Neuerung werden nachstehend anhand der *- Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

y Pig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen gesteuerten j j Gleichrichter gemäß der lieuerung, wobei der HaIb-

■/ leiterkörper und die zugehörige Kathodsnkontakt-

schich.t im Schnitt dargestellt sind,

j, lig. 2 eine Ansicht des Halbleiterkörpers r.it der j^! Kathod.enkontakxsc^icht, der Hauptsteuerkontakt-

h schicht und der daran befestigten Hilfssteuer-

.: kontaktschicht, von oben,

ί^: Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Pig. 2,

Pig«. 4 3inen vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Pig. 5 eine Ansicht des Halbleiterkörpers mit entfernten Kontaktschichten von oben,

Pig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Viertels des Halbleiterkörpers,

Pig. 7 ein schematiscb.es Betriebsschaltbild,

Pig. 8 eine Ansicht eines Ausschnittes einer abgewandelten Ausführungsform eine3 Halbleiterkörpers gemäß der Neuerung mit aufgesetzter Eauptsteuerkontaktschicht von oben und

Pig. 9 ein schematisches Betriebsschaltbild für die abgewandelte Ausführungsform des Gleichrichters gemäß der Neuerung.

In Pig. 1 ist ein gesteuerter Gleichrichter oder Thyristor 100 dargestellt, der eine Teilanordnung 200 aufweist. Wie man am besten in den Figuren 2 bis 6 erkennt, enthält die Teilanordnung 200 einen Halbleiterkörper 202. Der Halbleiterkörper weist eine p-leitende Anoden-Emitter-Schicht 204, eine η-leitende Anoden-Basis-Schicht 206, eine p-leitende Katoden-Baais-Schicht 208 und eine η-leitende Anoden-Emitter-Schicht 210 auf. Die Katoden-Emitter-Schicht wird durch einen zentrisch angeordneten ringförmigen Hilfsteil 212 gebildet, der durch einen Brückenteil 216 mit einem davon getrennten umgebenden Hauptemitterschichtteil 214 verbunden ist. Das Hilfsteil ist an der Stelle des Innen-

umfangs, die neben dem Brückenteil liegt, mit einer abgeflachten Seite 217 versehen. Die Oberflächen aller Teile der Katoden-Emitter-Schicht liegen in einer einzigen Ebene, die die 0b( cflache des Halbleiterkörpers bildet.

Die Katoden-Basis-Schicht ist mit einem Hilfssteuerteil versehen, welches zentrisch um den Hilfsteil der Katoden-Emitter-Schicht angeordnet ist. Die Katoden-Basis-Schicht, die den Hilfsteil der Katoden-Emitter-Gchicht umgibt, stellt einen Hauptsteuerflächenteil 220 dar, die eirai-. .nit leren ^.jil aufweist, der den Hilfsteil der Katoden-Emitter-Schicht umgibt und an ihn angepaßt ist und der mehrere strahlenförmig verlaufende fingerartige Teile 424 aufweist. Der mittlere Teil der Hauptsteuerfläche trennt den Hilfsteil und den Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht. Die fingerartigen Teile verzweigen sinh in radialer Richtung nach außen von dem mittleren Teil und sind radial so verteilt, daß sie in den Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht verzahnt eingreifen. Um den mittleren Abstand zwischen den fingerarti^en Teilen und den voneinandergetrennten Teilen des Hauptteils der Katoden-Emitter-Schicht zu vermindern, wobei jedoch die Fläcnenausdehnung der fingerartigen Teile begrenzt ist, sind die fingerartigen Teile mit Seitenarmen 22G, 228 und 230 versehen. Die Seitenarme 226, die dem Umfang des Halbleiterkörpers am nächsten liegen, sind langer als die Seitenarme 228, die wiederum langer sind als die Seitenarme 230. Die Länge der Seitenarme ist so gewählt, daß der Abstand zwischen entsprechenden Seitenarmen nebeneinanderliegender fingerartiger Teile gleich ist. Folglich wird der Tendenz der radial ausgerichteten fingerartigen Teile nach dem Außenumfang des Halbleiterkörpers hin auseinander zu gehen, entgegengewirkt. Der vollständige Hauptsteuerflächenteil der Katoden-Basis-Schicht liegt unt^r der Oberflächenebene der Katoden-Emitter-Schicht, d.h., der Hauptsteuerflächenteil liegt näher an der Anoden-Emitter-Schicht als die Oberfläche der Katoden-Emitter-Schicht.

Die Katoden-Dasis-Schicht ist zusätzlich mit mehreren voneinander getrennten Zonen 232 verseben, die so angeordnet sind, daß sie den Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht umgeben» Die Zonen 232 sind, so wie es dargestellt ist, auf radial

verlaufenden Linien mit gleichem Abstand von den danebenliegenden fingerartigen Teilen angeordnet. Die übrigen Zonen, <?ie näher an einem fingerartigen Teil als an einem anderen liegen, sind gleich weit von der. danebenliegenden Seitenarmen des nächsten daneben]legenden fingerartigen Teils entfernt. Weitere Zonen, die um den Umfang der fin^erartigen Teile angeordnet sind, liegen in der Mitte zwischen dem Außenumfang des Hauptteils der Katoden-Emitter-Sehicht und dem äußeren Ende der fingerartigen Teile. Die Zonen 232 ragen nach oben "bis zu der Oberflächenebene, die durch die Oberfläche der Katoden-Emitter-Schicht gebildet ist. Die Zonen 2'? sind so angeordnet, daß sie in den Bereichen des Hauptteils der Katoden-Einitter-Schicht l.iege-i, die andernfalls am weitesten von dar Flächenüberschneidung der I.atod in-Basis- und Emitter-Schichten liegen. Anders betrachtet, berühren die Zonen 232 die Teile des Hauptteiles der Hatoden-Eiriitter-Schicht, die am weitesten von Überschneidung der Katoden-Emitter-Schicht mit de/, Hauptsteueroberfläche-iteil und c*em Umfangsoberflächenteil der Katoden-Basis-Schicht entfernt sind.

Die Anoden-Emitter-Schicht vnd die Anoden-Basis-Schicht bilden an ihrer Zwischenfläche einen Anoden-Emitter-Übergang 234. Das Halfsteil der Katoden-Einitter-Schicht und die Katoden-Basis-Schicht bilden an ihrer Zwischenfläche einen Hilfs-Emitter-Übergang 238a. In ähnlicher Weise bildet der Hauptteil der Katodea-Emitter-Schieht und die Katoden-Basis-Schicht an ihrer Zvischenflache einen Hauptkatoden-Emitter-Übergang 23So. In Wirklichkeit eind natürlich die Hilfs- vnd Hauptkatoden-Emitter-Übergänge ein einziger durchgehender Übergang, da das Brückenteil der Katoden-Emitter-Schicht den Hilfs- un^ den Hauptteil verbindet.

