DD200547A5

DD200547A5 - CONTROL CIRCUIT FOR A DIODE-DEVICE SWITCH

Info

Publication number: DD200547A5
Application number: DD79217861A
Authority: DD
Inventors: Adrian R Hartman; Terence J Riley; Peter W Shackle
Original assignee: Western Electric Co
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1983-05-11
Also published as: SE420254B; ES487067A1; IE49229B1; GB2048599A; IL59013A0; AU524716B2; WO1980001347A1; PL127058B1; IE792369L; FR2445663B1; FR2445663A1; JPS55501043A; KR830001097B1; IT7928207A0; NL7920198A; IN154029B; IT1126604B; HU180115B; HK69184A; GB2048599B

Abstract

Damit ein Diodentorschalter (GDS 1, GDS 10) den Stromfluss zwischen der Anode und Katode unterbrechen kann, muss an das Stromtor eine Spannung angelegt werden, die positiver ist als die an Anode oder Katode anliegende Spannung. Zur Unterbrechung des Stromflusses muss darueber hinaus in das Stromtor des Schalters ein Strom eingespeist werden, der zumindest von der gleichen Groessenordnung ist wie der zwischen Anode und Katode fliessende Strom. Durch d. Verwendung eines zweiten Diodentorschalters (GDS 2, GDS 20),der ueber seine Katode (Anschluss 22, 220) mit d. Stromtor eines Diodentorschalters (GDS 1,GDS 10),der gesteuert werden muss, gekoppelt ist, wird eine Schaltung mit hoher Spannungs- u. Strombelastbarkeit fuer d. Unterbindung(Unterbrechung) oder Verhinderung des Stromflusses durch d. Diodentorschalter(GDS 1,GDS 10) geschaffen. Der Zustand eines Diodentorschalterss(GDS 1,GDS 10) wird somit durch einen zweiten Diodentorschalter(GDS 2,GDS 32) gesteuert. Der Zustand des zweiten Diodentorschalters wird durch einen Spannungssteuerkreis mit einer verhaeltnismaessig niedrigen Strombelastbarkeit (-tragfaehigkeit) gesteuert .For a diode gate switch (GDS 1, GDS 10) to interrupt the current flow between the anode and cathode, a voltage must be applied to the current gate which is more positive than the voltage applied to the anode or cathode. To interrupt the flow of current, moreover, a current must be fed into the current gate of the switch which is at least of the same order of magnitude as the current flowing between the anode and the cathode. By d. Use of a second diode gate switch (GDS 2, GDS 20) connected via its cathode (terminal 22, 220) with d. Current gate of a diode gate switch (GDS 1, GDS 10), which must be controlled, is coupled, a circuit with high voltage u. Current carrying capacity for d. Inhibition (interruption) or prevention of current flow through d. Diodentor switch (GDS 1, GDS 10) created. The state of a diode gate switch (GDS 1, GDS 10) is thus controlled by a second diode gate switch (GDS 2, GDS 32). The state of the second diode gate switch is controlled by a voltage control circuit with a comparatively low current carrying capacity.

Description

GZ: 127465$GZ: 127465 $

Steuerschaltung für einen Diodentorschalter Control circuit for a diode door switch

Anwendungsgebiet der Erfindung: Field of application of the invention :

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für den Einsatz zusammen mit Diodentorschaltern.The invention relates to a control circuit for use with diode gate switches.

Characteristic of the known technical solutions:

In einem Artikel mit der Überschrift "A Field Terminated Diode" (Eine Feldanschluß-Diode) von Douglas E, Houston u.a.,In an article entitled "A Field Terminated Diode" by Douglas E, Houston et al.

- einem Artikel, der im August 1976 in Nr. 8, Band ED-23 der IEEE transactions on Electron Devices veröffentlicht wurde - wird ein diskreter Hochspannungs-Festkörperschalter beschrieben, der eine senkrechte Geometrie aufweist und einen Bereich umfaßt, der abgeschnürt (Pinch-Off-Effekt) werden kann, um einen "AUS"-Zustand zu schaffen, oder der durch Doppelladungsträgerinjektion zur Schaffung eines "EIN"-Zustandes stark leitend gemacht werden kann. Dieses Bauelement, das im folgenden als Diodentorschalter (GDS) bezeichnet wird, erweist sich als Festkörperersatz für elektromechanische Schalter aufgrund seiner hohen Spannungsbelastbarkeit als vielversprechend. Wie später noch ausführlicher erklärt werden wird, können Varianten dieses Bauelementes, die sich von jenen in diesem Artikel beschriebenen unterscheiden, hergestellt werden, die sich für Herstellungsverfahren von integrierten Schaltungen und für bilaterale Sehaltanordnungen eignen«.- an article published in August 1976 in No. 8, Volume ED-23 of the IEEE Transactions on Electron Devices - describes a discrete high voltage solid state switch which has a vertical geometry and comprises an area which is pinched off (pinch Off-effect) can be made to provide an "off" state, or can be rendered highly conductive by dual charge carrier injection to provide an "on" state. This device, which is referred to as diode gate switch (GDS) in the following, proves to be promising as a solid state replacement for electromechanical switches due to its high voltage rating. As will be explained in more detail later, variations of this device other than those described in this article can be made which are suitable for integrated circuit fabrication processes and bilateral vision arrangements. "

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Bs ist in gleicherweise erstrebenswert, integrierte .Halb-, leitersch'altungsverfahren .für die Herstellung von. Steuerschaltungen für derartige Diodentorschalter GDS anzuwenden. Dies ist schwierig, da die Steuerschaltung, die für das Anlegen einer Sperrspannung .am Stromtor (Gitter) eingesetzt wird, in der Lage sein muß, eine positivere Spannung als an Anode und Katode aufrecht zu erhalten und einen StromBs is equally desirable, integrated half-circuit, ladder-switching techniques for the fabrication of. To use control circuits for such diode gate switch GDS. This is difficult because the control circuitry used to apply a reverse voltage to the current gate (grid) must be able to maintain a more positive voltage than anode and cathode and current

if-· T ."if- · T. "

liefern muß, der zumindest die gleiche Amplitude aufweist wie der Strom, der durch den Schalter selbst fließt. Diodentorschalter von der oben erwähnten Art sind auf diesem Fachgebiet verhältnismäßig neu, und demzufolge liegen wenig veröffentlichte Informationen vor, die die mit ihm zusammen verwendete Steuerschaltung beschreiben.which has at least the same amplitude as the current flowing through the switch itself. Diode gate switches of the type mentioned above are relatively new in the art, and consequently there is little published information describing the control circuitry used together with them.

Es besteht der Wunsch nach Festkörper-SteuerschaltungenThere is a desire for solid state control circuits

für die Anwendung zusammen mit den Dioderitorschaltern, diefor the application together with the diode circuit breakers, the

auf demselben Substrat wie die zu steuernden Schalter untergebracht werden sollen.to be accommodated on the same substrate as the switches to be controlled.

DarIeCjUHg₁ des Wesens d^^ Erfindung :DarjeCjUHg ₁ of essence d ^^ invention:

Eine Lösung des Problems der Steuerung des Zustandes eines erfindungsgemäßen ersten Diodentorschalters (GDSl) besteht in einer Schaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen zweiten Diodentorschaiter (GDS2), dessen Katode mit dem Stromtor des Diodentorschalters GDSl gekoppelt ist, sowie einen Spannungssteuerungs-Zweigstromkreis, der für die Steuerung der Stromleitung zwischen dessen Anode und Katode mit GDS2 gekoppelt ist, umfaßt«A solution to the problem of controlling the state of a first diode gate switch (GDS1) according to the invention is a circuit characterized by having a second diode gate (GDS2) whose cathode is coupled to the current gate of the diode gate switch GDS1 and a voltage control branch circuit , which is coupled to GDS2 for controlling the power line between its anode and cathode, includes

Der Zustand des Diodentorschalters GDS2 wird im wesentlichen durch den Spannungssteuerungs-Zweigstromkreis gesteuert, der die Stromtor-Anoden-Spannung selektiv einstellt. Ein verhältnismäßig schwacher Spannungsimpuls triggert den Spannungssteuerkreis. Der Spannungssteuerkreis weist eine hohe Spannungsbelastbarkeit, jedoch nur eine bescheidene Stromzuführungsbelastbarkeit auf. Somit ,.rauß der durch den. Diodentorschalter GDS2 fließende sta- . tionäre Strom einen hinreichend kleinen" Wert aufweisen,' damit der Spannungssteuerkreis in der Lage ist, den Diodentorschalter GDS 2. vom EIN- in den AUS-Zustand umzuschalten..The state of the diode gate switch GDS2 is essentially controlled by the voltage control branch circuit, which selectively adjusts the current gate-anode voltage. A relatively weak voltage pulse triggers the voltage control circuit. The voltage control circuit has a high voltage capacity, but only a modest power supply load capacity. Thus, by. Diode gate switch GDS2 flowing sta-. tionary current have a sufficiently small 'value,' so that the voltage control circuit is able to switch the diode gate switch GDS 2nd from ON to OFF state.

