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KR850005737A - 광기전련 릴레이 - Google Patents

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KR850005737A
KR850005737A KR1019850000316A KR850000316A KR850005737A KR 850005737 A KR850005737 A KR 850005737A KR 1019850000316 A KR1019850000316 A KR 1019850000316A KR 850000316 A KR850000316 A KR 850000316A KR 850005737 A KR850005737 A KR 850005737A
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KR
South Korea
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region
substrate
drain
type
gate
Prior art date
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KR1019850000316A
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English (en)
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KR900000829B1 (ko
Inventor
엠. 킨저 다니엘 (외 1)
Original Assignee
제럴드 에이 코리스
인터내셔널 렉티파이어사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/581,784 external-priority patent/US4777387A/en
Application filed by 제럴드 에이 코리스, 인터내셔널 렉티파이어사 filed Critical 제럴드 에이 코리스
Publication of KR850005737A publication Critical patent/KR850005737A/ko
Application granted granted Critical
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Abstract

내용 없음

Description

광기전련 릴레이
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 한개의 칩에 집적되어질 수 있는 발명의 새로운 희로의 첫번째 예의 회로도.
제2도는 제1도에서 보여준 새로운 양방향 출력반도체 전계효과 트랜지스터의 등가회로도.
제3도는 제1도의 광기전력 절연체 회로부분에 대한 시간특성으로서 출력전압특성.

Claims (30)

  1. 입력 에너지화 단자를 갖는 LED와, 상기 LED에 광학적으로 결합되고, 상기 LED에 의한 발광에 대하여 그 사이에서 발생된 전압의 갖는 양, 음 출력단자를 갖고 있는 상기 광기전력파일(pile), 즉 그것으로부터 격리된 광기전력파일로 구성되며, 기판단자와 게이트단자, 그리고 첫번째와 두번째 출력단자를 갖고, 그 출력단자사이에 약 50V이상을 견딜 수 있으며, 기판단자와 상기 게이트 사이에 약 1V이상의 전압을 공급함으로써 도전하여 스윗치되는 쌍방향 출력반도체 전계효과 트랜지스터를 포함하여 특징을 나타내는 광기전력 격리기, 상기 양, 음 출력단자를 지나 연결된 약 100KΩ이상의 값을 갖는 저항, 상기 게이트 단자에 열결된 캐소오드와, 상기 광기전력파일의 양(+)단자에 연결된 애노오드를 갖는 다이오드, 상기 기판단자에 연결된 콜렉터와, 상기 다이오드의 상기 캐소오드에 연결된 에미터, 상기 다이오드의 상기 애노오드에 연결된 베이스를 갖는 고이득 트랜지스터. 그 때문에 상기 광기전력 파일로부터 출력의 발생은 높은 속도로 상기 전계효과 트랜지스터를 ON시키기 위하여 충분한 출력을 발생하며, 그때문에 상기 파일의 전압출력이 주어진 값이하로 떨어지며, 상기 고이득 트랜지스터는 릴레이회로 입력 임피던스를 감소시키기 이하여 ON되도록 구성되는 광전기전력으로 동작하는 고체소자를 이용한 릴레이회로.
  2. 청구범위 제1항에 있어서 상기 고이득 트랜지스터가 PNP트랜지스터인 것을 특징으로 하는 회로.
  3. 청구범위 제2항에 있어서 상기 전계효과 트랜지스터와 상기 다이오드, 상기 PNP트랜지스터와 상기 저항이 한개의 실리콘칩에 형성된 직접소자인 것을 특징으로 하는 회로.
  4. 청구범위 제1,2,3항에 있어서, 상기 전계효과 트랜지스터가 약 25Ω이하의 상기 출력단자사이의 도전 저항을 갖고, OFF시 누설전류를 무시할만한 금속산화 반도체 전계효과 트랜지스터 소자인 것을 특징으로 하는 회로.
  5. 도전성 형의 높은 저항성 기판을 구성하는 트랜지스터로서 상기 기판의 표면에 주입된 기판과 다른 도전성의 얕고 높은 저항의 주입영역이 형성되며, 상기 주입영역에 다른 도전성형의 횡으로 배치된 첫번째와 두번째의 드레인 영역이 형성되며, 상기 주입영역에 상기 하나의 도전성형의 중앙영역이 형성되며, 상기 드레인영역에서 간격지워진 사이에 위치하고 상기 주입영역을 통해 뻗어나가며 상기 다른 도전성형의 소오스영역이 상기 중앙영역의 표면에 형성되며, 상기 하나의 도전형에서 상기 다른 도전성형으로 바뀔 수 있는 중앙영역에 채널을 정의하며, 절연게이트가 상기 주입영역의 표면에 침착되고, 상기 채널을 따라 배열되며 게이트 절연층이 상기 채널과 상기 게이트 사이에 침착되고 첫번째와 두번째의 드레인 전극이 상기 첫번째와 두번째의 드레인에 각각 연결되며, 소오스 전극은 상기 소오스영역과, 상기 중앙영역에 연결되고 상기 소오스 전극은 상기 게이트 근처에 침착되며, 그것들로부터 절연되며, 상기 채널이 상기 게이트의 전압에 의해 바뀔때 상기 드레인 전극과 상기 소오스 전극사이를 쌍방으로 흐를 수 있는 쌍방향 전도성 절연게이트 전계효과 트랜지스터.
