晶閘管的結構

悠米科技

晶閘管是典型四層三端功率半導體，內部由交替的 P1-N1-P2-N2 四層半導體構成，形成三個 PN 結 J1、J2、J3。外層 P1 引出陽極 A，外層 N2 引出陰極 K，內部 P2 經金屬化后單獨引出為門極 G。晶片常采用單晶硅擴散-合金工藝：先在 N 型高阻硅片兩面擴硼得 P1、P2 層，再在陰極面擴磷得 N2 陰極區；為承受高電壓，中間 N1 區保持長、輕摻雜，厚度隨額定電壓增加。電流容量增大時，把許多小單元并聯成“放大門”結構，中心門極區先觸發，橫向電流通過輔助陰極迅速擴展至整個陰極面，實現微秒級均勻導通。硅片燒結在鉬或鎢基板上緩沖熱應力，上下覆銅電極，再封裝在陶瓷-金屬管殼或塑料模塊內，管殼內充氮或硅凝膠防濕。高壓晶閘管還在陰極外圍刻槽或加場環，以均勻電場、提高阻斷電壓。整機應用時，常把晶閘管、二極管、阻容吸收、熱敏電阻封裝成功率模塊，方便并聯、串聯及散熱設計。

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