153815. lajstromszámú szabadalom • Félvezető alapú teljesítményegyenirányítő elem

MAGYAR NÉPKÖZTÁRS ASÄG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1964. VII. 17. (EE—1114) Közzététel napja: 1967. I. 23. Megjelent: 1967. XI. 15. 153815 Szabadalmi osztály: 21 g 1—16 Nemzetközi osztály: H 01 1 Decimái osztályozás: Feltalálók: Motál György fizikus, Szálai Tibor fizikus, Gergely Károly elektromérnök, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest Félvezető alapú teljesítményegyenirányító elem Jelen találmány a szokásos geometriától eltérő szerkezeti, kialakítású telj esi tmény egyenirányító — főképpen szilícium rétegegyenirányító — elemre, valamint annak előállítási eljárására vonatkozik. Mint ismeretes, a félvezető alapú teljesítményegyenirányító — általánosabb megnevezéssel: rétegegyenirányító — elemek félvezető egykristálylemezből, abban kialakított p-n átmenetből, valamint felületi ohmikus kontaktusból állnak. Az általánosan elterjedt konstrukció felépítést, valamint a találmányunk szerinti konstrukciós kialakítás lényegét és a szokásostól való döntő eltérését ábráink segítségével ismertetjük, melyek közül az la és l'b ábra a szokásos geometriájú teljesítmény-egyenirányító elem egykristályában kialakuló belső potenciáleloszlást mutatja akkumulációs felület (1. ábra) és inverziós felület (Vb. ábra) esetén; a 2. ábrán a találmány szerinti geometriájú teljesítmény-egyenirányító elem egykristályában lévő belső potenciál-eloszlás látható, míg 3. ábránk a találmány szerint felépített teljesítményegyenirányító elem keresztmetszetét tünteti fel. Megjegyezzük, hogy „akkumulációs felület" alatt a félvezető-testnek olyan felületét értjük, melynek vezetési típusa a félvezető-test vezetési típusával megegyező, de felületi fajlagos ellenállása a félvezető-test térfogati fajlagos ellenállásánál kisebb. Az „inverziós felület" alatt viszont a félvezető-test olyan jellegű felülete értendő, melynek vezetési típusa a félvezető-test térfogati vezetési típusával ellenté-5 tes. Az ilyen inverziós felületet a fajlagos felületi ellenállása alapján kategorizáljuk, éspedig; semleges inverziónak nevezzük abban az esetben, ha fajlagos ellenállása olyan nagy, hogy intrinsic-nek tekinthető; gyengén inver-10 ziósnak, ha ellenállása a félvezető-test térfogati fajlagos ellenállásánál nagyobb. Az általánosan elterjedt konstrukciónál az 1 p-tartomány és 2 n-tortomány közötti p—n átmenet kisebb keresztmetszetű, mint a 3 15 ohmikus kontaktus, és így annak peremvidéke is a térerőre merőleges kristályfelületen helyezkedik el. Ezen felület fizikai tulajdonságai befolyásolják a kristályban kialakuló potenciáleloszlást. A 4 felület az la. ábrán akkumulációs, 20 az lb. ábrán inverziós. A maximális térerőt a nyíllal jelölt 5 szakaszon, tehát mindkőt esetben a p-n átmenet peremvidékén találjuk. Mivel a záróirányú letörés a maximális térerő helyén lép fel, ezért a peremvidék az egyenirá-25 nyitók letörési feszültségét nagymértékben befolyásolja, és általában messze az alapanyagból adódóan lehetséges letörési feszültség alatt tartja. A találmány szerinti teljesítményegyenirányí-30 tó elem szerkezeti felépítése olyan, hogy a fél-153815