[实用新型]发电机励磁装置用单电阻达林顿管

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体晶体管技术领域，具体地说是一种发电机励磁装置用单电阻达林顿管。

背景技术

发电机的励磁装置对于整个发电系统的有效正常运行至关重要。通过励磁装置中控制模块的开关控制，励磁装置产生出恒向的直流电流，此励磁电流进入发电机的转子线圈，形成很强的旋转磁力场，磁力线切割静止的定子线圈，电磁感应产生输出电流，从而发电机持续不断地发出了电。当发电机异常时，也是通过励磁装置自动控制来调节处置。

发电机的励磁装置过去大多采用大电流可控硅来整流，用三极单管组成开关调节器来进行励磁控制。近年来新方法是采用半导体整流的原理来产生励磁电流，包括励磁调节、灭磁及过电压保护。

为了符合发电机励磁装置开关控制模块的功能要求，一般的功率晶体管电性能远不能适用，必须发明研制出既要功率大、电流大，又要耐压高，压降小；既要二次击穿耐量高，又要开关时间短的功率晶体管。由于开关控制模块的基极驱动电流只有零点几个mA，且要通过晶体管工作于截止与饱和两种状态来调节发电机3A以上的励磁电流。所以，为了提高大电流下的放大倍数，就需要一种将两个晶体管复合在一起，即构成所谓的达林顿晶体管，来增大放大倍数及功率增益。另外，又要考虑到开关控制模块的开关时间不能长，当晶体管关闭，需工作在截止状态时，应在后级管的EB间增加一个电阻来泄放晶体管的贮存电荷，起到快速衰减信号的作用。而前级管不带电阻可使驱动电流小，同时这个电阻因分流作用可减少集电极一发射极漏电流Iceo，提高达林顿管工作的稳定性和可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于设计制造出一种发电机励磁装置用单电阻达林顿管，应用于发电机关键部位励磁装置的控制模块中。该产品耗散功率大，二次击穿耐量高，耐压高；集电极电流大，饱和压降低，抗烧性强，可靠性好。

按照本实用新型提供的技术方案，在N⁺衬底扩散层2的下面有背面金属化银层1，在N⁺衬底扩散层2的上面有N^-单晶材料层3，并在N^-单晶材料层3的上面形成前级晶体管T1的基区5与后级晶体管T2的基区7，在所述前级晶体管T1的基区5与后级晶体管T2的基区7的上面有二氧化硅层8；在前级晶体管T1的基区5内形成前级晶体管T1的发射区12，在后级晶体管T2的基区7内形成后级晶体管T2的发射区13；所述金属化银层1形成前级晶体管T1和后级晶体管T2共接的集电极C；

刻蚀所述二氧化硅层8，在前级晶体管T1的基区5与后级晶体管T2的基区7上形成若干刻蚀区，并在其中的第一个刻蚀区覆盖前级晶体管T1的基极铝层9，所述前级晶体管T1的基极铝层9形成前级晶体管T1的基极B；

在第二刻蚀区通过磷扩散形成前级晶体管T1的发射区，在前级晶体管T1的发射区氧化层的电极刻蚀孔上再覆盖前级晶体管T1的发射极电极铝层10，所述前级晶体管T1的发射极连接铝层10形成前级晶体管T1的发射极；

在第三刻蚀区覆盖后级晶体管T2的基极连接铝层10’，所述后级晶体管T2的基极连接铝层10’形成后级晶体管T2的基极；

所述前级晶体管T1的发射极连接铝层10与后级晶体管T2的基极连接铝层10’在二氧化硅层8的表面上连成一体；

在第四刻蚀区通过磷扩散形成后级晶体管T2的发射区，在此发射区的氧化层的电极刻蚀孔上再覆盖后级晶体管T2的发射极电极铝层11，所述后级晶体管T2的铝层11形成后级晶体管T2的发射极E；

在前级晶体管T1与后级晶体管T2间设置V型隔离槽6；

在前级晶体管T1的基区5内对应于前级晶体管T1的发射极连接铝层10所在的部位设置前级晶体管T1的发射区12；

在后级晶体管T2的基区7内对应于后级晶体管T2的连接铝层11所在的部位设置后级晶体管T2的发射区13，并在后级晶体管T2的基区7与发射区13之间的部位形成电阻R。

在前级晶体管T1的基区5与后级晶体管T2的基区7的侧面设置台面玻璃钝化层4。

所述单电阻达林顿管的等效电路包括前级晶体管T1与后级晶体管T2，所述前级晶体管T1的发射极与所述后级晶体管T2的基极连接，前级晶体管T1的集电极与后级晶体管T2的集电极连接；在后级晶体管T2的基极与发射极之间设置电阻R。设计指标如表一：

表一T30管设计指标