Der Ha Lbieit, ;r! iroer ist an seinem Umfang abgeschrägt. Es ist eine erste ringförmige abgeschrägte Kante 235 vorgesehen, die den Anoden-Emitter-Übergang 234- schneidet. Es ist eine zweite

ringförmige abgeschrägte Kante 237 vorgesehen, die den Kollektor-Übergang 236 schneidet. Pa der Halbleiterkörper gewöhnlich dadurch hergestellt ist, daß ein p-Dotierungsmittel in einen n-Halbleiterkörper eindiffundiert wird, so daß sich Übergänge 234 und 236 bilden, haben die p-Schichter, die die Katoden-Lasis- und die Anoden-Emitter-Schichten bilden, einen niedrigeren Widerstand als die Anoden-Basis-Schicht. Dementsprechend bildet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die ringförmige abgeschrägte Kante 235 einen positiven Neigungswinkel gegenüber dem Anoden-Smitter-Übergang, während die ringförmige abgeschrägte Kante 237 einen negativen Neigungswinkel gegenüber dem Kollektorübergang bildet. Der Halbleiterkörper kann höhere Sperrspannungen aushalten und kann vor schädlichen Oberflächenspannungsiurchbrüchen durch die r^g^wive Abschrägung des Halbleiterkörpers durch einen Schnitt c;; s Kollektorübergangs unter einem Winkel von 1 bis 20° geschützt >ein. Vorzugsweise ist der Kollektorübergang negativ um einen Vinkel von 3 bis 9 geneigt. Eine ähnliche Verbesserung des Halbleiterkörper kann dadurch erreicht werden, daß der Halbleiterkörper an dem Anoden— ; Emitter-Übergang um einen Winkel von weniger als 90 positiv ; abgeschrägt ist. Natürlich können der positive and der negative Abschrägungswinkel identisch gewählt sein, so daß aie ringförmigen abgeschrägten Kanten 235 und 237 in Wirklichkeit eine einzige ringförmige geneigte Kante des E!albleiterkörpers bilden. Dies bringt den Vorteil, daß die Kosten für das Abschrägen vermindert werden. In der Praxir hat es sich jedoch gezeigt, daß es vorteilhaft ist, einen etwas steileren Abschrägungswinkel an dem Anoden-Emitter-Übergang als auch an dem Kollektor-Übergang zu verwenden, da der Anoden-Emitter-Übergang eine weniger kritische ^! Wirkung auf die Sperrspannungen bei vielen Anweisungen ausübt

und eine größere Neigung des Abschrägungswinkels an dem Anoden-Emitter-Übergang den Durchmesser des Halbleiterkörpers beträchtlich gegenüber dem mit einem weniger steilen Abschrägungswinkel ode:, einem einzigen Abschrägungswinkel an dem Kollektor-

Übergang und dem Anoden-Emitter-Ubergang vermindert; die Verminderung des Durchmessers des Halbleiterkörpers auf diese Weise beeinträchtigt jedoch nicht die gesamte Stromleitfähigkeit des Ha]bleiterbauelementes.

Zusätzlich zu dem Halbleiterkörper 202 enthält die Teilanordnung 200 auch eine Hilfssteuerkontaktschicnt 240, eine Hauptsteuerkontaktschi -.:ht 242 und einp Katodenkontaktschicht 244. Die HilfssteuerkontaKtschicht ist zentrisch auf dem Hilfsateuerteil der Katoden-Basi3-Schicht angeordnet. Die Hauptsteuerkontaktschicht liegt über dem ringförmigen Hilfsteil der Katoden-Emitter-Schicht und dem Hauptateueroberfläohenteil der Katoden-Basis-Schicht. Die Hauptsteuerkontaktschicht liegt quer über dem Hilfsemitterübergang am äußeren Umfang des ringförmigen Hilfsteils der Katoden-Emitter-Schicht und ist andererseits von dem Katoden-Emitter-Übergang getrennt. Die Katodenkontaktschicht berührt nur den Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht und den Umfangsteil der Katoden-Basis-Schicht, der den Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht umgibt. Am äußeren Rand der Katodenkontaktschicht sind mehrere Einsätze 246 gebildet, so daß die Katoden-Emitter-Schicnt nicht über der vollständigen Zwischenfläche des Umfangs der Katoden-Emitter-Schicht und des Uiafangs der Katoden-BasiF-Schicht liegt.

Damit eine elektrische Verbindung mit der Anoden-Emitter-Schicht besieh-:, isx die Seilanordnung mit einer Auflageplatte 250 versehen, die aus einem lietall besteht, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem des Halbleiterwerkstoffs, welcher die lialbleiterkörper bildet, etwas gleich ist. Pur Halbleiterkörper aus Silicium besteht die Auflageplatte vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise Wolfram, Molybdän oder Tantal, -.velches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als i · 10 cm/cm pro C und zwar vorzugsweise von weniger als 0,5 · 10 cm/cm pro ⁰C aufweist;. Die Auflageplatte ist an der Oberfläche der Anoden-Emitter-Schicht in bekanntar

sinrnr - _

Weise festgelötet oder auf andere Weise leitend damit verbunden. Eine dünne Schicht 2y2, axe aus einem nauiigieuiscii metall w£ispielsweise Gold oder Silber besteht, ist an der unteren Hauptfläche der Auflageplatte vorgesehen.