Befindet sich der Diodentorschalter GDS2 im AUS-Zustand, so befindet sich das Potential des .Stromtors des Diodentorschalters GDSl auf einem Pegel, der nicht positiver ist The Diodentorschalter GDS2 is in the OFF state, so the potential of the .Stromtors of Diodentorschalters GDSL is at a level that is not positive

17 86117,861

als der von dessen Anode und Katode, und demzufolge befindet sich GDSl im EIN-Zustand und die Stromleitung zwischen Anode und Katode desselben kann einsetzen. Ein Umschalten von GDSl in den AUS-Zustand erfordert die Erhöhung des Potentials des Stromtors desselben auf einen Wert, der positiver ist als der von Anode und Katode, die Ansammlung von Elektronen am Stromtor in einer Zahl in der Größenordnung derjenigen, die zwischen Katode und Anode desselben fließen, sowie das Abziehen derselben aus dem Stromtor. Anhand einer Schaltplandarstellung betrachtet kommt das Abziehen der Elektroden aus dem Stromtor des GDSl dem Aufdrücken positiver Ladung bzw. dem Einspeisen von Strom in das Stromtor von GDSl gleich. Die Anode des GDS2 ist mit einer Potentialquelle gekoppelt, die so ausgewählt ist, daß sie positiver ist als das Potential an der Anode des GDSl. Wenn GDS2 sich im EIN-Zustand befindet, so ist das am Stromtor von GDSl (und auch an Katode von GDS2) anliegende Potential positiver als jenes _t das an der Anode von GDSl anliegt, und GDS2 ist in der Lage, einen hinreichenden positiven Strom zu liefern, so daß GDSl in den AUS-Zustand geschaltet wird bzw. in diesem Zustand gehalten wird. Verschiedene andere Ausführungsbeispiele werden beschrieben.as that of its anode and cathode, and thus GDS1 is in the ON state and the power line between the anode and cathode thereof can be used. Switching GDSl to the OFF state requires increasing the potential of the current gate thereof to a value more positive than that of the anode and cathode, the accumulation of electrons at the current gate in a number on the order of that between the cathode and anode the same flow, as well as the removal of the same from the Stromtor. On the basis of a circuit diagram representation, the removal of the electrodes from the current gate of the GDS1 equals the application of positive charge or the feeding of current into the current gate of GDS1. The anode of the GDS2 is coupled to a potential source selected to be more positive than the potential at the anode of the GDS1. If GDS2 is in the ON state, so that the stream gate of GDSL (and also to the cathode of GDS2) applied potential is more positive than that of _t which is applied to the anode of GDSL and GDS2 is capable of a sufficient positive current supply, so that GDSl is switched to the OFF state or held in this state. Various other embodiments will be described.

Ausführunqsbeispiele:EXEMPLARY EMBODIMENTS:

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

Fig. 1 eine schematische Schnittd.arstellung eines Diodentorschalters;Fig. 1 is a schematic Schnittd.arstellung a diode gate switch;

Fig.. 2 einen Diodentorschalter mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung;.2 shows a diode gate switch with an exemplary embodiment of a control circuit according to the invention;

Fig. 3 einen Dioden.tp.rschalter miti einem-Äusführüngsbeispiel der Steuerschaltung in Obereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;Fig. 3 shows a diode switch with an embodiment of the control circuit in accordance with the present invention;

Fig. 4 einen Zweirichtungsschalter, der ebenfalls durch den Steuerkreis von Fig. 1 gesteuert werden kann-; .Fig. 4 is a bidirectional switch which can also be controlled by the control circuit of Fig. 1; ,

Fig. 5 eine Schaltersteuerungsschaltung in Obereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; undFig. 5 is a switch control circuit in accordance with another embodiment of the invention; and

Fig. 6 eine Steuerschaltung in Obereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel«6 shows a control circuit in accordance with a further embodiment «

In Fig. 1 wird eine bevorzugte Form einer Diodentorschalterstruktur IO mit einem Trägerteil 12 gezeigt, der eine Hauptfläche 11 sowie einen monokristallinen Halbleiterkörper 16 aufweist, dessen Volumen p^leitend und dessen Trägerteil 12 durch eine dielektrische Schicht 14 vom Trägerteil 12 getrennt ist.1 shows a preferred form of a diode gate switch structure IO with a carrier part 12, which has a main surface 11 and a monocrystalline semiconductor body 16 whose volume is conductive and whose carrier part 12 is separated from the carrier part 12 by a dielectric layer 14.

Ein örtlich begrenzter Anodenbereich 18, der p⁺-leitend ist, ist in dem Halbleiterkörper 16 enthalten und weist einen Abschnitt auf, der sich bis zur Fläche 11 erstreckt. Ein örtlich begrenzter Steuerelektrodenbereich (Torbereich) 20, der η -leitend ist, und ein örtlich begrenzter Katodenbereich 24, der η -leitend ist, sind ebenfalls im Halbleiterkörper 1-6' enthalten. Ein Bereich 22, der p"-leitend ist und einen Abschnitt aufweist, der sich bis zur Fläche 11 erstreckt, umschließt die Katode 24 kreisförmig und wirkt wie ein Verarmungsschicht-Durchgreif schirm _o Darüber hinaus verhindert er die Inversion der Abschnitte des Halbleiterkörpers 16 an oder nahe der Fläche 11 zwischen den Bereichen 20 und 24. Der Steuerelektrodenbereich 20 befindet sich zwischen dem Anodenbereich 13 und dem Bereich 22 und ist von beiden durch Volumenabschnitte des Halbleiterkörpers 16 getrennt.. Die spezifischen Widerstandswerte der Bereiche 18, 20 und 24 sind im Vergleich zu jenen der Volumenabschnitte des Halbleiterkörpers 16 niedrig. Der spezifische Widerstand des Bereichs 22 liegt zwischen jenem des Katodenb.ereichs 24 und jenem des Volumenabschnitts des Haibleiterkörpers 16. . . . - -· ·' . · ' ' ' · - " ·' .-...· 'A localized anode region 18, the p ⁺ -conducting, is included in the semiconductor body 16 and has a portion which extends to the surface. 11 A localized control electrode region (gate region) 20, which is η-type, and a localized cathode region 24, which is η-type, are also included in the semiconductor body 1-6 '. A region 22 which is p "-conductive and has a portion extending to the surface 11, encloses the cathode 24 in a circular shape and acts like a depletion layer penetrating screen _o Moreover, it prevents inversion of the portions of the semiconductor body 16 or near the surface 11 between the regions 20 and 24. The control electrode region 20 is located between the anode region 13 and the region 22 and is separated from both by volume sections of the semiconductor body 16. The resistivity values of the regions 18, 20 and 24 are compared to The resistivity of region 22 is between that of cathode region 24 and that of the bulk portion of semiconductor element 16.. ... · '

Die Elektroden. 28, 30 und 32 sind Leiter, die einen niederohmigen Kontakt zu den Flächenaoschnitten der Bereiche 13, 20 bzw« 24 herstellen« Eine dielektrische Schicht 26 bedeckt die Hauptfläche 11, so daß die Elektroden 28, 30 und 32 von allen Bereichen mit Ausnahme von jenen getrenntThe electrodes. 28, 30 and 32 are conductors making low resistance contact with the surface portions of the regions 13, 20 and "24", respectively. A dielectric layer 26 covers the major surface 11 so that the electrodes 28, 30 and 32 of all the regions except those separated

werden, die dafür vorgesehen sind, elektrisch leitend zu sein. Eine Elektrode 35 stellt einen niederohmigen Kontakt zum Trägerteil 12 über einen stark dotierten Bereich 34 her, der vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Trägerteil 12 ist.which are intended to be electrically conductive. An electrode 35 establishes a low-resistance contact to the carrier part 12 via a heavily doped region 34, which is of the same conductivity type as the carrier part 12.

Das Trägerteil 12 und der Halbleiterkörper 16 sind vorzugsweise beide aus Silizium, und das Trägerteil 12 kann entweder vom Leitfähigkeitstyp _η_ oder _p_ sein. Die einzelnen Elektroden 28, 30 und 32 überlappen vorteilhafterweise den HaIbleiterbereich, zu welchem sie einen niederohmigen Kontakt herstellen. Die Elektrode 32 überlappt ebenfalls den Bereich 22. Dieses Überlappen, das als "Feldplattieren" bekannt ist, erleichtert den Hochspannungsbetrieb infolge der Hinaufsetzung der Spannung, bei welcher ein Durchschlag auftrittThe carrier part 12 and the semiconductor body 16 are preferably both made of silicon, and the carrier part 12 may be either of the conductivity type _η_ or _p_. The individual electrodes 28, 30 and 32 advantageously overlap the semiconductor region to which they produce a low-resistance contact. The electrode 32 also overlaps the region 22. This overlap, known as "field plating," facilitates high voltage operation due to the increase in voltage at which breakdown occurs

In einem gemeinsamen Trägerteil 12 können eine Vielzahl von gesonderten Halbleiterkörpern 16 gebildet werden, um eine Vielzahl von Diodentorschaltern zu schaffen.In a common carrier part 12, a plurality of separate semiconductor bodies 16 may be formed to provide a plurality of diode gate switches.

