[发明专利]一种短路点新型布局的快速晶闸管

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速晶闸管，尤其涉及快速晶闸管阴极上用于提高快速晶闸管电学性能的短路点。

背景技术

现有技术中晶闸管的阴极采用三角形分布或者正方形分布的圆形短路点。在快速晶闸管处于开启状态时，这两种分布形式的短路点在阴极表面下方建立的横向电场分布不够均衡，这样导致阴极电子注入开启不够均衡，最终导致开启扩展过程不够均衡和迅速，快速晶闸管的di/dt耐量降低、开启功耗变大和开启时间延长。在通态时阴极注入电子强度分布不均衡，使得快速晶闸管的通态电阻变大、通态电流密度偏低且分布不均衡、通态功耗增加；在器件关断过程中阴极短路点的空穴抽取不够均衡和迅速，使得快速晶闸管关断拖尾电流增加、关断时间延长、dv/dt耐量变小和关断功耗增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能在阴极表面下方建立更均衡的横向电场的快速晶闸管，从而有效地改善快速晶闸管的电学性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该快速晶闸管包括硅片，所述硅片上设有门极G、阳极A和阴极K，所述阴极K上设有用于提高快速晶闸管电学性能的短路点，所述短路点呈正六边形且以正六边形分布，所述正六边形分布的短路点之间在取向上呈互补的位置关系。

该快速晶闸管将现有技术中的圆形短路点改进为正六边形短路点，正六边形短路点呈正六边形分布，使得正六边形短路点之间在取向上呈互补的位置关系。

本发明采用上述技术方案：快速晶闸管处于开启状态时在阴极表面下方建立的横向电场分布更均衡，使得阴极电子注入开启更均衡，开启扩展过程更均衡和迅速，阴极总体电子注入强度更高，从而有利于提高器件的di/dt耐量、减少开启功耗和缩短开启时间；在通态时阴极注入电子强度分布更均衡，阴极总体电子注入强度更高，有利于降低器件的通态电阻、提高通态电流密度和减少通态功耗；在器件关断过程中阴极短路点的空穴抽取更均衡、更迅速，有利于减少器件的关断拖尾电流、缩短关断时间、提高dv/dt耐量和降低关断功耗，同时也改善快速晶闸管的频率特性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。

图1为本发明一种短路点新型布局的快速晶闸管的短路点分布结构示意图。

具体实施方式

该快速晶闸管的硅片上设有门极G、阳极A和阴极K，在阴极K上设有用于提高晶闸管电学性能的短路点1，这些短路点1呈正六边形分布，每个短路点1都呈正六边形，如图1所示。

任意短路点1与周围临近的短路点1之间的距离相等，各个短路点1之间在取向上呈互补的位置关系。快速晶闸管处于开启状态时在阴极表面下方建立的横向电场分布更均衡，使得阴极电子注入开启更均衡，阴极总体电子注入强度更高，开启扩展过程更均衡和迅速，从而有利于提高器件的di/dt耐量、减少开启功耗和缩短开启时间；在通态时阴极注入电子强度分布更均衡，阴极总体电子注入强度更高，有利于降低器件的通态电阻、提高平均通态电流密度和减少通态功耗；在器件关断过程中阴极短路点1的空穴抽取更均衡、更迅速，有利于减少器件的关断拖尾电流、缩短关断时间、提高dv/dt耐量和降低关断功耗，同时也改善快速晶闸管的频率特性。