  6. 청구범위 제5항에 있어서 상기 하나의 도전성형은 P형이고, 상기 다른 도전성형은 N형인 것을 특징으로 하는 소자.
  7. 청구범위 제5항과 제6항에 있어서 상기 주입영역은 약 5미크론의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 소자.
  8. 청구범위 제5항, 제6항, 제7항에 있어서 상기 게이트 절연층은 약 700Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 소자.
  9. 청구범위 제5항, 제6항, 제7항, 제8항에 있어서 상기 소오스가 상기 중앙영역속에 첫번째, 두번째의 각각의 채널을 제한하는 두개의 간격지워진 소오스영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자.
  10. 청구범위 제9항에 있어서 상기 중앙영역의 낮은 도전성 부분의 측면 엣지(edge)부분은 상기 소오스 영역과 같은 확산창문에 의해 제한되어 상기 소오스영역이 자동 배열되어지는 소자.
  11. 전술한 모든 청구범위에 있어서 상기 드레인영역과 상기 중앙영역, 상기 소오스영역은 서로 간격지워진 평행나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자.
  12. 청구범위 제11항에 있어서, 세번째, 네번째의 드레인영역이 상기 중앙영역의 반대방향에 침착되고 상기 첫번째와 두번째의 드레인영역과 동축으로 위치하며, 상기 중앙영역과 상기 소오스영역은 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역사이에 침착된 상기 중앙영역의 한끝으로부터 길이로 뻗어나간 첫번째 부분과 상기 세번째와 네번째의 드레인 영역사이에 길이로 침착된 반대끝으로부터 길이로 뻗어나간 두번째의 부분을 갖으며 세번째와 네번째의 드레인 전극은 상기 세번째와 네번째의 드레인 영역에 연결되고 상기 첫번째와 두번째의 드레인 전극은 첫번째 공통출력단자를 형성시키기 위해 다른쪽에 연결되어지며 상기 세번째와 네번째의 드레인 영역은 두번째 공통출력단자를 형성시키기 위해 다른쪽에 연결되어지며, 여기서 전류가 상기 채널이 반전될 때 상기 첫번째와 두번째의 출력단자사이에 쌍방향으로 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 소자.
  13. 청구범위 제12항에 있어서, 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역은 횡단면에서 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역과 본질적으로 같은 다수의 돌기(손가락 모양)를 갖는 첫번째의 손가락(빗살)모양 드레인 영역의 요소이며, 여기서 상기 세번째와 네번째의 드레인 영역은 상기 세번째와 네번째의 드레인 영역과 본질적으로 같은 다수의 손가락 모양을 갖는 두번째의 손가락모양 드레인 영역의 요소이고, 각기의 중앙영역, 소오스, 채널을 상기 첫번째와 두번째의 손가락모양 드레인 영역의 각 손가락 쌍사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 소자.
  14. 전술한 청구범위에 있어서 상기 기판에 집적된 다이오드와 PNP트랜지스터를 포함하며, 상기 다이오드는 상기 주입영역에 형성된 P형 다이오드 영역과 상기 P형 다이오드 영역에 형성된 N형영역을 이루며, 상기 PNP트랜지스터는 상기 주입영역에 형성된 P형 트랜지스터 에미터영역과 상기 주입영역으로 구성되어 있는 상기 PNP트랜지스터의 베이스 영역과 상기 P형 기판으로 구성된 상기 PNP트랜지스터의 콜렉터영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소자.
  15. 청구범위 제14항에 있어서 상기 기판에 집적된 저항을 포함하며, 상기 저항은 상기 기판의 표면 바깥쪽 주변의 적어도 한부분 주위로 뻗치는 격리된 고저항 나선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소자.