Die Diodenschalterstruktur 10 wird gewöhnlich als ein Schalter betrieben, der gekennzeichnet ist durch einen niederohmigen Strompfad zwischen dem Anodenbereich 18 und dem Katodenbereich 24, wenn er sich im EIN- (leitenden) Zustand befindet, und durch einen hochohmigen Strompfad zwischen den beiden Bereichen, wenn er sich im AUS-(Sperr~)Zustand befindet. Das an dem Stromtorbereich 20 angelegte Potential bestimmt den Zustand des Schalters. Stromleitung zwischen dem Anodenbereich 18 und dem Katodenbereich 24 tritt auf, wenn das Poteritial des Stromtörbereiches 20 zwischen jenem des Anoden- "' bereichs 18 und dem des Katodenbereichs 24 liegt. Während des EIN-Zustandes werden Löcher in den Halbleiterkörper 16 injiziert, die aus dem Anodenbereich 18 stammen und Elektronen in den Halbleiterkörper 16 ' injiziert, die aus'dem Katodenbereich 24 stammen. Diese Löcher und Elektronen können in hinreichender Anzahl vorliegen, daß sie ein Plasma bilden, das die Leitfähigkeit des The diode switch structure 10 is usually operated as a switch characterized by a low resistance current path between the anode region 18 and the cathode region 24 when in the ON (conducting) state and by a high resistance current path between the two regions when it is is in the OFF (locked) state. The potential applied to the current gate region 20 determines the state of the switch. Power conduction between the anode region 18 and the cathode region 24 occurs when the potential of the current source region 20 lies between that of the anode region 18 and that of the cathode region 24. During the ON state, holes are injected into the semiconductor body 16 that originate from the Anode region 18 and electrons are injected into the semiconductor body 16 ', which originate from the Katodenbereich 24. These holes and electrons can be present in sufficient numbers that they form a plasma, the conductivity of the

- 6 - α ι / ö ύ 1 - 6 - α ι / ö ύ 1

Halbleiterkörpers 16 verändert* Dadurch wird der Widerstand des Halbleiterkörpern-16 wirksam herabgesetzt, so daß der Widerstand zwischen dem Anodenbereich 18 und dem Katodenbereich 24 verhältnismäßig niedrig ist, wenn die Diodenschalterstruktur 10 im EIN-Zustand betrieben wird* Diese Art des Betriebs wird als Doppelladungsträgerinjektion bezeichneteSemiconductor body 16 changes * Thus, the resistance of the semiconductor body-16 is effectively reduced, so that the resistance between the anode region 18 and the cathode region 24 is relatively low, when the diode switch structure 10 is operated in the ON state * This type of operation is referred to as a double charge carrier injection

Der Bereich 22 unterstützt die Begrenzung des Durchgriffs einer Erschöpfungsschicht, die während des Betriebszustandes zwischen dem Steuerelektrodenbereich 20 und dem Katodenbereich 24 gebildet wird und unterstützt ferner die Unterbindung der Ausbildung einer Oberflächen-Inversionsschicht zwischen diesen beiden Bereichen. Zusätzlich erleichtert er esj den Steuerelektrodenbereich 20 und den Katodenbereich 24 eng nebeneinander anzuordnen. Dies ermöglicht einen relativ niedrigen Widerstand zwischen dem Anodenbereich 18 und dem Katodenbereich 24 im Durchlaßzustand.The region 22 assists in limiting the penetration of a depletion layer formed between the control electrode region 20 and the cathode region 24 during the operating state and also assists in preventing the formation of a surface inversion layer between these two regions. In addition, it facilitates the control electrode area 20 and the cathode area 24 to be arranged close to each other. This allows a relatively low resistance between the anode region 18 and the cathode region 24 in the on state.

Das Substrat wird typischerweise auf einem möglichst positiven Potential gehaltene Die Leitung zwischen dem Anodenbereich 18 und dem Katodenbereich 24 wird verhindert oder gesperrt j wenn das Potential des Steuerelektrodenbereiches 20 ausreichend positiver als der Anodenbereich 18, der Katodenbereich 24 und der Bereich 22 ist₀ Das Ausmaß, um das dieses Potential positiver sein muß, um die Leitung zu verhindern oder zu sperren^ hängt von der Geometrie und dem Grad der Premdbeimischungskonzentr-ation (Dotierung) der Struktur 10 ab«, Dieses positive SteuerelektrodenpOten» tial verursacht einen vertikalen Querschnittsbereich des Halbleiterkörpers 16 zwischen dem Steuerelektrodenbereich 20 und dem darunterliegenden Bereich der dielektrischen Schicht 14s der zu verdrängen ist, damit das· Potential dieses Bereiches des Halbleiterkörpers 16"positiver als das des Anodenbereiches 18j des Katodenbereiches 24 und des Bereiches 22 \vird« Diese positive PotentialschwelleThe substrate is typically held on a positive as possible potential the line between the anode region 18 and cathode region 24 is inhibited or blocked j when the potential of the control electrode region 20 is sufficiently more positive than the anode region 18, the cathode region 24 and the region 22 ₀ The extent This potential must be more positive in order to prevent or block the conduction ^ depends on the geometry and the degree of premixing concentration (doping) of the structure 10. This positive control electrode spot causes a vertical cross-sectional area of the semiconductor body 16 between The control electrode region 20 and the underlying region of the dielectric layer 14 s is to be displaced so that the potential of this region of the semiconductor body 16 "is more positive than that of the anode region 18 j of the cathode region 24 and the region 22

verhindert die Leitung durch Löcher vom Anodenbereich 18 zum Katodenbereich 24« Es schnürt den Halbleiterkörper 1b gegenüber der dielektrischen Schicht 14 ein.und dient ferner zum Sammeln der vom Katodenbereich 24 emittierten Elektronen, bevor diese den Anodenbereich 18 erreichen können. Der Blockierungszustand ist der Sperrzustand.prevents the conduction through holes from the anode region 18 to the cathode region 24. It constricts the semiconductor body 1b with respect to the dielectric layer 14 and also serves to collect the electrons emitted by the cathode region 24 before they can reach the anode region 18. The blocking state is the lock state.

In Pig. 2 wird der Aufbau einer Steuerschaltung 210 (innerhalb des größeren Strichlinienrechtecks dargestellt) gezeigt, die an eine Diodentorschaltung GDS1 der in Fig. 1 dargestellten Art mit Anode, Katode und Stromtoranschlüssen gekoppelt ist. Der Diodentorschalter GDS1 wird durch ein elektronisches Symbol dargestellt, das übernommen wurde, um alle beliebigen Arten von Diodentorschaltern zu kennzeichnen.In Pig. 2, the construction of a control circuit 210 (shown within the larger dashed line rectangle) coupled to a diode gate circuit GDS1 of the type shown in FIG. 1 having anode, cathode, and current port connections is shown. The diode gate switch GDS1 is represented by an electronic symbol which has been adopted to identify all types of diode gate switches.

Die Steuerschaltung 210 umfaßt einen Diodentorschalter GDS2, der von der Art sein kann, die in Pig« 1 gezeigt wird und eine Anode, Katode und Toranschlüsse, einen ersten und einen zweiten Strombegrenzer CL1 und CL2, einen npn-Transistor Q1, pn-Dioden D1, D2 und D3, Widerstände R1, R2 und R3 und den Kondensator C1 aufweist. Die Anoden von D1 und D3 und ein erster Anschluß von CL1 sind alle mit einem Anschluß 212 gekoppelt. Der Kollektor von Q1 · ist mit der Katode von D3 und mit einem Anschluß 211 gekoppelt* Die Katode von D1 ist mit dem Stromtor von GDS2 und einem Anschluß 220 gekoppelt. Die Basis von Q1 ist über die . Diode D2 mit einem Eingangsanschluß 216 gekoppelt. Der Emitter von QJ ist mit einem Anschluß von R1 und mit einem Anschluß 217 gekoppelt« Ein zweiter-Anschluß von RI- ist . mit einem Anschluß 218 und mit der Stromversorgung VSS!gekoppelt. Ein zweiter Anschluß von CL1 ist mit der Stromversorgung +?1 und mit einem Anschluß 214 gekoppelt. CL2 ist. über einen ersten Anschluß mit Katode GDS2, dem StromtorThe control circuit 210 comprises a diode gate switch GDS2, which may be of the type shown in Pig.sup.1 and an anode, cathode and gate terminals, first and second current limiters CL1 and CL2, npn transistor Q1, pn diodes D1 , D2 and D3, resistors R1, R2 and R3 and the capacitor C1. The anodes of D1 and D3 and a first terminal of CL1 are all coupled to a terminal 212. The collector of Q1 is coupled to the cathode of D3 and to a terminal 211. The cathode of D1 is coupled to the current gate of GDS2 and a terminal 220. The basis of Q1 is over the. Diode D2 is coupled to an input terminal 216. The emitter of QJ is coupled to one terminal of R1 and to one terminal 217. "A second terminal of RI- is. coupled to a terminal 218 and to the power supply VSS !. A second terminal of CL1 is coupled to the + 1 power supply and to a terminal 214. CL2 is. via a first connection with cathode GDS2, the current gate