Um die Teilanordnung zu vervollständigen, ist ein nachgiebiges Ringteil 254 vorgesehen, welches die Teilanordnung mechanisch festhält und nachgiebig lagert und den Kollekt.orübergang und den Anoden-Emitter-Übergang vor Verunreinigungen schützt. Das Ringteil besteht aus einem Übergangspassivierungswerkstoff mit einem relativ großen Isolierungswiderstand und einer großen Durchschlagsfestigkeit und ist für Übe^gangsverunreinigungen undurchdringlich. Vorzugsweise besteht das Ringteil aus bekannten Passivierungswerkstoffen, die eine Durchschlagsfestigkeit von mindestens 4-0 * 10 V/cm und einen Isolierungswiderstand von mindestens 10 Ohm * cm aufweisen. Verschiedene käuflich erhältliche Arten von Silicongummi erfüllen diese elektrischen Anforderungen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ringteil dadurch gebildet, daß Silicongummi um den Umfang des Halbleiterkörpers und die Auflageplatte gegossen wird. Damit nicht allein das Ringteil den Kollektorübergang und den Anoden-Emitter-Übergang vor Verunreinigungen schützt, kann ein weiterer Passivierungswerkstoff zwischen dem Halbleiterkörper und dem Singteil eingesetzt sein. Beispielsweise kann dies ein bekannter Glaspassivierungsstoff sein. Dabei ist es nicht wesentlich, daß das Ringteil aus einem Passivierungswerkstoff besteht, wenn dies auch vorzuziehen ist, am den Glaspassivierungs3toff zu unterstützen und einen Schutz gegen irgendwelche Verunreinigungen in der Glaspassivierungsschicht zu erhalten, wodurch andererseits Verunreinigungen in die Übergänge eindringen könnten.

Bei einer Anordnung des gesteuerten Gleichrichters 100, so wie es in Pig. 1 dargestellt ist, befindet sich die Teilanordnung auf einem Sockelteil 102 des Anschlußteils 104·, so daß die dünne nachgiebige Schicht 252 der Auflageplatte 250 mit

• υ iujiu-ο,/./ί

diesem einen unter Druck stehenden ohm¹scheu Kontakt mit geringer Impedanz bildet. Das Anschlußteil 104· ist an einem ringförmigen Plansch 106 festgeschweißt oder auf andere Weise abgedichtet verbunden. Der Plansch ist wiederum abgedichtet an einem ringförmigen elektrisch isolierenden Ring 108 befestigt. Der Ring ist vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, der eine große Durchschlagfestigkeit hat, beispielsweise aus Clas oder keramischem Werkstoff. Die Außenfläche des Rings ist mit vier (ειο wie es dargestellt ist) ringförmigen Vorsprüngen 110 versehen, daimit der Weg auf der Außenfläche zwischen den entgegengesetzten Enden des Rings vergrößert wird. Das Ringteil 254 greift in die Innenfläche des Rings 108 ein, daraiυ die Teilanordnung auf dem Sockelteil des Anschlußteils 104- zentriert wird. Da das Ringteil vorzugsweise aus nachgiebigem Werkstoff besteht, schützt es die Teilanordnung auch vor mechanischen Stößen, die auf den Ring einwirken können.

Eine ringförmige Auflageplatte 112 ist über der Teilanordnung 200 angeordnet und liegt auf dsr Katodenkontaktschicht 24-4 auf. Diese ringförmige Auflageplatte kann aus dem gleich ,η Werkstoff bestehen, wie die Auflageplatte 250, es ist jedoch nicht notwendig, daß diese Auflageplatte aus Metallen besteht, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient demjenigen des Halbleiterkörpers entspricht, wenn die ringförmige Auflageplatte nicht direkt mit dem Halbleiterkörper verbunden ist. Wenn auch die Katodenkontaktschicht, die Hauptsteuerkontaktschichw und die Hilfssteuerkoutaktschicht direkt mit 'lern Halbleiterkörper verbunden sind, so können diese Schichten doch aus vielen verseniedenen Metallen hergestellt sein, die haftende Schichten an Halbleiterkörpern bilden können, wie beispielsweise Aluminium, Gold, Silber, Vanadium, Platin, Nickel, Wolfram, Chrom, Molybdän, Tantal und mehrschichtige Kombinationen aus diesen. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Kcntaktscnichten entsprechend dünn hält, und zwar in der Größenordnung von 100 & bis 2,5 ' 10~^ cm, so daß die thermische Beanspruchung, durch die

Kontaktschichten auf den Halbleiterkörper übertragen wird, trotz großer Unterschiede in den thermischen Ausdehnungseigenschaf-vcn vsrnaciils.HBijbar klein bleibt. Wenn natürlich die Kontaktschichten auü Metall bestehen, deren thermische Ausdehnungseigenschaften dem Halbleiterwerkstoff angenähert sind, dann können sie dicker gemacht werden. Gemäß 'Pig. 4 erkennt man, daß die ringförmige Auflageplatte auf der Katodenkontaktschicht aufsitzt, jedoch von der Hauptsteuerkontaktschicht getrennt angeordnet ist. Die ringförmige Auflageplatte weist an ihrer oberen Oberfläche eine dünne, nachgiebige Schicht 114 auf, die der nachgiebigen Schicht 252 ähnlich ist.

Die ringförmig Auflageplatte wird gegenüber der Teilanordnunß 200 durch ein ringförmiges Zentrierteil 116 zentriert, das in den Innenrand der ringförmigen Auflageplatte und einen unteren Kontaktteil 119 und eine Steuerfeder 120 eingreift. Das Zentrierteil besteht vorzugsweise aus dielektrischen Werkstoff. Das äußere Ende der Steuerfeder.ist verschiebbar in eine Aus-

] sparung 122 eingesetzt, die sich in dem Steueranschlußteil 124

befindet. Das Steueranschlußteil ist abgedichtet mit dem Ring • 108 verbunden.

Ein Doppelteil 125 des Gehäuseanechlußteils 126 ist auf die nachgiebige Schicht der ringförmigen Auflageplatte aufgesetzt und bildet mit dieser bei Drucir einen ohm¹ sehen Kontakt mit geringer Impedanz. Das Anschlußteil 126 entspricht dem Anschlußteil 104 mit der Ausnahme, daß es einen zentrischen Schlitz 128 aufweist, in dem sich, eine isolierende Auskleidung 130 befindet. Durch den Schlitz ist die Steuerfe^er zu dem mittleren Teil der oberen Oberfläche des Halbleiterkörper geführt, wobei die Auskleidung verhindert, _{daß ein} Ktjzschluß der Steuerfeder mit dem Gehäuseanschlußteil 126 entsteht. Der Schlitz verhindert auch, daß die Steuerfeder seitlich abgebogen wird. Das Gehäuseanschlußteil ist abgedichtet mit einem Plansch 132 verbunden, der wiederum einen Umfangsrandteil 134 aufweist.

Ein damit zusammenwirkender Plansch 136 ist abgedichtet mit dem isolierenden Sing 108 verbunden.