  16. 한 도전성형의 고저항 기판과 상기 기판위에 다른 도전성형을 갖는 얕고 높은 저항의 공핍층과 상기 공핍층의 표면에 형성된 상기 다른 도전성형의 같이 길게 연장된 서로의 모서리끝이 다른 것과 떨어져 있는 첫번째와 두번째의 드레인 영역과 상기 공핍층의 표면에 형성되고 평행으로 뻗어나가며, 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역으로부터 측면으로 떨어져 있고, 다른 것으로부터 하나를 분할하는 연장된 중앙영역과 상기 중앙영역의 표면에 형성되고 같이 뻗어나간 한 도전성형의 소오스영역과 상기 소오스영역이 모서리가 상기한 도전성형의 상기 다른 도전성형으로부터 반전될 수 있는 실장된 채널을 제한하는 상기 중앙영역의 한 모서리부터 떨어져 있으며, 상기 신장된 채널위에 있는 상기 기판표면위의 게이트 절연층, 상기 게이트 절연층위에 배치되어 있고, 게이트 전극과, 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역에 연결된 첫번째와 두번째의 드레인 전극으로 구성되대 상기 채널이 반전될 때 상기 첫번째와 두번째의 드레인 전극사이를 쌍방향으로 전류가 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 쌍방향 도전성 게이트 전계효과 트랜지스터.
  17. 청구범위 제16항에 있어서 상기 소오스영역에 신장된 소오스 전극이 연결되며, 상기 소오스 전극이 상기 게이트 전극으로부터 절연된 상태로 접근되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 소자.
  18. 청구범위 제16항에 있어서 상기 첫번째와 두번째의 드레인 영역은 횡단면에서 상기 첫번째와 두번째 영역과 동등한 다수의 평행의 손가락 모양을 각각 갖는 첫번째와 두번째의 손각락모양 드레인 영역의 요소이며, 여기서 상기 중앙영역과 상기 소오스영역에 동등한 신장된 중앙영역과 소오스영역은 상기 각 첫번째와 두번째 손가락모양 드레인영역의 드레인영역 손가락쌍의 인접된 사이에 있는 것을 특징으로 하는 소자.
  19. LED방사원과 사각의 평행한 파이프 형태로서 상기 소자의 수직면으로 뻗어간 접합이 직렬로 연결된 광기전력스택과 상기 LED와 상기 광기전력스택을 함유하는 틀을 구성하되 상기 LED와 상기 광기전력스택사이에 요구된 전기절연을 획득하기 위하여 약 20mm보다 크게 상기 LED는 상기 광기전력스택에서 떨어지며, 상기 LED는 상기 소자의 한 수직면의 중앙에 위치하며, 상기 소자의 적어도 한 수직면에 발광할수 있도록 배열되어 있으며, 상기 소자는 상기 LED에 의해 상기 소자의 한 수직면의 중앙에 위치하며, 상기 스택의 적어도 한 수직면에 발광할 수 있도록 배열되어 있으며, 상기 스택은 상기 LED에 의해 상기 스택의 적어도 한 수직면의 조사를 일정하게 하도록 비교적 낮은 높이인 50mm이하로 되어 있으며, 상기 스택은 다수의 동일한 단결정 실리콘칩의 수직스택으로 구성되며, 상기 각 칩은 평평한 첫번째와 두번째의 평행한 표면을 갖는 엷은 기판을 구성하되 상기 칩은 P형 도전성물질의 기판을 갖으며, 상기 각 칩은 상기 첫번째 표면으로 뻗으며, 상기 첫번째 표면의 모든 표면을 가로질러 일정한 길이로 확산된 얕은 N형을 갖으며, 상기 각 칩은 상기 두번째 표면의 모든 표면을 일정한 길이로 가로지른 상기 P형 기판보다 높은 도전성의 상기 두번째 표면으로 뻗어간 얕은 P+층을 갖으며, 다수의 높은 도전성충이 같은 방향의 상기 각칩을 순방향으로 상기 스택과 연결기구와 전기적으로 연결시키기 위해 상기 스택의 인접된 칩사이에 있으며, 상기 P형 기판과 상기 각 칩의 상기 N형 층사이의 접합모서리가 상기 스택의 모서리에 조사될 수 있도록 상기 스택의 수직면의 적어도 한 표면을 따라 노출되어 있으며, 상기 스택의 반대끝에 첫번째와 두번째의 전극이 포함되어 있는 광기전력 격리기.
  20. 청구범위 제19항에 있어서 상기 각 칩의 두께가 상기 칩의 상기 수직면에의 방사에 의해 상기 기판에 발생되는 소수캐리어의 평균 확산길이보다 적으며, 상기 P+층은 상기 P형기판과 상기 N형층으로 만들어진 수집접합으로 소수변환 캐리어를 반사시키기 위한 반사경으로 동작하는 것을 특징으로 하는 소자.