von GDSl und mit einem Anschluß 222 gekoppelt, CL2 ist über einen zweiten Anschluß mit der Stromversorgung -V3 und mit einem Anschluß 228 gekoppelt« Ein dritter Strombegrenzer CL3 ist über einen ersten Anschluß desselben mit dem Anschluß 220 und über einen zweiten Anschluß desselben mit einer Stromversorgung -V4 und mit einem Anschluß 226 gekoppelt. CL3 und -V4 sind beides wahlweise Bauelemente. -V4 kann das gleiche Potential wie VSS oder -V3 aufweisen.CL2 is coupled to the power supply -V3 and to a terminal 228 via a second terminal. A third current limiter CL3 is connected to terminal 220 via a first terminal thereof and to a power supply via a second terminal thereof -V4 and coupled to a port 226. Both CL3 and -V4 are optional components. -V4 may have the same potential as VSS or -V3.

Die Anode von GDS2 ist mit einem Anschluß von R3 und mit einem Anschluß 221 gekoppelt'. Ein zweiter Anschluß von R3 ist mit einem ersten Anschluß von R2 und mit einem Anschluß 223 sowie mit einem ersten Anschluß von Cl gekoppelt. Ein zweiter Anschluß von R2 ist mit der Stromversorgung +V2 und mit einem Anschluß 224 gekoppelt» Ein zweiter Anschluß von Ci ist mit Anschluß 218 gekoppelt. +Vl wird so gewählt, daß sie ein positiveres Potential als +V2 aufweist.The anode of GDS2 is coupled to a terminal of R3 and to a terminal 221 '. A second terminal of R3 is coupled to a first terminal of R2 and to a terminal 223 and to a first terminal of CI. A second terminal of R2 is coupled to the power supply + V2 and to a terminal 224 »A second terminal of Ci is coupled to terminal 218. + Vl is chosen to have a more positive potential than + V2.

Die Kombination von Dl, D2, D3, Ql, CLl, Rl und CL3 (innerhalb des Strichlinienrechtecks A dargestellt) dient als ein Spannungssteuer-Zweigstromkreis und dient der Einstellung des Potentials des Anschlusses 220 (Stromtoranschluß von GDS2) und somit der Steuerung des Zustandes von GDS2. Cl und R3 sind wahlweise Bauelemente. Ohne Cl und R3 wurden die Anschlüsse 221 und 223 direkt miteinander verbunden. Cl dient als begrenzte Ladungsquelle, deren Ladung mit für die Umschaltung von GDSl in den AUS-Zustand eingesetzt wird. Wird Cl nicht verwendet, so ist es erforderlich, daß durch GDS2 ein., .größerer stationärer-,Strom fließt, wenn-.er sich im _: EIN-Zustand befindet, um sicherzustellen, daß hinreichend Strom zur Verfügung steht, der zur Umschaltung von GDSl in das Stromtor desselben eingespeist werden kann.The combination of D1, D2, D3, Q1, CL1, R1 and CL3 (shown within dashed line rectangle A) serves as a voltage control branch circuit and serves to adjust the potential of terminal 220 (current gate terminal of GDS2) and thus control the state of GDS2. Cl and R3 are optional components. Without Cl and R3, the ports 221 and 223 were directly connected. Cl serves as a limited charge source whose charge is used to switch GDSl to the OFF state. If Cl is not used, it is necessary for GDS2 to supply a larger steady state current when it is in the _: ON state to ensure that there is sufficient power available to switch from GDSl can be fed into the current gate of the same.

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Die grundsätzliche Arbeitsweise ist wie folgt : Wird angenommen, daß der Anoden- und Katodenanschluß von GDSl an +220 Volt bzw. -220 Volt angeschlossen ist, so tritt Stromleitung zwischen dessen Anode und Katode auf, wenn das Stromtor (Anschluß 222) weniger positiv als +220 Volt ist. Die Stromleitung wird unterbunden (unterbrochen) durch die Erhöhung des Potentials des Stromtors (Anschluß 222) über +220 Volt hinaus und durch Bereitstellen einer positiven Stromquelle, deren Strom in das Stromtor (Anschluß 22) von GDSl fließt. Für den Fall, daß +Vl = +280 Volt, VSS = Null Volt, +V2 = +250 Volt, -V3 = -250 Volt, -V4 = -250 Volt und die Strombegrenzer CLl, CL2 und CL3 den durch sie fließenden Strom auf 50, 5 bzw. 5 Mikroampere begrenzen, ist die Steuerungsschaltung 210 in der Lage, am Anschluß 222 die erforderlichen Potentiale sowie den in Anschluß 222 einzuspeisenden Strom, der erforderlich ist, um den Zustand von GDSl zu steuern, zur Verfügung zu stellen. Die Ausführung der Strombegrenzer wird zum Beispiel in "Sourcebook of Electronic Circuits" (Quellenbuch der elektronischen Schaltungen), Dohn Markus, McGraw-Hill Book Co., 1968, Se 171, beschrieben .The basic operation is as follows: Assuming that the anode and cathode terminals of GDS1 are connected to +220 volts and -220 volts respectively, current conduction occurs between its anode and cathode when the current port (terminal 222) is less positive than +220 volts. The power line is inhibited (interrupted) by increasing the potential of the Stromtors (terminal 222) beyond +220 volts and by providing a positive current source whose current flows into the current port (terminal 22) of GDSL. In the event that + Vl = +280 volts, VSS = zero volts, + V2 = +250 volts, -V3 = -250 volts, -V4 = -250 volts and the current limiters CLl, CL2 and CL3 the current flowing through them to 50, 5 and 5 microamps respectively, the control circuit 210 is able to provide at terminal 222 the required potentials as well as the current to be injected in terminal 222 required to control the state of GDS1. The execution of the current limiters is described, for example, in "Sourcebook of Electronic Circuits", Dohn Markus, McGraw-Hill Book Co., 1968, Se 171.

Wird zunächst angenommen, daß Stromleitung durch GDSl gewünscht ist, so wird ein Eingangssignal mit einem Potentialpegel zwischen 0 und 0,4 Volt an den Anschluß 216 angelegt. Dadurch wird Ql durch Vorspannung geschlossen und der Anschluß 212 kann ein Potential von etwa +Vl (etwa +280 Volt) annehmen. Ist CL3 nicht vorhanden, so leitet Dl in der.Durchlaßrichtung/, bis'der Anschluß'220 das Potential des' Anschlusses 212 mit einer Toleranz von mehreren Zehntelvolt erreicht, und hört dann auf zu leiten. Bei vorhandenem CL3 fließt ein Strom von +Vl durch CLl, Dl und CL3 in -V4* CLl und CL3Assuming initially that power conduction through GDS1 is desired, an input signal having a potential level between 0 and 0.4 volts is applied to terminal 216. This closes Ql by bias and terminal 212 can assume a potential of about + Vl (about +280 volts). If CL3 is not present, Dl conducts in the forward direction until the terminal 220 reaches the potential of the terminal 212 with a tolerance of several tenths of a volt, and then stops conducting. When CL3 is present, a current flows from + Vl through CLl, Dl and CL3 into -V4 * CLl and CL3

werden so gewählt, daß sich die am Anschluß 220 auftretende Spannung bei durch Vorspannung geschlossenem Ql auf einem Pegel befindet, der weitaus positiver als jener von +V2 ist. In diesem Fall nimmt der Anschluß 220 gleichfalls ein Potential an, das nahe an +2SO Volt herankommt« Derart vorgespannt wird GDS2 in den AUS-Zustand versetzt und trennt somit den Anschluß 222 vom Potential +V2« Deshalb nimmt die Spannung am Anschluß 222 wegen des negativen Potentials -V3 (-250 Volt) ab, bis die Stromtor-Anoden-Sperrschicht des GDSl in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Der Anschluß 222 stabilisiert sich auf einem Potential nahe dem, aber nicht größer als das Potential der Anode des GDSl« Demgemäß wird GDSi durch Vorspannung in den EIN-Zustand versetzt und zwischen Anode und Katode desselben kommt es zur Stromleitung« Der von oer Anode zum Stromtor von GDSl fließende Strom wird durch CL2 auf einen unbedeutenden Bruchteil des durch GDSl fließenden Anoden-Katoden-Stroms begrenzt.are selected so that the voltage appearing at terminal 220 at Q1 closed by bias is at a level far more positive than that of + V2. In this case, terminal 220 also assumes a potential approaching + 2SO volts. Thus biased, GDS2 is placed in the OFF state, thus disconnecting terminal 222 from potential + V2 negative potential -V3 (-250 volts) until the current gate-anode barrier layer of the GDS1 is forward biased. The terminal 222 stabilizes at a potential close to, but not greater than the potential of the anode of the GDSL "Accordingly GdSi is offset by bias voltage in the ON state, and between the anode and cathode of the same occurs for current conduction" The OER anode to the stream gate Current flowing from GDS1 is limited by CL2 to an insignificant fraction of the anode-cathode current flowing through GDS1.

