Switching waves in asymmetric thyristor-like structures for incomplete gate turn off regime

Abstract

A stationary wave of switching is considered in an infinite thyristor-like structure (TLS).This wave is initiated by the controlling gate current which differs from a certain equilibrium current Jg0(j) providing a neutrally equilibrium (translationally invariant) position of the transition layer between a blocked (OFF-) region and an open (ON-) region for a given current density j in the ON-region. The dependence of the wave velocity v(Jg, j) on the gate current Jg and the current density j is derived.We deal with structures in which the conductivity of gated base I is much higher than the conductivity of ungated base II.The injection level is considered low for base I and high for base II. It is shown that the velocity of the switching wave (i.e. the speed of transient processes in TLS) is determined mainly by parameters of base II. It is also demonstrated that a high speed of operation can be reached in structures with a moderately long base II (the length of the base should exceed 1-2 bipolar diffusion lengths) and a small lifetime of carriers in this base.

This work was supported by the National Science Foundation of the USA. One of us (Z. S. Gribnikov) thanks the Ukrainian Foundation of Fundamental Researches for a partial support. We also thankful to the editorial board of the «Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics» for the invitation to submit our paper to the first issue of this new journal.

Розглянуто стаціонарну хвилю переключення в кінцевій тиристоро подібній структрурі (ТПС). Ця хвиля ініційована контролюючим струмом затвору I g, який відрізняється від певного рівноважного струму I g0(j), який забезпечує положення нейтральної рівноваги (трансляційно інваріантної) перехідного шару між запертою та відкритою областями для даної густини струму j у відкритій області. Виведено залежність швидкості хвилі v(I g, j) від струму