  21. 상기 광기전력스택이 다수의 동등한 단결정 실리콘칩의 수직더미로 구성되어 있으며, 상기 각 칩은 평평한 첫번째와 두번째의 평행한 표면을 갖는 엷은 기판을 구성하며, 상기 각 칩은 긴 수명의 P형 물질의 기판을 갖으며, 상기 각 칩은 상기 첫번째 표면위를 일정한 길이로 가로지른 상기 첫번째 표면으로 뻗어간 얕은 N+확산층을 갖으며, 다수의 고도전층이 동일한 방향으로 있는 상기 각 칩과 상기 스택이 순방향으로 전기, 기계적으로 연결되도록 상기 각 스택의 인접된 칩사이에 있으며, 상기 P형 기판과 상기 각 칩의 N+층 사이의 접합모서리가 상기 스택의 모서리에 조사할 수 있도록 상기 스택의 수직면의 적어도 한 표면을 따라 노출되어 있으며, 상기 스택의 반대끝에 첫번째와 두번째의 전극이 있는 반도체 소자의 조정으로 연결사용하기 위한 광기전력스택.
  22. 청구범위 제21항에 있어서 상기 각 칩은 상기 두번째 표면으로 뻗으며, 상기 두번째 표면의 모든 표면위에서 일정한 깊이로 가로지르는 상기 P형 기판보다 도전성이 큰 얕은 P+확산층을 갖는 것을 특징으로 하는 소자.
  23. 청구범위 제21,22항에 있어서 상기 각 칩의 두께는 상기 칩의 상기 수직면에의 방사에 의해 발생된 소수캐리어의 평균 확산거리보다 작아야 하며, 상기 P+층은 상기 P형 기판과 상기 N+층에 의해 형성된 수집접합에 소수변환 캐리어를 반사시키기 위한 반사경의 역활한 하는 것을 특징으로 하는 소자.
  24. 청구범위 제21,22,23항에 있어서 상기 N+층은 상기 첫번째 표면에 1×1020-4×1020/㎤의 불순물 원자에 의한 도전도를 갖으며, 여기서 N+층은 알미늄 호일이 합금으로 돌때 P도전형으로 바뀌지 않는 것을 특징으로 하는 소자.
  25. 청구범위 제21,22,23,24항에 있어서 상기 다수의 고전도층은 알미늄, 알미늄합금, 알미늄-실리콘 저융점 합금중에서 선택된 물질로서 1mm정도의 두께의 박층인 것을 특징으로 하는 소자.
  26. 청구범위 제21,22,23,24,25항에 있어서 상기 칩은 9mm보다 적은 두께이며, 상기 소자는 약 15칩 이하로 되어있는 소자.
  27. 청구범위 제26항에 있어서 N+층은 인불순물 확산에 의해 형성되며, 상기 인불순물을 상기 P형 기판에서 금속이온의 게터(getter)작용을 하여 상기 P형 기판의 수명을 증가시키는 것을 특징으로 하는 소자.
  28. 출력트랜지스터가 드레인, 소오스, 게이트 전극을 갖으며, 스위칭 회로는 높고 낮은 전압사이를 스위칭할 수 있는 첫번째와 두번째의 단자를 갖는 단일방향의 입력전압원을 갖으며, 상기 전압원의 첫번째와 두번째의 단자, 상기 다이오드와 상기 게이트와 상기 출력트랜지스터의 소오스 전극은 극성에 따라 직렬로 밀집하여 연결되었으며, 상기 전압원으로 부터의 전류는 상기 전압원이 상기 높은전압으로 되었을때 상기 다이오드를 통하여 상기 출력트랜지스터의 게이트 용량에 충전될 수 있으며, 상기 스위칭 트랜지스터의 첫번째와 두번째의 전극은 상기 출력트랜지스터의 상기 게이트와 소오스 전극에 각각 연결되어 있으며, 상기 조정전극은 상기 전압원의 상기 첫번째 단자에 연결되며, 상기 스위칭 트랜지스터는 상기 전압원의 전압이 상기 높은 전압에서 상기 낮은 전압으로 감소할때 상기 게이트 용량을 방전시키는 통로를 제한하도록 스위치온이 되는 출력금속산화 반도체 전계효과 트랜지스터의 고속스위치을 위한 스위칭회로.
  29. 청구범위 제28항에 있어서 상기 출력트랜지스터의 게이트와 소오스전극 사이에 클램핑회로가 연결되며 상기 클램핑 회로는 상기 드레인과 소오스 전극사이의 전압의 dv/dt가 주워진 값보다 클때 상기 출력트랜지스터의 드레인 게이트간 기생용량에서 밀러(Miller)전류를 바이패스시킬 수 있는 동작을 하는 것을 특징으로 하는 릴레이.
  30. 청구범위 제29항에 있어서 상기 클램핑 회로는 저항과 캐패시터가 직렬로 연결되어 있으며, 상기 저항과 캐패시터가 트랜지스터와 병렬로 연결되어 있으며, 상기 트랜지스터는 상기 저항과 캐패시터 사이의 연결점에 연결된 조정단자를 갖는 것을 특징으로 하는 릴레이.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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