Befand sich GDS2 vor dem Anlegen des Eingangspegels von 0 ._e» 0,4 Volt am Anschluß 216 im EIN-Zustand, dann fließt von +Vl aus durch Dl und in das Stromtor von GDS2 ein positiver St-rom. CLl wird so ausgewählt, daß der Stromfluß durch ihn größer als durch CL2 ist, um sicherzustellen, daß der in das Stromtor von GDS2 fließende Strom hinreichend positiv ist, so daß die Stromleitung zwischen dessen Anode und Katode unterbunden wird. Es muß nur eine verhältnismäßig geringe Menge positiven Stroms in das Stromtor von GDS2 fließen, um den Stromfluß durch ihn zu unter- binden, da dieser, durch GDS2 nur .5. Mikroampere- bot ragt«. Es : ist deshalb nicht erforderlich, ein Hochstrombauelement zu verwenden, um die erforderliche Funktion der StromzuführungGDS2 was before applying the input level of 0. _e »0.4 volts at port 216 in the ON state, then flows from + Vl through Dl and into the current port of GDS2 a positive St-rom. CLl is selected so that the current flow through it is greater than through CL2 to ensure that the current flowing in the current gate of GDS2 is sufficiently positive that the current conduction between its anode and cathode is inhibited. Only a relatively small amount of positive current has to flow into the current gate of GDS2 in order to block the current flow through it, since this, by GDS2 only .5. Mikroampere- bot sticks out ". It is therefore not necessary to use a high current device to perform the required function of the power supply

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zu gewährleisten, die erforderlich ist, damit GDS2 den AUS-Zustand annehmen kann.to ensure that GDS2 can assume the OFF state.

Das Potential des Anschlusses 216 wird auf einen Pegel von 2 ... 5 Volt erhöht, damit GDS1 in den AUS-Zustand (Sperrzustand) umgeschaltet wird. Dieser Eingangsspannungspegel dient als Vorspannung für die Öffnung von Q1 und gestattet Q1 im Sättigungssustand zu arbeiten. Das Potential von Anschluß 212 wird auf etwa +1,6 Volt gesenkt (wobei eine Eingangsspannung an Anschluß 216 von 2 YoIt, eine Kollektor-Emittor-Sättigungsspannung VEC (SAT) von 0,3 Volt für Q1 und ein Spannungsabfall an D3 von 0,7 Volt vorausgesetzt v/erden). Das Potential von Anschluß 212 zu dieser Zeit ist eine Funktion des Eingangsspannungspegels, der VCE (SAT) von QI und des DurchlaßSpannungsabfalls an D3. Ohne den Strombegrenzer CL3 nimmt das Potential an Anschluß 220 einen Wert von etwa +V2 oder ein negativeres Potential - infolge des Ledungsabflusses durch D1 - an. Das Potential von Anschluß 220 kann nicht auf einen Wert unterhalb des Diodenspannungsabfalls, d„h. unterhalb des Potentials der Anode von GDS2 abfallen, da eine Flächendiode, die die Anode und das Stromtor von GDS2 umfaßt, in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist und das Potential von Anschluß 220 nicht weiter sinken läßt· Bei vorhandenem Strombegrenzer CL3 wird der Anschluß 220 schnell und wirksam auf einem Wert in der Mhe eines Diodenabfalls unterhalb des Potentials der Anode von GDS2 gehalten«, In beiden Fällen wird GDS2 in den EIIT-Zuetand umgeschaltet. Dadurch wird das Potential des Anschlusses -222 +V2 minus des Spannungsabfalls an R3 und R2 und" minus des Spannungsabfalls in Durchlaßrichtung aii . Anode/Katode von GDS2 betragen. Die^: Spannungsabfälle an R2, R3 und GDS2 werden so gewählt, daß das Potential an AnschlußThe potential of the terminal 216 is increased to a level of 2 ... 5 volts to switch GDS1 to the OFF state (OFF state). This input voltage level serves as a bias for the opening of Q1 and allows Q1 to operate in the saturation state. The potential of terminal 212 is lowered to about +1.6 volts (with an input voltage at terminal 216 of 2 YoIt, a collector-to-emitter saturation voltage VEC (SAT) of 0.3 volts for Q1 and a voltage drop at D3 of 0, 7 volts provided). The potential of terminal 212 at this time is a function of the input voltage level, the VCE (SAT) of QI, and the forward voltage drop at D3. Without the current limiter CL3, the potential at terminal 220 assumes a value of about + V2 or a more negative potential - due to the Ledungsabflusses by D1 - on. The potential of terminal 220 can not be at a value below the diode voltage drop, ie. fall below the potential of the anode of GDS2 because a surface diode comprising the anode and the current gate of GDS2 is forward biased and the potential of terminal 220 does not drop further. With current limiter CL3, terminal 220 becomes fast and efficient a value near a diode drop below the potential of the anode of GDS2. "In both cases, GDS2 is switched to the EIIT state. Characterized anode / cathode of GDS2 is aii the potential of terminal -222 + V2 minus the voltage drop across R3 and R2 and "minus the forward voltage drop amount to ^the.:. Voltage drops across R2, R3 and GDS2 are selected so that the potential at Connection

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- VC - - VC -

222 positiver ist als jenes der Anode von GDSl, und zwar um einen Betrag positiver ist, der ausreicht, um GDSl in den AUS-Zustand (Sperrzustand) umzuschalten. Darüber hinaus liegt ein hinreichender positiver Stromfluß in das Stromtor von GDSl vor, um ihn in den AUS-Zustand umzuschalten« Sobald GDSl ausgeschaltet ist, versiegt der Stromfluß in das Stromtor. Durch die Geometrie und die Verunreinigungskonzentration von GDSl wird genau festgelegt, um wieviel höher das positive Potential am Stromtor in bezug auf das von Anode und Katode sein muß, um GDSl auszuschalten.222 is more positive than that of the anode of GDS1, and is more positive by an amount sufficient to switch GDS1 to the OFF state (blocking state). In addition, there is a sufficient positive current flow into the current gate of GDS1 to switch it to the OFF state. "Once GDS1 is turned off, the flow of current in the current gate will dry up. The geometry and impurity concentration of GDS1 determines exactly how much higher the positive potential on the current gate must be with respect to that of the anode and cathode to turn off GDS1.

Die an der Katode von GDSl emittierten und durch das Stromtor gesammelten Minoritätsladungsträger (z.B« Elektronen) stellen das Äquivalent des positiven Stromes dar, der von +V2 aus durch R2, R3 und GDS2 hindurch und in das Stromtor von GDSl hineinfließt. Dieser Stromfluß kann beträchtlich sein, und deshalb ist es erforderlich, ein Bauelement mit hoher Spannungs- und Strombelastbarkeit wie den Diodentorschalter GDS2 zu haben, der GDSl in den AUS-Zustand umschaltet. Ein Hochspannungs- und Hochstromtransistor in dieser Steuerschaltung wäre unvertretbar kostspielig.The minority carriers (e.g., electrons) emitted at the cathode of GDS1 and collected by the current gate represent the equivalent of the positive current flowing from + V2 through R2, R3 and GDS2 and into the current gate of GDS1. This current flow can be considerable, and therefore, it is necessary to have a high voltage and current-carrying device such as the diode gate switch GDS2 which switches GDS1 to the OFF state. A high voltage and high current transistor in this control circuit would be prohibitively expensive.

