в результате запирания перехода /71 и уменьшения анодного тока до значений, меньших тока выключения при пропускании обратного тока в цепи управляющего электрода. Более подробно изучен вопрос о выключении тиристоров по анодной цепи [9, 10].

Расчет показывает, что, в отличие от диодов, время выключения тиристоров не зависит от амплитуды выключающего сигнала. В предположении, что для ширины базовых областей соблюдается неравенство ш„ > Wp получено выражение для нахождения времени выключения

гвыкл=.Тр1п-г- . (9.4)

выкл

На рис. 9.6 изображена зависимость времени выключения от анодного тока для маломощного тиристора.

9.5. ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ТИРИСТОРОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

С повышением температуры возрастают токи утечки в выключенном состоянии. Причем однозначной связи между токами утечки и физическими "параметрами четырехслойной структуры нет, так как в большинстве случаев эти токи обусловливаются не объемными, а поверхностными явлениями, например наличием поверхностных кана-, лов и утечек.

При увеличении температуры возрастают коэффициенты усиления по току ai, о.. Это приводит к следующим изменениям параметров тиристоров:

1) увеличивается величина прямого тока утечки в выключенном состоянии, так как усиливается положительная обратная связь по току, существующая в четырехслойной структуре;

2) уменьшается включающий ток управляющего электрода (рис. 9.7);

3) уменьшается ток выключения;

4) возрастает время выключения, так как с ростом температуры увеличивается время жизни неосновных носителей.

Тиристоры, как правило, используются в ждущем режиме работы, т. е. находятся в выключенном состоянии до тех пор, пока на управляющий электрод не будет подан включающий импульс тока. Однако некоторые тиристоры

при повышенной температуре могут «самопроизвольно» включаться, что приведет к нарушению работы аппаратуры. Это явление связано с нестабильностью тиристора по анодной цепи, вызываемой изменениями тока утечки, утечки в выключенном состоянии, и с нестабильностью по цепи управляющего электрода; между этими двумя видами нес-табильностей сущй;твует тесная связь.

упр.

I I I \-

-Vj о W 80 t°C

Рис. 9.7 Зависимость включающего тока управляющего электрода от температуры.

200 600 WOO ШОО Нш,ом

Рис. 9.8. Зависимость величины включающего тока управляющего электрода маломощного тиристора от величины шунтирующего сопротивления.

Следует отметить, что самопроизвольное переключение тиристора из выключенного во включенное состояние может происходить вследствие паразитных наводок по анодной и управляющей цепям. С повышением температуры вероятность такого переключения увеличивается, так как уменьшаются значения включающего тока управляющего электрода и тока выключения. Нестабильность по управляющей цепи можно уменьшить либо шунтированием цепи управляющего электрода сопротивлением, либо подачей отрицательного смещения на управляющий электрод [7]. Однако это может привести к значительному увеличению включающего тока и мощности управляющего сигнала, необходимого для включения тиристора (рис. 9.8). Обычно величина шунтирующего сопротивления составляет несколько килоом для маломощных тиристоров и несколько десятков или сотен ом для тиристоров средней мощности. Улучшение стабильности тиристора подачей отрицательного смещения на управляющий электрод усложняет схему и применяется редко.

9.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ Л1ЕТ0ДЬ] СОЗДАНИЯ ЧЕТЫРЕХСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЫ

Для изготовления четырехслойной структуры используются известные технологические методы создания р-п переходов (диффузия, сплавление и др.). Комбинируя эти технологические методы, получают четырехслойную структуру диффузионным, диффузионно-сплавным или сплавно-диффузионным методом.

Рассмотрим сплавно-диффузиоииый метод изготовления четырехслойной структуры (рис. 9.9), используемый для производства тиристоров типа Д235.

Рис 9.9. Сплавно-диффузионный метод изготовления четырехслойной структуры-

а-кристалл с р-п-р структурой; б-четырехслойная структура; е - кристалл, защищенный эмалью. / - сплав GaAs; 2 - контакт для управляющего электрода; 5 -металлизированная поверхность; 4-эмаль.

В тонкие пластины кремния я-типа с двух сторон проводится диффузия бора при высокой температуре. При этом с двух сторон пластины образуются р-п переходы на глубине 40 мкм. Пластины с диффузионными слоями режут на кристаллы (рис. 9.9, а). В кристалл вплавляется сплав, содержащий одновременно акцепторную (галлий) и донор- ную (мышьяк) примеси, таким образом, чтобы он проплавил диффузионную пленку р-типа. Из образовавшегося в процессе вплавления рекристаллизованного слоя при высокой температуре происходит одновременная двойная диффузия акцепторной и донорной примесей. При диффузии образуются одновременно два р-п перехода на глубине 2 и 5 мкм и получается четырехслойная структура (рис. 9.9, б).

Омическим контактом у наружного я-слоя является сплав, содержащий галлий и мышьяк. Омические контакты наружного и внутреннего р-слоев получают металлизацией кремния путем химического никелирования.