Плоскостной полупроводниковый диод с тонкой базой

Плоскостной полупроводниковый диод с тонкой базой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 2lg, 131а

Л 119271

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю P. Носов

ПЛОСКОСТНОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД С ТОНКОЙ

БАЗОЙ

Заявлено 8 января 1958 r. за № 589490/26 в Комитет по лелам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности, к плоскостным полупроводниковым диодам с тонкой базой, обладающим параметрами, свойственными для диодов с тонкой базой и одновременно имеющим малую величину обратного тока.

Полупроводниковые диоды характеризуются обратным рабочим напряжением, прямым и обратным токами и временем выключения, т. е. временем, за которое восстанавливается высоков обратное сопротивление после того, как он был открыт и через него шел большой прямой ток, В ряде применений полупроводнико|вых диодов необходимо иметь малое прямое сопротивление R„ð. Обычно малым прямым сопротивлением R, обладают плоскостные диоды, которые одновременно имеют большое время выключения.

Известны плоскостные диоды с тонкой базой, которые обладают хорошей проводимостью в прямом направлении и малым временем восстановления. Особенность их (фиг. 1) заключается в том, что толщина h базы 1 у них в области между р — n переходом 2 и омическим невыпрямляющим контактом 8 оказывается меньшей, чем диффузионная длина L базового материала.

В этом случае распределение носителей, инжектируемых в базовую область выпрямляющим электродом 4 при подаче на него положительного смещения, будет таким, как показано на фиг. 2. Здесь по оси ординат отложена концентрация носителей Р, а по оси абсцисс — геометрический размер х диода в направлении от р — и перехода к омическому контакту. Такое распределение будет иметь место, если скорость поверхностной рекомбинации S на омическом контакте весьма велика 5@ . № 119271

Прямой рабочий ток в таком диоде определяется толщиной W базы 1 и равен:

Ч об

Ч в КТ где q — заряд электрона;

Р— концентрация носителей заряда в области базы вблизи р — и перехода;

Dð — коэффициент диффузии носителей заряда в области базы;

U, — напряжение, прикладываемое к диоду;

К вЂ” постоянная Больцмана;

Т вЂ” температура в градусах Кельвина, Время выключения t, в таких диодах определяется количеством неосновных носителей, накапливаемых в области базы, которое уме ньшается с уменьшением W.

Однако такому диоду свойственны два существенных недостатка.

Уменьшение % приводит к росту обратного тока и не всегда удается получить омический контакт с Яр — в результате чего уменьшение толщины базы не будет приводить к падению R„р и 1,.

Для устранения указанных недостатков IIpH сохранении остальных параметров, свойственных диодам с тонкой базой, предлагается заменить омический невыпрямляющий контакт 8 дополнительным р — n переходом. При этом новая конструкция диода с тонкой базой в разрезе будет выглядеть так, как показано на фиг. 3. Здесь омический контакт 8 заменен дополнительным р — и переходом 5, расположенным от основного р — n перехода на расстоянии W, меньшем, чем диффузионная длина Lä базового материала. Омический контакт б создается теперь на некотором удалении от основного p — n перехода 2, а его внешний вывод соединяется с выводом от вспомогательного р — и перехода, Расстояние между омическим контактом и основным р — n переходом должно в несколько раз превышать диффузионную длину L

При прохождении тока в прямом направлении в таком диоде носители заряда, подошедшие к поверхности дополнительного р — n перехода, свободно будут проходить через него, что будет эквивалентно большой скорости рекомбинации 5р на омическом контакте диода с тонкой базой обычной конструкции. Поэтому у такого диода прямое сопротивление и время выключения будут малыми.

При подаче на диод предлагаемой конструкции напряжения в обратном направлении дополнительный р — и переход 5 не будет инжектировать носители, так как он будет находиться под напряжением, недостаточным для обеспечения сколько-нибудь заметной инжекции. Поэтому обратный ток такого диода (ток насыщения) будет определяться не толщиной базы W, как это имеет место в диодах с тонкой базой обычной конструкции, а диффузионной длиной Lä базового материала, Таким образом, предлагаемая конструкция диода с тонкой базой обладает всеми параметрами обычного диода с тонкой базой и одновременно высоким отношением прямого тока к обратному, превышающему аналогичное отношение токов у рассматриваемых диодов обычной конструкции.

Второй вариант выполнения конструкции диода с тонкой базой показан на фиг. 4. Здесь внешнее соединение омического контакта с дополнительным р — и переходом 7 (фиг. 3) заменено внутренним соединением 8, получаемым при проплавлении омического контакта до соединения с дополнительным р — и переходом № 119271

Предмет изобретения

Плоскостной полупроводниковый диод с тонкой базой и p"Hoâíûì

p — и переходом, отличающи и ся тем, что, с целью уменьшения обратного тока при сохранении малого прямого сопротивления, омический контакт с поверхностью базы, параллельный основному р — n переходу, выполнен в виде дополнительного р — и перехода, расположенного на расстоянии, в несколько раз меньшем диффузионной длины, а его внешний вывод электрически соединен с выводом от омического базового контакта, укрепленного на некотором удалении от р — и переходов. иг.

Фиа 4