Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

2 Grundlagen
I
Conducting
Forward direction
Break through
voltage
Holding
current
Forward
blocking
Reverse
blocking
Forward break
over
V
Bild 2.2.6 Strom-Spannungs-Kennlinie Reverse direction eines Thyristors mit Spannungsrichtungen und Betriebszuständen
Gate (metallized) Cathode (metallized)
p-Si
n + -Si
n - -Si
Glass passivation
p + -Si
Anode (metallized)
High blocking pn-junction
Low blocking pn-junction
Bild 2.2.7 Schematischer Aufbau eines Thyristors (Die Glaspassivierung dient zum Schutz vor Umwelteinflüssen
und zur Stabilisierung der Sperrströme.)
Ein Thyristor besteht aus vier abwechselnd n- und p-dotierten Zonen (Bild 2.2.7). Die mittlere n - -
Zone bildet mit den angrenzenden p-dotierten Zonen die hochsperrenden pn-Übergänge für Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung. Die Passivierung (in diesem Beispiel: Glaspassivierung) muss für
beide pn-Übergänge vorgenommen werden. Um die Funktionsweise des Thyristors zu verstehen,
kann man ihn sich in einen npn- und einen pnp-Transistor zerlegt vorstellen (Bild 2.2.8)
Cathode
Cathode
Cathode
Gate
n
p
n
p
Gate
n
p
n
p
n
p
Gate
Anode
Anode
Anode
Bild 2.2.8 Zerlegung eines Thyristors in zwei miteinander gekoppelte npn- und pnp-Transistoren
Ist die Kathode negativ gegenüber der Anode gepolt und fließt ein Strom vom Steueranschluss
(Gate) zur Kathode, so injiziert die Kathode, die ja der Emitter des npn-Transistors ist, Elektronen.
Der Gatestrom wird vom npn-Transistor verstärkt. Ein Teil dieser Elektronen gelangt in die niedrigdotierte
n-Zone, die zugleich Kollektor des npn-Transistors und Basis des pnp-Transistors ist.
Im pnp-Transistor wird dieser Strom weiter verstärkt und zur Basis des npn-Transistors geleitet.
Diese Mitkopplung der Teiltransistoren ist entscheidend für die Funktion des Thyristors.
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