Beim Zusammenbau des gesteuerten Gleichrichters werden zunächst das Anschlußteil 104·* der Plansch 106, der Ring 103, der Steueranschluß 124 und der mit einem Rand versehene Plansch 136 zusammengebaut, so daß der untere Gehäuseteil entsteht. Die Auflageplatte 250 mit ihrer dünnen nachgiebigen Schicht 252 und. der Halbleiterkörper 202 mit den Kontaktschiohten 240, 242 und werden mit dem gegossenen Ringteil 254 verbunden. Die sich ergebende Teilanordnung 200 wird dann auf dem Sockelteil des unteren Gehäuseanschlußteils gesetzt. Daraufhin wird das Zentrierteil 116 an den Innenrand der ringförmigen Auflageplatte 112 angepaßt, welches dann auf die Katodenkontaktschicht aufgesetzt wird. Die Steuerfeder 120 wird dann in die Aussparung 122 der Steueranschlußklemme eingesetzt und gedreht, wobei ihr unteres Ende 118 nach oben gebogen wird, so daß es in die zentrische Öffnung des Zentrierteils eintritt. Das Abschlußteil 126 wird an dem Plansch 132 befestigt, so daß das obere Gehäuseteil entsteht. Das obere Gehäuseteil mit der Auskleidung 130 in dem Schlitz 128 des Abschlußteils wird dann eingesetzt, so daß das Sockelteil 124 über der ringförmigen Auflageplatte liegt. Der Schlitz 130 wird so ausgerichtet, daß er die Steuerieder aufnimmt.

Der Plansch 132 wird so angeordnet, daß der Randteil 134 in dem mit einem Rand versehenen Plansch 136 eingreift, wenn das Sockelteil 124 des Anschlußteils 126 auf die nachgiebige Schicht 114 auf der oberen Oberfläche der Auflageplatte gedrückt wird. Der Randteil 134 und der mit einem Rand versehene Planach 136 werden dann dicht miteinander kaltverschweißt, wobei die Gehäuseabschlußteile zusammengedrückt werden. Wenn der Gleichrichter \~erwendet wird, dann werden Druckkräfte auf das obere und das untere Abschlußteil 126 und 104 ausgeübt, wie e: in der

Technik gut bekannt ist, so daß die Teilanordnung 202 mit den Gehäaseanschlußteilen einen oha¹ sehen Kontakt mit geringer Impedanz bildet.

Der gesteuerte Gleichrichter oder Thyristor 100 kann anstelle von bekannten Thyristoren verwendet v.^:3rden, r.i; eine Katoden-Basis-Steueranschlußklemme aufweisen. Der beschriebene gesteuerte Gleichrichter kann jedoch wegen seines günstigen Aufbaus größere Spannungen an den Klemmen sperren, größere Amplituden der ansteigenden Spannungen und des ansteigenden Stroms aushalten, und zwar selbst bei großen 7Tiederholfrequenzen, und er kann mit einem geringeren Steuersignal als vergleichbare bekannte Thyristoren von seinem Sperrzusi-and in seinen leitenden Zustand umgeschaltet werden.

Gewisse Eigenschaften der Arbeitsweise des gesteuerten Gleichrichters lassen sich dann erkennen, wenn :nan die Teilanordnung als einen Hilfs- oder Steuersignalverstärkungsthyristor und einen Hauptthyristor auffasst, die aufbaumäßig dadurch zusammengefaßt sind, daß sie eine gemeinsame Anoden-Emitter-Schicht, eine Anoden-Basis-Schicht und eine Kaüoden-Basis-Schicht aufweisen. Der Hilfs- oder Signaiverstärkungsthyristor enthält den ringförmigen Hilfsteil 212 der Katoden-Emitter-Schicht ebenso wie die Teile der Katoden-Basis-Schicht 218, der Anoden-Basis-Schicht 206 und der Anoden-Emitter-Schicht 204, die unter dem Hiifsteil der Katoden-Emitter-Schicht liefen. Der Hauptthyri3tor besteht aus den übrigen Teilen der Anoden-Emjtter-Schicht der Anoden-Basis-Schicht und der Katoden-Basj-S-Schicht, ebenso wie dem Hav.ptteil 214- der Katoden-Emitter-Schicht.

Wenn man die Durchlaß- und Sperrspannungseigenschaften des ge3teuerten G-leichrichters betrachtet, erkennt man, daß der Hilf3- oder Steuersignalverstärkungsthyristor, da er in seinem Aufbau z«*ntrisch in dem Hauptthyristor liegt, keine äußeren

ixandilächeri auf weist, die durch Spannvmgsgradienten beeinflußt warden konnten. Entsprechend wird durch diesen Einbau des Hilfsthyristors in der Mitte des Hauptthyristors das Problem der Spannungssperreigenschaften bedeutend vereinfacht gegenüber eintr Ausführungsform, bei der man versucnen würde, den Hilfsthyristor getrennt von dem Hauptthyristor aufzubauen. Ein Oberflächendurchschlag der integrierten Kombination aus Thyristoren kann nur über den abgeschrägten äußeren Rand des Hauptthyristors erfolgen. Der ringförmige abgeschrägte Rand 235, der den Anoden-Emitter-Übergang schneidet, ist positiv abgeschrägt,, damit die Rückwärts-Soerropannungsfähigkeit des Thyristors erhöht wird, während der ringförmig abgeschrägte Rand 237, der den Kollektor-Übergang schneidet, negativ abgeschrägt ist, damit die Vorwärts-Sperraparmung Erhöht wird, die zugeführt werden kann, ohne daß ein Ooerflächenüberschlag auftritt. Durch diese beiden .abgeschrägten Ränder zusammen mi'c dem Ringteil 234, welches als Übergangspa^sivierungsteil dient, welches die Randfläche des Hauptthyris-tors gegen Verunreinigungen schützt, kann den Klemmen ein großer Potentialunterschied zugeführt werden, für den noch eine Sperrwirkung erreicht werden kann.

Das Leitendwerden des gesteuerten Gleichrichters 100 läßt sich so analysieren, daß zunächst der Hilfsthyristor leitend wird, der an seinem Ausgang ein verstärktes Steuersignal erzeugt, welches den Hauptthyristor in den leitenden Sustand bringt. Um dies besser deutlich zu machen, sei auf Fig. 7 verwic-sen, iii der ein schematisches Funktionsschaltbild des gesteuerten Gleichrichters 100 dargestellt ist, welcher mit einer Spannungsquelle 302 und mit einr;r Last 304 verbunden ist. Natürlich gibt dieses Punktionsschaltbild nur eine Annäherung gewisser Funktionsweisen des gesteuerten G-leichrichters wieder und ist in seiner Funktion nicht allen Funkti^nscigenschaften des beschriebenen Bauelements vollständig gleichwertig. Entsprechende Teile des gesteuerten Gleichrichters, der in Pig. 7 3Chemati3Ch dargestellt ist

sind mit entsprechenden Bezugszeichen der Teils versehen, wie sie in den Figuren 1 bis 6 verwendet werden.

