[发明专利]灵敏触发单向可控硅

说明书

技术领域

本发明涉及一种灵敏触发单向可控硅，其具有很好的温度特性、触发电流分布较集中、开关速度高。

背景技术

灵敏触发单向可控硅一个重要的特性是使用时需要的门极触发信号很小，一般它的触发电流I_GT的指标为小于或等于200uA(1uA＝10^-6A)。目前市场反映主要存在如下的弱点：1、温度特性差，2、I_GT离散性大，3、开关速度低，4、V_TM大。

市场上销售的微触发单向可控硅产品I_GT一般在10～80uA，但触发电流随着温度变化而发生改变，低温时触发电流变大，一般-40℃的触发电流是常温(25℃)时的6到8倍，可控硅不易触发；而高温时触发电流变小，80℃时只有常温(25℃)时的0.1到0.2倍，可控硅易受干扰而误触发；生产厂家一般给出的结温T_j在-40℃～110℃，客户控制的使用温度(壳温)范围一般在-20℃～80℃，这个使用温度范围还不够宽，限制了使用。因此，一般客户选择触发电流中间范围的30～50uA以适应高低温环境的应用要求。除此以外，由于开关速度低，高速导通和截止波形变差，能量传递受到损失，自身能耗增大，动态V_TM变大。

在制造工艺中实现30～50uA的触发电流很难受控，存在触发电流一致性差，受控性差的难题，因为在制造过程中每一批I_GT离散性很大，批次与批次之间的重复性也很差，生产厂家为了按时满足客户的不同触发电流需求需要付出很大的代价。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提升其性能，提供一种新型灵敏触发单向可控硅。

按照本发明提供的技术方案，在P型阳极区上形成N型长基区，在P型阳极区的下表面设置阳极电极，在N型长基区上形成P型短基区，在P型短基区上局部形成N⁺型发射区并且局部设置门极电极，在N⁺型发射区上设置阴极电极，所述N型长基区和P型短基区上拥有内沟槽，所述内沟槽包围着所述P型短基区、N⁺型发射区、门极电极和阴极电极；在所述N型长基区和N⁺型发射区之间设置横向扩散电阻，在阴极电极的一侧，接近横向扩散电阻处设置扩散电阻连接点；当门极电极和阴极电极间有电流时，在横向扩散电阻上产生一个电压降，当电压降大于或等于P-N结的门坎电压时，可控硅触发。

所述横向扩散电阻(R_GK)的阻值为8千欧到18千欧。

经测试对比，本发明具有以下优点：温度特性明显改善；触发电流分布较集中，离散系数较小，I_GT易控制，90％分布在要求的中心值范围(如50uA～60uA)；正向导通电压V_TM平均为1.20V，较已有技术降低0.1V，其高速点火能量大大提升；开关速度大大提升。

附图说明

图1为传统的可控硅横向结构图。

图2为传统的可控硅线路符号。

图3为传统的可控硅纵向结构图。

图4为本发明横向结构图。

图5为本发明线路符号。

图6为本发明纵向结构图。

图7为触发电流随温度变化的曲线图。

图8为触发电流分布图。

图9为正向导通电压曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图4和图6所示，本发明在P型阳极区1上形成N型长基区2，在P型阳极区1下设置阳极电极A，在N型长基区2上形成P型短基区3，在P型短基区3上局部形成N⁺型发射区4并局部设置门极电极G，在N⁺型发射区4上设置阴极电极K，所述N型长基区4和P型短基区3上拥有内沟槽5，所述内沟槽5包围着所述P型短基区3、N⁺型发射区4、门极电极G和阴极电极K；在所述N型长基区2和N⁺型发射区4之间设置横向扩散电阻R_GK，在阴极电极K的一侧设置扩散电阻连接点6；当门极电极G和阴极电极K间加电流I_G时，在横向扩散电阻R_GK上产生一个电压降V_R，当电压降V_R大于或等于P-N结的门坎电压时，可控硅触发。