R2 und R3 begrenzen den Stromfluß von +V2 durch GDS2 und.in das Stromtor von GDSi. Darüber hinaus begrenzt R3 den Stromfluß von Cl aus. Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, daß GDSl und/oder GDS2 nicht durchbrennen. Bei vielen Anwendungen der Fernsprechvermittlungstechniken wird GDSl nur mit 48VoIt zwischen Anode und Katode betrieben, wenn .er sich im AUS-Zustand befindet j es ist jedoch möglich, daß' infolge' von Vorgängen wie Rufen, Prüfen, Münzfernsprechüberprüfen sowie infolge von induzierten 60-Hz-Spannungen +_ 220 Volt an Anode und/oder Katode anliegen und daß demgemäß die Steuerschaltung 10 dazu bestimmt ist, diese hohen Spannungen zu sperren« R2 and R3 limit the current flow of + V2 through GDS2 and into the current gate of GDSi. In addition, R3 limits the flow of current from Cl. This helps to ensure that GDSl and / or GDS2 do not burn out. In many telephone switching technology applications, GDSl is only operated at 48VoIt between anode and cathode when it is in the off state, but it is possible that 'due to' operations such as ringing, testing, coin telephone checking, as well as induced 60Hz Voltages + _ 220 volts applied to the anode and / or cathode and that accordingly the control circuit 10 is intended to lock these high voltages «

Wird der Transistor Ql im Sättigungszustand betrieben, so ist die Basis-Kollektor-Sperrschicht desselben in der Vorwärtsrichtung potentiell vorgespannt. D3 dient dazu, um sicherzustellen, daß vom Eingangsanschluß 16 durch Kollektor-Basis Sperrschicht von Transistor Ql und anschließend durch Dl kein Strom fließt.When the transistor Q1 is operated in the saturation state, the base-collector junction thereof is potentially biased in the forward direction. D3 serves to ensure that collector-base junction of transistor Q1 and then no current flows through input terminal 16.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 wurde, mit Ausnahme von CL3, R2, R3 und Cl, auf einem einzigen integrierten Schaltkreisplättchen hergestellt, wobei GDSl und GDS2 von der in Fig. gezeigten Art sind. Die gefertigte Steuerschaltung gestattete die Sperrung von 500 Volt an Anode und Katode von GDSl und unterband (unterbrach) einen Stromfluß von 100 Milliampere durch denselben. Dies ist ein viel größerer Strom als er durch den Spannungssteuerkreis A gehandhabt werden konnte^ und zwar mit Hilfe von Bauelementen, die ökonomisch zu rechtfertigen oder für die integrierte Schaltkreisfertigung geeignet waren. Die Werte für Rl und R3 betragen 1000 bzw. 3000 Ohm, wobei Cl und R2 nicht verwendet wurden und R3 direkt mit +V2 gekoppelt war. Werden Cl und R2 eingesetzt, so verkürzen sie die Zeit, die erforderlich ist, um GDSl vom EIN- in den AUS-Zustand umzuschalten. Ein bevorzugter Wert für Cl ist 0,1 LiF, wobei Rl = 1000 Ohm, R2 = 2 χ ΙΟ⁵ Ohm und R3 = 3000 Ohm ist.The circuit of FIG. 2, except for CL3, R2, R3 and C1, has been fabricated on a single integrated circuit die, with GDS1 and GDS2 being of the type shown in FIG. The fabricated control circuit allowed the blocking of 500 volts at anode and cathode of GDS1 and suppressed (interrupted) a current flow of 100 milliamps therethrough. This is a much larger current than could be handled by the voltage control circuit A with the help of devices that were economically viable or suitable for integrated circuit fabrication. The values for R1 and R3 are 1000 and 3000 ohms, respectively, where Cl and R2 were not used and R3 was directly coupled to + V2. Using Cl and R2 will reduce the time required to toggle GDSl from ON to OFF. A preferred value for Cl is 0.1 LiF, where R = 1000 ohms, R2 = 2 χ ΙΟ ⁵ ohms and R3 = 3000 ohms.

In Fig. 3 wird der Aufbau der Steuerungsschaltung 310 gezeigt, die mit einem Diodentorschalter GDS31 gekoppelt ist, der eine Anode, Katode und Stromtoranschlüsse aufweist. Die Steuerüngsschaltung 3:10 ist der Steuer-URgsschaltung- 21.0, g.emäß. [... -.-J. Fig. 2 gleich mit der Ausnahme, daß die Dioden Dl und D3 Weggelassen wurden und eine Stromkreisspiegelanordnung,, dieIn Fig. 3, the construction of the control circuit 310 is shown which is coupled to a Diodentorschalter GDS31 having an anode, cathode and Stromtoranschlüsse. The control circuit 3:10 is the control URgsschaltung- 21.0, g.emäß. [. .. -.- J. Fig. 2 same except that the diodes Dl and D3 have been omitted and a circuit arrangement, the

die pnp-Transistoren Q2 und Q3 umfaßt, Anwendung findet* Q2 und Q3 sind Schaltbauelemente, bei Vielehen die Basis jeweils als Steueranschluß und die Kollektoren und Emitter als erster bzw· zweiter Ausgangsanschluß bezeichnet werden.,Application of the pnp transistors Q2 and Q3 applies. * Q2 and Q3 are switching devices, in the case of many, the base is referred to as the control terminal and the collectors and emitters as the first and second output terminals, respectively.

Die Emitter von Q2 und Q3 v/erden zusammen mit dem Anschluß 314 und mit der Stromversorgung +V30 gekoppelt« Die Basis von Q2 und die Basis von Q3 werden zusammen mit dem Kollektor von Q2 und mit einem ersten Anschluß von CL31 und mit einem Anschluß 330 gekoppelt» Der Kollektor von Q3 ist mit dem Stromtor von GDS3I_s einem ersten Anschluß von CL^B und mit einem Stromkreisanschluß 320 gekoppelt« Alle weiteren Bauelemente und Zwischenverbindungen entsprechen im wesentlichen jenen der Steuerschaltung gemäß Fig. 2.The emitters of Q2 and Q3 are coupled together to terminal 314 and to power supply + V30. The base of Q2 and the base of Q3 are coupled together with the collector of Q2 and with a first terminal of CL31 and with a terminal 330 The collector of Q3 is coupled to the current gate of GDS3I _s a first terminal of CL ^ B and to a circuit terminal 320. All other components and interconnections are substantially the same as those of the control circuit of FIG. 2.

Die Kombination von- D32, Q31, R31, Q2_S Q3_S CL31 und CL33 (innerhalb des Strichlinienrechtecks B dargestellt) wird als Spannungssteuer-Zweigstromkreis bezeichnet und ist da~ für bestimmt, das Potential am Anschluß 320 so einzustellen _$ daß der Zustand von GDS32 gesteuert.wird·The combination of- D32, Q31, R31, Q2 _S Q3 _S CL31 and CL33 (shown within the dashed line rectangle B) is referred to as a voltage control branch circuit and is there ~ for determining the potential to be set at the terminal 320 _$ that the state of gds32 gesteuert.wird ·

Wird an den Anschluß 316 ein angemessen hoher Spannungspegel (gewöhnlich +2 <,<><, 5 Volt) angelegt, so wird Q31 durch Vorspannung geöffnet, und es kommt zur Stromleitung von der Stromversorgung +V31 über Q2, CL31, Q31 und R31 hindurch in die Stromversorgung VSSO hinein. Q2 und Q3 sind im wesentlichen identische Transistoren* Es ist hinlänglich bekanntj daß diese Anordnung von Q2 und Q3 im wesentlichen, den gleichen Stromfluß ;durch' Q2 . erzeugt·, wie", er durch Q3 fließt« Ist Q3T durch Vorspannung geöffnet, so befindet sich das Potential der Klemme 320 auf dem Potential von +V3'l minus der VCE (Kollektor-Emitter-Spannung) von Q3* Bei einem schwachen Eingangssignal (0 «... 0,.4 Volt)When a properly high voltage level (usually +2 <, <>, 5 volts) is applied to terminal 316, Q31 is biased open and power conduction from power supply + V31 through Q2, CL31, Q31 and R31 occurs into the power supply VSSO inside. Q2 and Q3 are essentially identical transistors. It is well known that this arrangement of Q2 and Q3 is essentially the same current flow through Q2. When Q3T is biased open, the potential of terminal 320 is at the potential of + V3'l minus the VCE (collector-emitter voltage) of Q3 * At a weak input signal (0 «... 0, 4 volts)

am Anschluß 316 wird Q31 durch Vorspannung geschlossen, und es kommt zu keiner Stromleitung durch Q31 und 02. Somit fließt auch durch Q3 kein Strom. Das Potential von Anschluß 320 wird somit in Richtung des Potentials von etwa -V34 gezogen, bis die Anoden-Stromtor-Sperrschicht von GDS32 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist und den Anschluß 320 dazu veranlaßt, einen Potentialpegel nahe dem von +V32, der aber etwas weniger positiv ist als jener, anzunehmen.at terminal 316, Q31 is closed by bias, and there is no power line through Q31 and 02. Thus, no current flows through Q3 either. The potential of terminal 320 is thus pulled toward the potential of about -V34 until the anode current gate barrier of GDS32 is forward biased and causes terminal 320 to have a potential level near that of + V32, but slightly less positive is as that one to assume.

