Der General Electric 3N84 ist eine sogenannte Thyristortetrode, auch bekannt als Silicon Controlled Switch (SCS). Thyristortetroden sind üblicherweise weniger leistungsfähig als normale Thyristoren. Der 3N84 kann bis zu 40V sperren und dauerhaft bis zu 175mA leiten.
Die Thyristortetrode ist grundsätzlich genauso aufgebaut wie ein Thyristor, bietet aber neben dem üblichen Gateanschluss oberhalb der Kathode zusätzlich einen Gateanschluss unterhalb der Anode. Die Struktur lässt sich über einen positiven Impuls an Gc ebenso leitend schalten wie über einen negativen Impuls an Ga.
Thyristortetroden hatten sehr unterschiedliche Anwendungsbereiche. Sie können wie normale Thyristoren verwendet werden. Nutzt man das obere Gate für den Lastpfad, so kann man über eine Unterbrechung des Stromflusses durch die Anode den Thyristor abschalten und damit eine Art Flip-Flop darstellen. Mit Thyristortetroden wurden außerdem allerlei digitale Funktionen wie Zähler, Ringspeicher und Frequenzteiler dargestellt. Die obigen vier Applikationen stammen aus der Zeitschrift Electronics vom 15.6.1964.
Thyristortetroden sind aber auch heute noch verfügbar. Das Datenblatt des TISP83121 zeigt eine aktuellere Applikation. Die Thyristortetroden stellen hier Über- und Unterspannungsschutz für mehrere Signale dar. Die Auslöseschwellen werden über zwei Referenzspannungen eingestellt. Die Schaltung hat gegenüber den üblichen Clampingdioden den Vorteil, dass der abgeleitete Strom nicht über die Versorgung abgeführt werden muss, sondern zum Massepotential hin abfließt.
Drei der vier Pins des 3N84 sind über Bonddrähte mit dem Die verbunden. Das vierte Potential wird dem Die über das Substrat zugeführt.
Die Kantenlänge des Dies beträgt 0,50mm. Es zeigt sich, dass die Strukturen, denen im Programmable Unijunction Transistor 2N6027 sehr ähneln.
Da im Gegensatz zum 2N6027 beim 3N84 noch die Bonddrähte vorhanden sind, kann man mit ziemlicher Sicherheit auf die Eigenschaften der einzelnen Strukturen schließen. Die zwei lila erscheinenden Bereiche werden von der Anode und dem Kathodengate kontaktiert. Die Bereiche müssen p-dotiert sein. Die grüne Fläche auf dem Kathodengate ist mit dem Pin der Kathode verbunden und muss entsprechend n-dotiert sein. Das Anodengate wird über das Substrat angebunden und muss in der bräunlichen Fläche münden, die dann eine n-Dotierung aufzuweisen hat.
Das Quadrat in der rechten unteren Ecke könnte als Testpunkt für das Anodengate dienen. Der grüne Rahmen muss nach der obigen Herleitung eine n-Dotierung aufweisen. Der Zweck dieses Rahmens erschließt sich nicht. Vielleicht sollte er nur die Frässtraßen markieren.
Der Aufbau stellt sich höchstwahrscheinlich folgendermaßen dar (nicht maßstabsgetreu). Das n-dotierte Substrat fungiert als Anodengate. Darin befindet sich die p-dotierte Anode und das ringförmige, p-dotierte Kathodengate. In das Kathodengate ist eine n-Dotierung eingebracht, die als Kathode agiert.
