阅读说明：本技术 一种采用电压驱动的可控硅 (Silicon controlled rectifier driven by voltage ) 是由 唐红祥 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及功率半导体器件领域,公开了一种采用电压驱动的可控硅,包括N型硅片,N型硅片底部设有P型扩散层,P型扩散层底部电连接阳极电极,N型硅片顶部设有第一P阱,第一P阱内设有第一N扩散区,N型硅片顶部设有第二P阱,第二P阱内设有第二N扩散区,N型硅片顶部连接绝缘层,绝缘层上设有输出电极,输出电极穿过绝缘层分别与第一P阱和第一N扩散区电连接,绝缘层内还设有控制电极,绝缘层在第二P阱的对应处分别设有阴极电极和门极电极,阴极电极穿过绝缘层与第二N扩散区电连接,门极电极穿过绝缘层与第二P阱电连接,本发明将可控硅的导通控制从电流驱动变为电压驱动,降低了对驱动IC的要求,减少了可控硅的应用成本。(The invention relates to the field of power semiconductor devices, and discloses a voltage-driven silicon controlled rectifier, which comprises an N-type silicon chip, wherein the bottom of the N-type silicon chip is provided with a P-type diffusion layer, the bottom of the P-type diffusion layer is electrically connected with an anode electrode, the top of the N-type silicon chip is provided with a first P well, a first N diffusion region is arranged in the first P well, the top of the N-type silicon chip is provided with a second P well, a second N diffusion region is arranged in the second P well, the top of the N-type silicon chip is connected with an insulating layer, an output electrode is arranged on the insulating layer, the output electrode penetrates through the insulating layer and is respectively and electrically connected with the first P well and the first N diffusion region, a control electrode is also arranged in the insulating layer, the insulating layer is respectively provided with a cathode electrode and a gate electrode at the corresponding positions of the second P well, the cathode electrode penetrates through the insulating layer and is electrically connected, the requirements on the drive IC are reduced, and the application cost of the controllable silicon is reduced.)

一种采用电压驱动的可控硅

技术领域

本发明涉及功率半导体器件领域，具体涉及一种采用电压驱动的可控硅。

背景技术

目前可控硅即晶闸管的导通靠电流驱动，即IC向可控硅的门极输入大电流触发信号，这种驱动方式对IC的要求较高，因此在可控硅的应用领域中，高要求的驱动IC增加了可控硅的应用成本。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种采用电压驱动的可控硅，所要解决的技术问题是现有可控硅的驱动通过电流方式实现，对驱动IC的要求较高，增加了可控硅的应用成本。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种采用电压驱动的可控硅，包括N型硅片，N型硅片底部设有P型扩散层，P型扩散层底部电连接阳极电极，N型硅片顶部设有至少一个第一P阱，第一P阱内设有至少一个第一N扩散区，N型硅片顶部还设有第二P阱，第二P阱内设有至少一个第二N扩散区；

N型硅片顶部连接绝缘层，绝缘层上设有输出电极，输出电极穿过绝缘层分别与第一P阱和第一N扩散区电连接；

绝缘层内还设有控制电极，控制电极用来接收驱动阳极电极和输出电极导通的控制信号A；

绝缘层在第二P阱的对应处分别设有阴极电极和门极电极，阴极电极和门极电极被绝缘层隔开，阴极电极穿过绝缘层与第二N扩散区电连接，门极电极穿过绝缘层与第二P阱电连接，用来接收驱动阳极电极和阴极电极导通的控制信号B。

进一步，第一P阱内平行设有两第一N扩散区。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：在驱动可控硅导通时，向控制电极输入驱动电压，此时阳极电极和输出电极导通，与阳极电极连接的激励通过输出电极流入门极电极，然后阳极电极和阴极电极导通，激励便可通过阳极电极和阴极电极流出，进而实现了可控硅的导通控制，综上，本发明将可控硅的导通控制从电流驱动变为电压驱动，降低了对驱动IC的要求，减少了可控硅的应用成本。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为实施例1的可控硅的结构示意图；

图2为实施例2的可控硅的结构示意图；

图3为本发明采用IGBT驱动SCR的电路原理图；

图4为本发明采用MOSFET驱动SCR的电路原理图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种采用电压驱动的可控硅，包括N型硅片1，N型硅片1底部设有P型扩散层6，P型扩散层6底部电连接阳极电极12。

N型硅片1顶部设有一个第一P阱2，第一P阱2内设有至少一个第一N扩散区3，本实施例中，第一P阱2内设有两个第一N扩散区3，N型硅片1顶部还设有第二P阱4，第二P阱4内设有一个第二N扩散区5；

N型硅片1顶部连接绝缘层7，绝缘层7上设有输出电极8，输出电极8穿过绝缘层7分别与第一P阱2和第一N扩散区3电连接；

绝缘层7内还设有控制电极9，控制电极9用来接收驱动阳极电极12和输出电极8导通的控制信号A；

绝缘层7在第二P阱4的对应处分别设有阴极电极11和门极电极10，阴极电极11和门极电极10被绝缘层7隔开，阴极电极11穿过绝缘层7与第二N扩散区5电连接，门极电极10穿过绝缘层7与第二P阱4电连接，用来接收驱动阳极电极12和阴极电极11导通的控制信号B。

进一步，第一P阱2内平行设有两第一N扩散区3。

实施例2

如图2所示，一种采用电压驱动的可控硅，包括N型硅片1，N型硅片1底部设有P型扩散层6，P型扩散层6底部电连接阳极电极12。

N型硅片1顶部设有一个第一P阱2，第一P阱2内设有至少一个第一N扩散区3，本实施例中，第一P阱2内设有两个第一N扩散区3，N型硅片1顶部还设有第二P阱4，第二P阱4内设有一个第二N扩散区5；

N型硅片1顶部连接绝缘层7，绝缘层7上设有输出电极8，输出电极8穿过绝缘层7分别与第一P阱2和第一N扩散区3电连接；

绝缘层7内还设有控制电极9，控制电极9用来接收驱动阳极电极12和输出电极8导通的控制信号A；

绝缘层7在第二P阱4的对应处分别设有阴极电极11和门极电极10，阴极电极11和门极电极10被绝缘层7隔开，阴极电极11穿过绝缘层7与第二N扩散区5电连接，门极电极10穿过绝缘层7与第二P阱4电连接，用来接收驱动阳极电极12和阴极电极11导通的控制信号B。

进一步，第一P阱2内平行设有两第一N扩散区3。

结合实施例一和实施例二，本发明相当于在一块N型硅片1上集成了可控硅和可控硅的驱动单元，其中驱动单元采用IGBT结构或者MOSFET结构。如图3所示，当采用IGBT结构时，驱动单元的集电极和可控硅的阳极电连接，驱动单元的发射极与可控硅的门极电连接，驱动单元的门极用来接收电压驱动信号。当采用MOSFET结构时，驱动单元的漏极和可控硅的阳极电连接，驱动单元的源极与可控硅的门极电连接，驱动单元的栅级用来接收驱动电压。

本发明的工作原理如下：在驱动可控硅导通时，向控制电极9输入驱动电压，此时阳极电极12和输出电极8导通，与阳极电极12连接的激励通过输出电极8流入门极电极10，然后阳极电极12和阴极电极11导通，激励便可通过阳极电极12和阴极电极11流出，进而实现了可控硅的导通控制，综上，本发明将可控硅的导通控制从电流驱动变为电压驱动，降低了对驱动IC的要求，减少了可控硅的应用成本。

上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。