Wenn man annimmt, daß die Auflageplatte 250 neben der Anoden-Emitter-Schicht 204 positiv gegenüber der Kathoden-contaktschicht 244 ist, so daß das Bauelement sich zunächst im Vorwärts-Sperrzustand befindet, dann wird der Thyristor 100 dadurch leitend gemacht, daß ein Steuersignal über die Steuerfeder 120 der Katoden-Basis-Schicht 208 zugeführt wird. Bei einer wirklichen Anwendung wird das Steuersignal dem Hilfssteuerteil 218 der Katoden-Basis-Schicht, die zentrisch im Hilf steil der Xatoden-Sinitter-Schicht angeordnet ist, über die Hilfssteuerkontaktschicht 240 zugeführt. Es ist üblich, daß das Steuersignal positiv gegenüber der Katoderkontaktschicht gewählt wird, daß es jedoch wc-rj^r positiv ist als die Auflageplatte 250.

Der Hilfsthyristor beginnt dadurch zu leitrn» daß eine Leitfähigkeit zwischen der Hilfssteuerkontaktschicht und der ?läche 217 auftritt, die sich am inneren Rand des ringförmigen Hilfsteile befindet. Das zunächst leitende Plasma verteilt sicli von der Fläche um den Umfang des ringförmigen Hilfsteils. Ein kleiner Teil des Plasmas gelangt in den Brückenteil 216, der de- Hauptteil und den Hilf3teil der Katoden-Emitter-Schicht verbindet. Das Plasma, welches sich durch den Brückenteil ausbreitet, wird jedoch auf eine sehr geringe Menge begrenzt, da das Brückenteil anders als das Hilfsteil und das Hauptt.eil der Katoden-Emitter-Schicht keinen direkten Kontakt mit einem elektrischen Leiter von geringer Impedanz hat. Andererseits liegt die Hauptsteuerkontaktschicht direkt über dem Hilfsteix der Katoden-Emitter-Schicht und macht mit dieser einen ohm'sehen Kontakt geringer Impedanz, ^s läßt sich erkennen, daß das Brückenteil 2<|6 ein leitender Pfad relativ großer Impedanz i.3t, der parallel mit dem leitenden Pfad sehr geringer Impedanz verläuft, der durch die Hauptsteuerkontaktschicht gegeben ist, so da'- es einen vernachlässigbaren Einfloß auf die Arbeitsweise de3 Bauelementes zu diesem EinsehaltZeitabschnitt hat.

Wenn der Hilfsthyristor leitend wird, dann wird das Potential des Hilfsteils 212 auf das Potential der Anoaenauriageplatte 2^0 erhöht,und dadurch wird an den Hauptthyristor 308 über die HauptsteuerkontaktBchicht ein verstärktes positives Steuersignal abgegeben. Der Hilfsthyristor dient nicht nur dazu,das ursprüngliche Hilfssteuersignal zu dem Hauptthyristor zu übertragen, sondern er verstärkt das Signal auch in hohem Maße. Da ein relativ stark, verstärktes Signal an der Katoden-Emitter-Schicht des Haupttransis tors zur Verfügung steht, ist eine Stromdichte vorhanden, die ausreicht, den Hauptthyristor gleichmäßig leitend zu.;;raachen, selbst wenn das Signal zum Leitendmachen über die gesamte Hauptkontaktr schicht verteilt ist, zu der der Mittelteil 222,die fingerartigen Teile 224 und die Seitenarme 226, 228 und 230 gehören.

Die Verzahnung der fingerartigen Teile mit dem Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht ermöglicht es, daß der Thyristor sehr rasch vollständig leitend gemacht werden kann, so daß außergewöhnlich große Stromanstiege möglich sind, ohne daß das Bauelement zerstört wird. Es war bisher gekannt, daß die Stromanstiegszeit direkt mit der Fläche der Katoden-Emitter-Schicht anwächst, da die Menge des eich seitlich verteilenden Plasmas durch die Katodea-Emitterschicht beim Leitendwerden im wesentlichen konstant ist. Durch die Verzahnung des Hauptsteuerteils mit dem Hauptkontaktteil wird die Fläche des Katoden-Emitter-Übergangs 238b ,die zu allererst durch das verstärkte Steuersignal beeinflußt wird, welches den danebenliegenden Teilen der Katoden-Basis-Schicht zugeführt wird, vervielfacht. G-Ic-ichzeitig ermöglichen die fingerartigen Teile und die damit verbundenen Seitenarme ein Eingreifen in die Teile der Hauptkatoden-Emitter-Schicht, die sonst sehr weit von dem Ursprung des V3rstärkten Steuersignale entfernt sind. Als"Folge davon ist die mittlere Strecke, über die eich das Plasma seitlich in der Katoden-Emitter-Schicht· während _·.' des Leitendweriena verteilen muß ,starlc_vermladört,

in

und die Einschaltzeit *ird dementsprechend verringert.

Es hat sich gezeigt, daß der Vorteil der raschen Einschaltmöglichkeit mit einem geringen Anwachsen der Kompliziertheit ; der Vorrichtung erreicht wird. Beispielsweise erfordert die i ringförmige Auflageplatte 112, die mit der Katodenkontakt- \ schicht 244 zusammenwirkt,- keine besondere maschinelle Be- '\ arbeitung oder Rasterung, damit sie an die verzahnte obere j Oberfläche der Teilanordnung angepasst werden kann. Dies j beruht darauf, daß der Hauptsteuerfläohenteil des Halbleiter- i körpers so ausgebildet ist, daß er in einem bestimmten Ab- i stand unter der oberen Oberfläche des Halbleiterkörpers sich j befindet. Wie es am besten in Figur <~ dargestellt ist, kann | dadurch die ringförmige Auflageplatte die Hauptsteuerkontakt- ϊ schicht 242 abheben, so daß ein direkter UmschaItkontakt ^it
dieser vermieden wird.