+V31 wird so gewählt, daß sie etwas positiver als +V.32 ist, und das Potential von -V34 wird so gewählt, das es negativer ist als +V32. Der 3etrieb von GDS32 zur Steuerung des Zustandes von GDS31ist im wesentlichen derselbe, wie er für GDS2 gemäß Fig. 2 beschrieben wurde. Die Anwendung derselben Potentiale für die Stromversorgungen gemäß Fig. 3 wie im Falle der entsprechenden Stromversorgungen gemäß Fig. führt zu einer Schaltung, die die Steuerung des Zustandes von GDS31 erleichtert, wobei an der Anode und/oder Katode Spannungen von +_ 220 Volt anliegen. Die Änderung des Potentials des Anschlusses 320 bewirkt, daß GDS32 in ähnlicher Weise arbeitet wie der entsprechende GDS2 gemäß Fig. 1» Somit wird der Zustand von GDS31 in der gleichen Weise wie der Zustand des entsprechenden GDSl gemäß Fig. 2, jedoch mit einem Eingangssignal umgekehrter Polarität, gesteuert.+ V31 is chosen to be slightly more positive than + V.32, and the potential of -V34 is chosen to be more negative than + V32. The operation of GDS32 to control the state of GDS31 is essentially the same as that described for GDS2 of FIG. The application of the same potentials for the power supplies according to FIG. 3 as in the case of the corresponding power supplies according to FIG. 1 leads to a circuit which facilitates the control of the state of GDS31, voltages of + _ 220 volts being applied to the anode and / or cathode. The change in the potential of terminal 320 causes GDS32 to operate in a manner similar to the corresponding GDS2 of FIG. 1. Thus, the state of GDS31 becomes in the same manner as the state of the corresponding GDS1 of FIG. 2, but with an input signal reversed Polarity, controlled.

Die Komplementärtransistoren 031 und 0-2 oder 03 können auf demselben integrierten Schaltkreisplättchen wie GDS32 hergestellt' werden., wobei, beide unter Verwendung von, dielek-. trisch isolierten Strukturen gebildet^:werden.Complementary transistors 031 and 0-2 or 03 may be fabricated on the same integrated circuit die as GDS32, both using dielek-. formed symmetrical isolated ^structures: are.

In Fig. 4 wird ein Zvveirichtungsschalter gezeigt, der die Diodentorschalter. GDS3 und GDS4 umfaßt, wobei die Anode von GDS3 mit der Katode von GDS4 gekoppelt ist, und die KatodeIn Fig. 4, a Zvveirichtungsschalter is shown, the diode gate switch. GDS3 and GDS4, where the anode of GDS3 is coupled to the cathode of GDS4, and the cathode

4$ $ 4

von GDS3 mit der Anode von GDS4 gekoppelt ist und die Stromtore miteinander verbunden sind. Ein Vorteil des Diodentorschalters gemäß Fig. 1 besteht darin, daß zwei von ihnen in dieser Weise antiparallelgeschaltet werden können und diese dennoch hohe Spannungen aushalten können, ohne daß es zum Lawinendurchbruch kommt. Die Stromtore von GDS3 und GDS4 können mit Anschluß 222 der Steuerungsschaltung 10 gemäß Fig. 2 oder mit dem Anschluß 322 gernäß Fig. 3 gekoppelt werden, damit sie in der zuvor beschriebenen Weise steuern« Das heißt, der Zustand von GDS3 und GDS4 kann in derselben Weise wie der Zustand von GDSl gemäß Fig. 2 und GDS31 gemäß Fig* 3 gesteuert werden.of GDS3 is coupled to the anode of GDS4 and the current ports are interconnected. An advantage of the diode gate switch according to Fig. 1 is that two of them can be connected in anti-parallel in this way and they can still withstand high voltages without causing avalanche breakdown. The current gates of GDS3 and GDS4 may be coupled to terminal 222 of the control circuit 10 of FIG. 2 or to the terminal 322 of FIG. 3 to control them in the manner described above. That is, the state of GDS3 and GDS4 may be in the same How the state of GDS1 according to FIG. 2 and GDS31 according to FIG. 3 are controlled.

Es sind zahlreiche Modifikationen möglich, die mit dem Inhalt der Erfindung übereinstimmen» Zum Beispiel können verschiedene andere Steuerungsschaltungen für jene eingesetzt werden, die als mit den Stromtoren von GDS2 und GDS32 gemäß Fig. 2 bzw. Fig* 3 gekoppelt dargestellt werden, um für die Spannungspegel und die Stromaussteuerbelastbarkeit (Strom· zuführungsbelastbarkeit) zu sorgen, die für die Steuerung des Zustands desselben erforderlich sind. Des weiteren können die npn-Transistoren durch pnp-Transistoren ersetzt werden, unter aer Voraussetzung, daß die Polaritäten der Energiezu.führungen entsprechend der auf diesem Fachgebiet hinlänglich bekannten Art in geeigneter Weise modifiziert werden. Des weiteren können, die Widerstände Rl und R31 Pinch-Wid'erstände-.: sein.. Des·.weiteren· können, die Emitter· . von Ql und 031 direkt mit VSS bzw.- VSSOgekoppelt sein. In diesem Fall würde dann eine Strombegrenzungseinrichtung, bei der es sich gewöhnlich um einen Widerstand handelt, in Reihe mit den betreffenden Eing.angsklernmen 216 und 316 eingefügt werden.Numerous modifications are possible that are consistent with the content of the invention. For example, various other control circuits may be substituted for those shown coupled to the current gates of GDS2 and GDS32 of FIG. 2 and FIG Voltage levels and Stromaussteuerbastastbarkeit (Strom · supply load capacity), which are required for the control of the state thereof. Furthermore, the NPN transistors may be replaced by pnp transistors under aer condition that the polarities of the Energiezu.führungen be modified according to the well-known type in the art in a suitable manner. Furthermore, the resistors Rl and R31 can be pinch resistors - .. Furthermore, the emitters. from Ql and 031 directly to VSS and VSSO, respectively. In this case, a current limiting device, which is usually a resistor, would then be inserted in series with the respective input terminals 216 and 316.

In Fig. 5 wird eine weitere Ausführung der Erfindung dargestellt, die eine Steuerschaltung 510 umfaßt, die mit dem Stromtoranschluß 528 des Diodentorschalters GDS51 gekoppelt ist. Die Steuerschaltung 510 dient der Kontrolle des Zustan· des von GDS51 und umfaßt die Transistoren 051 und 052, die Dioden D51 und D52, den Diodentorschalter GDS52, die Strombegrenzungsschaltungen CL51 und CL52 sowie die Widerstände R51 und R52. Die Bauelemente innerhalb des Strichlinienrechtecks 5A dienen der Steuerung des Anoden-Katoden-Potentials von GDS52. R52 ist ein wahlweises Bauelement und kann weggelassen werden.Referring to Fig. 5, another embodiment of the invention is shown including a control circuit 510 coupled to the current port 528 of the diode gate switch GDS51. The control circuit 510 is for controlling the state of GDS51 and includes the transistors 051 and 052, the diodes D51 and D52, the diode gate switch GDS52, the current limiting circuits CL51 and CL52, and the resistors R51 and R52. The components within the dashed line rectangle 5A serve to control the anode-cathode potential of GDS52. R52 is an optional component and may be omitted.

Wird angenommen, daß die Anode und die Katode von GDS51 an +220 Volt bzw. -220 Volt angeschlossen werden, so tritt dann zwischen Anode und Katode Stromleitung auf, wenn das Stromtor von GDS51 (Anschluß 528) weniger positiv als +220 Volt ist. Die Stromleitung versiegt (wird unterbrochen), wenn das Potential des Stromtors (Anschluß 28) über +220 Volt hinaus erhöht wird, und wenn eine Stromquelle vorhanden ist, deren Strom in das Stromtor (Anschluß 528) von GDS51 fließt. Für den Fall, daß +V51 = +250 Volt, VSS = Null Volt, -V52 = -250 Volt und die Strombegrenzungsschaltungen CL5I und CL52 den durch sie fließenden Strom auf 50 bzw. 5 Mikroampere beschränkt, ist die Steuerschaltung 510 in der Lage, für die erforderlichen Potentiale am Anschluß 528 und die Stromzüführungsbelastbarkeit zu sorgen, die erforderlich ist , um den Zustand von GDS51 zu steuern.Assuming that the anode and cathode of GDS51 are connected to +220 volts and -220 volts respectively, current conduction occurs between the anode and cathode when the current gate of GDS51 (terminal 528) is less positive than +220 volts. The power line will stall (will be interrupted) when the potential of the current port (port 28) is increased beyond +220 volts and if there is a current source whose current flows into the current port (port 528) of GDS51. In the event that + V51 = +250 volts, VSS = zero volts, -V52 = -250 volts and the current limiting circuits CL5I and CL52 limit the current flowing therethrough to 50 and 5 microamps respectively, the control circuit 510 is able to to provide the required potentials at terminal 528 and the current loop carrying capacity required to control the state of GDS51.

