专利名称：半导体开关器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子开关器件，尤其是涉及一种半导体开关器件。
背景技术：
半导体器件可作为电子开关，不同的半导体器件具有不同的性能和应用场合。现有的半导体开关器件有二极管、三极管、可控硅(晶闸管)和双向可控硅等(〔捷克〕维捷斯拉夫·本达，〔英国〕约翰·戈沃，〔英国〕邓肯A·格兰特著，吴郁，张万荣，刘兴明译，功率半导体器件——理论及应用〔M〕，北京化学工业出版社，2005.124～226)，其中半导体二极管可作为开关器件，但它的控制能力有限，一般仅用于简单的控制电路。半导体三极管可作为直流电路中的开关器件，但它不能工作于交流电路中，当交流电压稍大时，三极管会被击穿，导致烧毁。可控硅(又称晶闸管)可用于直流和交流电路，但可控硅在实际应用中存在很多问题。其一，当可控硅用于交流电(工频)系统控制中时，由于它产生干扰频谱很宽，要把这些干扰滤除干净很困难，而严重干扰周围仪器设备的正常运行。当大功率应用时，会严重破坏供电系统的稳定性；其二，双向可控硅虽可用于交流电机的无极调速，但其调速范围很小，电机运转性能较差；其三，可控硅一旦导通后就不可关断(除非电路关断或阳极电压回到零时)，目前虽研制出可关断可控硅，但其关断条件苛刻，较难控制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的半导体器件作为电子开关时所存在的不足，提供一种克服上述缺点，在电子设备和自动化控制中，尤其是大功率工业自动化控制中具有广泛应用前景的半导体开关器件。
本发明为4层PN结构，由1个三极管和1个二极管组成，三极管的集电极接二极管；三极管为NPN三极管，NPN三极管的集电极接二极管的负极，构成1个正向导通开关器件，或者三极管为PNP三极管，PNP三极管的集电极接二极管的正极，构成1个负向导通开关器件。
所述的1个正向导通开关器件与1个负向导通开关器件并联组成双向开关器件。
2个同向(正向/负向)导通开关器件反向并联组成双向开关器件。
所述的三极管可为场效应三极管或其他有源器件(如电子管等)。
由于本发明所说的半导体开关器件可工作于直流或交流开关电路，当控制极输入有关控制信号时，该半导体开关器件导通；当有关控制信号撤消时，该半导体开关器件关闭。如需要器件连续导通，需在控制极输入连续信号。本发明可广泛应用于工业自动化，尤其是大功率自动化控制。改变该器件的导通时间长短(脉宽)即可改变输出功率，改变其导通频率，可以将其干扰频谱移至高频段，经过一个低通滤波器，即可将干扰频谱滤除，使干扰减少到很小范围。而可控硅产生的干扰频谱从低频至高频段都有，要将干扰滤除干净非常困难。由此可见，本发明具有优越的应用前景，尤其是应用于大功率自动化控制中将具有很强的优势。
图1为本发明实施例1的结构组成图。
图2为图1的等效电路图。
图3为本发明实施例2的结构组成图。
图4为图2的等效电路图。
具体实施例方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1参见图1和2，实施例1为正向导通半导体开关器件，由1个NPN三极管和1个二极管组成，NPN三极管的集电极接二极管的负极。
实施例2参见图3和4，实施例2为负向导通半导体开关器件。由1个PNP三极管和1个二极管组成，PNP三极管的集电极接二极管的正极。
实施例3由1个正向导通半导体开关器件与1个负向导通半导体开关器件并联，即可构成1个双向开关器件。
实施例4由2个正向导通半导体开关器件或2个负向导通半导体开关器件反向并联，即可构成1个双向开关器件。
权利要求
1.半导体开关器件，其特征在于为4层PN结构，由1个三极管和1个二极管组成，三极管的集电极接二极管；所述三极管为NPN三极管，NPN三极管的集电极接二极管的负极，构成1个正向导通开关器件，或者三极管为PNP三极管，PNP三极管的集电极接二极管的正极，构成1个负向导通开关器件。
2.如权利要求1所述的半导体开关器件，其特征在于所述的1个正向导通开关器件与1个负向导通开关器件并联组成双向开关器件。
3.如权利要求1所述的半导体开关器件，其特征在于2个正向导通开关器件反向并联组成双向开关器件。
4.如权利要求1所述的半导体开关器件，其特征在于2个负向导通开关器件反向并联组成双向开关器件。
全文摘要
半导体开关器件，涉及一种电子开关器件，尤其是涉及一种半导体开关器件。提供一种在电子设备和自动化控制中，尤其是大功率工业自动化控制中具有广泛应用前景的半导体开关器件。为4层PN结构，设有1个三极管和1个二极管，三极管的集电极接二极管；三极管为NPN三极管，NPN三极管的集电极接二极管负极，构成1个正向导通开关器件，或者三极管为PNP三极管，PNP三极管的集电极接二极管正极，构成1个负向导通开关器件。可广泛用于工业自动化，尤其是大功率自动化控制。改变器件的导通时间即可改变输出功率，改变其导通频率，可以将其干扰频谱移至高频段，经过一个低通滤波器，即可将干扰频谱滤除，使干扰减少到很小范围。
文档编号H03K17/567GK1988151SQ200510133938
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月19日 优先权日2005年12月19日
发明者彭家驱 申请人:厦门大学