Bei der Herstellung von gesteuerten Gleichrichtern, die dem
gesteuerten Gleichrichter 100 ähnlich sind, die jedoch den
Brückenteil 216 und die Fläche 217, die sich an dem Innenrand
des ringförmigen Hilfsteile befindet,nicht aufweisen, hat
sich gezeigt, daß diese Schaltungselemente rasch und zuverlässig in der oben beschriebenen Weise leitend gemacht werden ·
können, vorausgesetzt, daß ein entsprechendes Steuersignal
dem Eingang zugeführt wird. Wenn ein zu schwaches Steuersignal der Steueranschlußklemme 124 zugeführt wird, dann hat
eich gezeigt, daß das Bauelement beschädigt werden kann.
Eies ist darauf zurückzuführen, daß der Hilfs- oder Steu^rtignalverstärkungsthyristor wieder nichtleitend wird, bevor
der Hauptthyristor leitend wird. Es ergibt sich nämlich daraus, daß der Strom, der von einem tsilweise leitenden Hilfsthyrietor geleitet wird, auf eine kleine Fläche begrenzt ist,
so daß unzulässig große Stromdiciiten auftreten, die die kleine
Fläche des Hilfsthyristors, die in dem leitenden Zustand
bleibt, überhitzen und zerstören. Die Neigung des Hilfstayristors,nicht leitend zu werden,wird dem Hilfsteil der.

Katoden-Basis-Schicht zugeschrieben, deren Povtential auf das Potential der Anoden-Emitter-Schicht beim Einschalten uea niJ.iöoiyi ιοί/υιό <aiiWa.CiAa"ü · nouuxCu iCäHIl Θ2 VG2r.iCuu>IüCn, daß der Hilfssteueranschluß positiver ist als die Steuerspannung der Steuerspannungsquelle»so daß ein umgekehrter Strom aus dem Steueranschluß austritt,woraufhin der Hilfsthyrietor nichtleitend wird.

Die Funktion des Brückenteils 216 der Katoden-Emitter-Schicht besteht darin, einen Durchlaß zu schaffen»durch welchen sich der fließende Strom von dem Hilfateil der Katoden-Emitter-Schicht zu dem Hauptteil au^dehen kann. Dieser Auswegdurchlaß verhindert, daß der Strcm, der von dem Hilfsthyristor geführt wird, eo dicht an dem Umfang des Hilfeteils zu-

sich
3aramengedrängt wird, daßYeine Überhitzung und ein Schadhaft^vstferden des Bauelementes ergeben. Unglücklicherweise ist das Bri'ckenteil 216 nicht wirksam ,wenn n^cht die Vorrichtung zum Nichtleitendwerden des Hilfsthyristors derart ausgestaltet ist, daß der fließende Strom des Hilisthyristors in Richtung auf ihn zusammengedrängt wird. Wenn in anderen Worten der Mechanismus zum Nichtleitendwerüen den fließenden Strom zu dem Rand des Hilfsteile, der von dem Brückenteil entfernt liegt, hindrängt, dann kann das Brückenteil keinen Durchlaß vorsehen, durch den der ί ,rom zu dem Hauptteil der Katoden-Emitter-Schicht ausgedehntjwerden kann.

Um sicherzustellen, daß das Brückenteil den Strom verteilt, wenn die Neigung besteht, daß der Thyristor nichtleitend wird, beispielsweise wie beim Einschalten durch ein schwaches Steuersignal, ist an dcün Innenrand des Hilfsteile der Katoden-Emitter-Schicht eine Fläche 217 vorgesehen. Dia Flache wird da?u verwendet, den Abstand zwischen dar HilfsSteuerkontaktschicht und dem Innenrend des ringförmigen Hilfsteils zu vermindern, so daß ein Leitenawerden des ringförmigen Hilfevorzugsweise an dieser Fläche svitritt und eich von

dieser Fläche auf den übrigen Teil des ringförmigen Hilfsteile auadehnt ·.. Winkelmäßig gesehen,befindet aich die Fläche an dem Hilfsteil direkt neben dem Brückenteil. Da die Fläche direkt neben den Brückenteil liegt, kann auf diese Weiee der gesteuerte Gleichrichter zuverlässig leitend·; gemacht werden, ohne daß dabei schädliche Wirkungen auftreten, und zwar selbst dann wenn die Steuersignale eine geringe Amplitude haben. Es ist kein Fall bekannt,bei dem ein Fehler auftrat, wenn das Brückenteil und die ^Fläche nebeneinander mit gleicher Winkellage verwandet werden. Der Grund dafür ist wohl darin zu sehen, daß der letzte Teil des ringförmigen Hilfsteile, der nicht le. end wirä'., winkelmäßig an der gleichen Stelle auf dem ring; rmigen Hilfsteil liegt wie der erste Teil,der leitend wird« /enn man d( ι Abstand zwischen deai'Hilfssteuerkontaktschicht und dem Hilfsteil bei einer festen-Stellung des Hilfsteile vermindert, dann kann die Stelle, an der der Strom sowohl zuerstjfließt als auch zuletzt abgeschaltet wird,winkelmäßig festgelegt werden. Dementsprechend kann diese Stelle winkelmäßig neben dem Brückenteil angeordnet werden, so daß das Brü.ckenteil eine Stromansammlung verhindert und den Hilfsthyristor nichtleitend macht, bevor das Leit.endwerden des Hauptthyristors iinterbunden wird.

Ein weiteres hervorragendes Merkmal des gesteuerten Gleichrichters besteht darin, daß er große Spannungsanstiege aushält, ohne daß er von dem Sperrzustand in den leitenden Zustand umgeschaltet wird,außer wenn dies für eine Zerstörung des Bauelementes wesentlich ist. Wenn sich der gesteuerte Gleichrichter im Vorwärts-Sperrzustand befindet und der Potentialunterschied an den Anschlußklemmen rasch erhöht wird, so daß der Vorwärts—Spannungsabfall an dem Schaltungselement erhöht wird, dann wird di^ Breite der Verarmungβzone, die zu dem Sperrkollektorübergang gehört,ebenso rasch vergrößert. Dadurch werden Minoritätsträger in der Anoden-Basie-Schicht durch den Kollektorübergang in die Katoden-Baais- Sobioht befördert. Wenn man annimmt, daß die Zonen 252 der

Kat-Qden-Eiisis-Soliioht frei wären,, ■ i-r .ι würde eine antsprechende. Zahl von Löchern durch den Hauptteil 238b des Katoden-Emitter-Ubergangs hindurchwandern_t - v/o durch eine große Anzahl vor? ElekGroden von der Katoden-Emitter-Schicht in die Katoden-Basis-Schicht und in den Kollektorübergang injiziert v;ürde. Wem der Spannungsabstieg genügend rasch erfolgt, dann ist eine genügend große Stromdichte ■vorhanden, so daß das Schaltungelement in den, leitenden Zustand umgeschaltet werden kann, ohne daß irgendein Steuersignal zugeführt werden muß.

Durch die Zonen 232 ist ein Stromleitungsweg von der Katocien-Basis-Schicht parallel zu dem Katoden-Einitter-übergang vorgesehen. Dadurch wird die Zahl der Löcher und Elektronen/die diesen Übergang durchqueren/entsprechend der großen Spannungsanstiege vermindert, und es wird, die Neigung des Schaltungselementes, ohne Steuersignal leitend zu werden, wesentlich vermindert.

Dabei ist es wesentlich, daß die Zonen 232 der Katoden-Basis-Schicht so angeordnet eind, daß sie von Teilen des Hauptteils der Katoden-Emitter-Schicht umgeben sind, die von dem Schnitt des Hauptsteuerflächenteils 220 der Katoden-Basis-Schicht mit der Katoden-Emitter-Schicht em weitesten entfernt sind. Daraus ergeben sich zwei unerwartete Vorteile. Erstens wird ein Kurzschluß der Katoden-Basis-Schicht mit der Katodenkontaktschicht zur Verbesperung der zulässigen Spannungsanstiegseigenschaften mit einem sehr geringen Einfluß auf die Steuerempfindlichkeit des Hauptthyristors erreicht. Wenn die Kurzschlüsse der Katoden-Basis-Schicht nahe der Hauptsteucrkontaktschicht 242 liegen würden, dann würde ein.-beträchtlicher Teil des Steuerstroms des Hauptthyristora an dem Katoden-Eniitter-Ubergang vorbeifließe^und die Empfindlichkeit dea Hauptthyristors auf Steuersignale würde dadurch vermindert werden. Zweitens ist es v/egen der Anordnung dor Zonen 252, durch die die Zonen der Hauptemitterschient, die andernft11a am

70Ϊ0576-6.7.72

weitesten von dem Schnitt des Hsuptsteuercberfläche;,teils und der Hauptemitters,ch"\oht entfernt wären, tatsächlich vorher entleert werden, nicht notwendig, eine bestimmte Zeit beim Einschalten zum seitlichen Ausbreiten des Stroms in diese Zonen vorzusehen, und ea v.ird die gesamte Einschaltzeit des Bauelements gleichzeitig mi'·': einer ^;. ^rbesserung der Fähigkeit des Bauelements avf rasche.Spannungsanstiege anzusprechen,verbessert. Dies ist ein unerwarteter Vorteil.

Die Katodenkontaktschicht 244 grgi'ot eine direkte ohm'sche Verbindung mit der Katoden-Basis-Schicht, und svur nicht nur in den Zonen 232_;sondern auch um den Umfang des Hauptteils ' der Katoden-Emitter-Schieht. Der Kurzschluß am Umfang der Katoden-Basis-Soh"cht mit der Katoden-Kontaktschicht unterstützt die Zonen 232 darin,ein unerwünschtes Leitendwerden des ge- ι

pteuerten Gleichrichters bei einem raschen Ansteigen der j

Spannung zu verhindern. DVöei ist es wünschenswert, daß _;

relativ große kurzgeschlossene Flächen an dem !tend des HaIbleite^körpers vorhanden sind, da die Neisung zum Leitendwerden bei raschen Spannungsanstiegen nahe dem Umfang dee Halbleiterkörpers am größten iet;.

Wenn die Xatodenko^.taktschicht mit dem ganzen Urafanr der Katoden-Emitter-Scixicht kurzgeschlossen ware, dann wäre der Thyristor, wenn er im Sperrzustand großen statischen Spannungen ausgesetzt wäre, der Gefahr einer Oberflächtabesohädigung am Umfang ausgesetzt, was auf große Oberflächenlawinendurchbruchströme zurückzuführen wäre. Um das Baue]ement zu schützen,sind die Einsätze 246 radial um den Umfang der Katodenkontaktschicht angeordnet. Wenn dar gesteuerte Gleichrichter aus irgendeinem Grund sehr großer etatischer Spannung an den Hauptetromklemnuin im Sperrzuetand ausgesetzt wäre, dann würde ein beträchtlicher Strom auf der Oberfläche zu dem Teil der KatoUenkontaktechioht

fließen, die aen Umfang der Kötoden-Fisitter-Schicht- kurz-cchließt. Bevor jedoch der Strom einen zerstörenden Wert erreicht, wird der Gleichrichter neben den Einsätzen 246 leitend werden. Dadurch wird ein Teil de3 Strome, der auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers fließt in dessen Inneres Übertragen und der Strom auf eine größere leitende Fläche verteilt, so daß die Möglichkeit einer örtlichen Über hitzung, die on der Oberfläche auftreten könnte, vermindert wird. Es ist natürlich-klar, daß die Abschrägung des Umfangs des Bauelements ebenso wie die Verwendung des Ringtej.la 254 ,das aus einem Passivierungsmittel "besteht, die Einsetze 246 beim Schützen des Bauelement3 vor Oberflächen&oiiädön unterstützen,

In den Figuren 8 und 9 ist eine abgewandelte Auaführun^sform der neuerungsgemäßen Anordnung dargestellt. Teile, die denen dee gesteuerten Gleichrichters 100 gleich sind, sind mit exit sprechenden Bezugs ze ic hen versehen und werden nicht im einzelnen beschrieben. Der Halbleiterkörper 400 entspricht in seiner Form dem Halbleiterkörper 202, mit der Ausnahme, daß das Brückenteil 216 der Katoden-Envitter-Schicht weggelassen ist und daß ein Hilfosteuerteil 402 vorgesehen ist, weiches mit dem ringförmigen Hi.Ifsteil 2"\l über einen Teil 404 mit relativ großer Impedanz zu einem Stück verbunden ist. Das Teil 404 mit großer Impedanz "befindet sich neben der Fläche 217 am inneren Rand des '

Hilfsteils. Das Teil 404 mit großer Impedanz besteht vorzugsweise aus Halbleiterwerkstoff vom n-Leitfähigkeitetyp, und zwar ähnlich wie der übrige Teil der Katoden-Eraitter-Schicht. Die große Impedanz dieses Tr ils 404 ist bo durch die Breite der Verbindung gegeben, die durch dieaee Teil zwischen dem Hilfrteil und dem Nebenhilfsteil gegeben ist. Jie große Impedanz kann auch dadurch vorgeeenen werden, daß dieses Toil des Kalbleiterkörpers wahlweiue geätzt wird, so daß »einj Dicke relativ gegenüber dem Hilfoteil und dem Nelenhilfetell vermindert ist. In

jedem Fall besteht das Teil 404 mit großer Impedanz aus einem Hülbleiterv.-erkstoff von n-Leitfähigkeitstyp,, der den gleichen spezifischen Widerstand wifl der übrige Teil der Katoden-Emitter-Schicht hat. Dementsprechend ist keine besondere Steuerung bei der Bildung der Katoden-Smitter-Schicivt notwendig neuen der Steuerung der Maskenanordnung, wodurch das Teil 404 gebildet wird. Man kann jedoch die Impedanz des Teils 404 relativ zu dem hilfsteil und dem Nebenhilfsteil erhöhen, dadurch daß man den spezifischen Widerstand dieses

: Teiles nach bekannten Verfahren oder Kombinationen aus diesen, wie sie oben besciorieben sind, erhöht, damit man eine Verbindung mit großer Impedanz erhält. Der verbleibende Unterschied im Aufbau öLisser abgewandelten Ausführungeform besteht darin, daß die Hauptsteuerkontakt sch; , Iv- *O6, die der Hauptsteuerkcntaktschicht 242 gleicht, über iem Nebenhilfe- ^ teil und dem Teil 404 liegt. De: Unterschiso der Wirkungsweise des Halbleiterkörpers 404 läßt sich a ·> besten anhand • von Fig. 9 erkennen. Der Halbleiterkörper 2oJ weist lurch das Brückenteil 216 einen stromleitenden Pfad parallel zu der HauptsteuerkontaktHchicht 242 auf, während die Anordnung des Halbleiterkörpers 400 im Vorteil hat, daß ein solcher paralleler Strompfad nicht vorhanden ist. Dementsprechend steht der gan-se Ausgangsstrom des Hilf sv-thyr is tors 408 als verstärktes Steuersignal für den Hauptthyristor 410 zur Verfügung. Dies wird ohne "beträchtlichen Nachteil möglich. Da jedoch das Teil 404 mit gi -fler Impedanz, welches zu dem Hilfssteuerteil 402 führt, eine ähnliche Wirkung ausübt wie das Brückenteil 216, dadurch daß es einen Durchlaß für die Stromav ;breitung vorsieht, wird irgendeine Neggung des

! Halbleiterkörpers 400, nichtleitend abweiden, bevor uer Hauptteil des Ketoden-Emitter-Teiis leitend ist, verhindert.

Claims

Schutaansprüche

1 . Gesteuerter GIe"⁵ .hrichter mit einem Halbleiterkörper mit zwei Emitterschichten und mit iw^i Zwischenbasisschichten neVen den Euitterschichten, die vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind und Übergänge zwischen den Schichten bilden,

dadurch 'gekennzeichnet, daß eine de:· Emitterschichten einen Hilfsteil (212) und einen Kauptteil (214) aufweist,.die durch einen Brückenteil (216) miteinander verbunden sind, daß eine Basis-Schicht (203) neoen ier einen xlmittsrschicht einen Hilfs&teueroberflächen-¹UiI (2?2) und jinen Hauptsteueroberflächsnteil (220) aufweist, der durch den Hilfsteil (212) von der Emitterschicht getrennt i3t, daß der Hauptsteueroberflächenteil (220) neben dem Havptteil der Emitterschicht li^gt, daß Steuerteile zu dem Hilfssteueroberflächenteil (222) gehören, daß eine Vorrichtvng (218) mit dem Hilfsteil (212) der Emitterschicht verbunden ist, durch die der Halbleiterkörper neben dem itrückenteil (216) der Emitterschicht leitend gemacht wird, daß elektrisch leitende Teile mit geringer· Impedanz den Hilfsteil (212) der Emitterschicht mit dem Hauptsteueroberf lächenteil (220) der danebenliegenden Basisschicht (208) verbinden und daß erste und zweite Hauptstromanschlußklemmen (104, 126) mit dem Hauptteil der Emitterschicht und dem übrigen Te 1 der Emitterschicht verbunden sind.

?, Gesteuerter Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetdaß duo Brück.nteil (216) der einen Emitterschicht eine grüüoro Impedanz aufweiet, als der übrige Teil der einen Emittorechicht,

·- 25 -

3· Gesteuerter Gleichrichto-r na^h Ayiunmnh ι dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenteil (216) keine direkte Verbindung mit irgendeinem metallischen Leiter aufweist.

4. Gesteuerter Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dye Hilfsteil (212) der einen Emitterschicht ringförmig ausgebildet ist und daß die Vorrichtung (218) zum Leitendmachen einenTeil enthält, der mit dem inneren¹ Rand (238a) des ringförmigen Hilfeteils verbunden ist und näher an dem Steuerteil als an dem übrigen Teil des Hilfsteile (212) liegt.

5. Gesteuerter Gleichrichter nach Anspru h 1» dadurch ■ gekennzeichnet, daß das Hilfsteil (212) der einen Emitterse¹ \cht ringförmig ausgebildet ist und daß die Verrichtung (218) zum leitendmachen eine Fläche (21?) am * .- ' . inneren Rand des ringförmigen Hilfsteile aufweist.

6. Gesteuerter Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die eine Emitterschicht einen Hilfsteil (212) einen Neben hilfsteil (402) und einen Heuptteil (214) euf-rei st, daß der Nebenailfsteil und der Hilfsteil durch eine Vorrichtung zu einem Stück miteinander verbunden siixd, die einen leitenden Verbindungsweg mit vergrößerter Impedanz vorsieht, daß dar Hauptsteueroberflächenteii (220) neben dem Hauptteil (214) der einen Emitterschicht liegt und den Hilfs- und den Nebenhilfsteil (212, 402) von dem Eauptteil der einen Emitterschiebt trennt^Waß eine Vorrichtung (118) mit dem Hilfsteil der einen Emitterachicht verbunden ist, durch di j der Halbleiterkörper neben dam Nebenhilfsteil der einen £mitterschicht leitend gemacht wird.

7- Gesteuerter Gleichrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenhilfsteil (204) mit dem elektrisch leitenden Teil geringer Impedanz verbunden ist.'

8. Gesteuerter Gleichrichter nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsteil (212) der einen Emitterschicht ringförmig ausgebildet ist ,und daß die Vorrichtung (218) zum Leitend- * ·' machen einen Teil-bildet, der an den inneren Rand des ringförmigen Hilfsteile (212) angepasst ist und der näher an dem Steuerteil als an dem übrigen Teil des Hilfeteile liegt.

Rei/Pi,

6.7.72