Ist Stromleitung durch GDS51 erwünscht, so wird ein Eingangssignal von 0 ... 0,4 Volt an den Eingangsanschluß 516 angelegt, Diese Vorspannung schließt den Transistor 051 und der Anschluß 518 nimmt das Potential von etwa +V51 an. Durch diese Vorspannungsbedingung wird der Transistor 052If power conduction through GDS51 is desired, an input signal of 0 ... 0.4 volts is applied to the input terminal 516. This bias closes transistor 051 and terminal 518 assumes the potential of about + V51. By this bias condition, the transistor becomes 052

geschlossen, und es kommt zu einem im wesentlichen geöffneten Stromkreis zwischen +V51 und dem Anschluß 526 (der Anode von GDS52)_e Somit befindet sich GDS52 im AUS-Zustand_ä da kein Strom zwischen dessen Anode und Katode fließen kann. Befindet sich GDS52 im AUS-Zustand, so ist der Anschluß 528 von +V51 getrennt und ist bestrebt, das negative Potential von -V52 (-250 Volt) anzunehmen, bis das Potential der Stromtor-Anoden-Sperrschicht von GDS51 in der Durchlaßrichtung vorgespannt wird« Das Potential am Anschluß 528 steigt nun soweit, das es dicht unterhalb des Potentials der Anode von GDS51 liegt. Demzufolge wird GDS51 so vorgespannt, daß er den AUS-Zustand annimmt und zwischen dessen Anode und Katode Stromleitung eintritt. Der zwischen Anode und Stromtor von GDS51 fließende Strom wird durch CL52 begrenzt.closed, and there is a substantially open circuit between + V51 and the terminal 526 (the anode of GDS52) _e Thus, GDS52 is in the OFF state _Ä since no current can flow between its anode and cathode. With GDS52 in the OFF state, terminal 528 is disconnected from + V51 and tends to accept the negative potential of -V52 (-250 volts) until the potential of the current gate-anode junction of GDS51 is forward biased "The potential at terminal 528 is now so far that it is just below the potential of the anode of GDS51. As a result, GDS51 is biased to assume the OFF state and conduct power between its anode and cathode. The current flowing between anode and current gate of GDS51 is limited by CL52.

An den Anschluß 516 werden nun Impulse von 3 .*. 5 Volt angelegt» Wie daraus hervorgeht, wird dadurch aer Diodentorschalter GDS51 dazu veranlaßt, den AUS-Zustand (Sperrzustand) einzunehmen. 051 wird durch Vorspannung geöffnet und im Sättigungszustand betrieben. Dadurch wird D51 und die Emitter-Basis-Sperrschicht von 052 in der Durchlaßrichtung vorgespannt. Somit wird 052 durch Vorspannung geöffnet und die Stromleitung von +V51 über den Emitter und Kollektor von 052, die Anode und Katode von GDS52 und CL52 bis zu -V52 möglich. Die Kollektor-Emitter-Spannung von 052 (VCE) wird so gewählt, daß sie einen niedrigeren Wert hat als der Durchlaßspannungsabfall an D52, wobei· Q52 durch Vorspannung. geö'ffnef und 'leitend -wird , Dadurch-wird 'si eher gestellt.*' -daß; das an der Anode (Anschluß 526) anliegende Potential positiver als das am Stromtor (Anschluß 524) anliegende Potential ist, so daß GDS52 im EI.N-Zustand verbleibt. Wenn sichAt the terminal 516 are now pulses of 3. *. 5 volts is applied "As is apparent therefrom, characterized aer Diodentorschalter GDS51 is caused to assume the off-state (off-state). 051 is opened by bias and operated in the saturation state. This biases D51 and the emitter-base junction of 052 in the forward direction. Thus, 052 is opened by bias and the power line of + V51 across the emitter and collector of 052, the anode and cathode of GDS52 and CL52 to -V52 is possible. The collector-emitter voltage of 052 (VCE) is chosen to be lower than the forward voltage drop at D52, where Q52 is biased. opened up and 'becomes conductive, thereby' it is rather put. * '- that; the potential applied to the anode (terminal 526) is more positive than the potential applied to the current gate (terminal 524), leaving GDS52 in the EI.N state. If

yföyfö

GDS52 im EIN-Zustand befindet, nimmt Anschluß 528 einen Potentialpegel an, der dicht an den von +V51 herankommt. Dieser Potentialpegel ist weitaus positiver als der an der Anode von GDS51 anliegende Potentialpegel, um GDS51 in den AUS-Zustand zu schalten. Die Geometrie und die Verunreinigungskonzentrationen (Dotierungsniveau) von GDS51 bestimmen genau, in welchem Maße das am Stromtor anliegende Potential gegenüber dem der Anode positiver sein muß, um GDS51 auszuschalten.GDS52 is in the ON state, terminal 528 assumes a potential level close to that of + V51. This potential level is far more positive than the potential level applied to the anode of GDS51 to switch GDS51 to the OFF state. The geometry and impurity levels (doping level) of GDS51 determine exactly to what extent the current potential on the current gate must be more positive than that of the anode to turn off GDS51.

Um GDS51 in den AUS-Zustand schalten zu können, ist es nicht nur erforderlich, den benötigten Potentialpegel an das Stromtor von GDS51 anzulegen, sondern es muß darüber hinaus für einen Stromfluß in das Stromtor von GDS51 gesorgt werden, wobei der Strom von einer Stärke sein muß, die mit der des zwischen Anode und Katode von GDS51 fließenden Stroms vergleichbar ist. Der größte Teil des Stroms, der in das Stromtor von GDS51 fließt, fließt von +V51 über D52 und anschließend durch das Stromtor und die Katode von GDS52. Der Ausgleichsstrom fließt von +V51 über Kollektor und Emitter von 052 und anschließend durch Anode und Katode von GDS52. Dieser Stromfluß kann beträchtlich sein, und demzufolge ist es erforderlich, für die Umschaltung von GDS51 in den AUS-Zustand ein Hochspannungs- und Hochstrombauelement wie GDS52 zur Verfügung zu haben.In order to switch GDS51 to the OFF state, it is not only necessary to apply the required potential level to the current gate of GDS51, but also to provide a current flow into the current gate of GDS51, the current being of a magnitude which is comparable to that of the current flowing between the anode and cathode of GDS51. Most of the current flowing into the current gate of GDS51 flows from + V51 through D52 and then through the current gate and cathode of GDS52. Equalizing current flows from + V51 through collector and emitter of 052 and then through anode and cathode of GDS52. This current flow can be considerable, and thus it is necessary to have a high voltage and high current device such as GDS52 available for switching GDS51 to the OFF state.

Die Stromverstärkung von 052 dient der Begrenzung des Stromflusses in das. GD.S5.1-St rom tor von GDS52 aü.Si Dies'tragt .dazu bei sicherzustellen, daß weder GDS51 noch GDS52 oder beide durchbrennen. Bei vielen Fernsprechvermittlungsanwendungen wird GDS51 mit nur 48 Volt zwischen Anode und Katode betrieben, wenn er sich im AUS-Zustand befindet; .es ist jedoch möglich, daß infolge von Ruf-Vorgängen und induzierten 60-Hz-Spannungen an Anode und/oder Katode + 220 Volt anliegen undThe current gain of 052 is used to limit the flow of current into the GD.S5.1 gate of GDS52 ai.Si This helps to ensure that neither GDS51 nor GDS52 or both blow. In many telephone switching applications, GDS51 operates at only 48 volts between the anode and cathode when it is in the OFF state; .es is possible, however, that due to call operations and induced 60 Hz voltages applied to the anode and / or cathode + 220 volts and

so so

daß demzufolge die Steuerschaltung 510 dazu bestimmt ist, diese hohen Spannungen zu sperren.Consequently, the control circuit 510 is intended to lock these high voltages.

In Fig. 6 wird eine Steuerschaltung 610 dargestellt, die mit dem Stromtoranschluß eines Diodentorschalters, GDS61 gekoppelt ist. Die Steuerschaltung 610 entspricht der Steuerschaltung 510 gemäß Fig. 5 mit der Ausnahme, daß, wie dargestellt, die npn-Transistoren 063 und Q64 und die pn-Dioden D63 und D64 hinzugekommen sind.In Fig. 6, a control circuit 610 is shown, which is coupled to the Stromtoranschluß a Diodentorschalters, GDS61. Control circuit 610 corresponds to control circuit 510 of FIG. 5 except that npn transistors 063 and Q64 and pn diodes D63 and D64 have been added, as shown.

063 und Q64 sind in einer Darlington-Schaltung miteinander gekoppelt, wobei der Kollektor beiden Dioden gemeinsam ist und mit einem Anschluß 620 gekoppelt ist_s und der Emitter von 063 mit der Basis von 064 und mit einem Anschluß 634 gekoppelt ist. Der Kollektor Q62 ist mit der Basis von Q63 und dem Anschluß 632 gekoppelt. Der Emitter von 062 ist ebenfalls mit dem Anschluß 620 gekoppelt. Der Emitter von063 and Q64 are coupled together in a Darlington circuit, the collector is common and two diodes coupled to a terminal 620 is _s, and the emitter of 063 to the base of 064 and to one terminal 634 is coupled. Collector Q62 is coupled to the base of Q63 and terminal 632. The emitter of 062 is also coupled to terminal 620. The emitter of

064 ist mit aer Anode von GDS62 und einem Anschluß 626 gekoppelt. Die Dioden D62, D63 und D64 sind zwischen den Anschlüssen 620 und 624 in Reihe miteinander gekoppelt, wobei die Anode von D62 mit dem Anschluß 620, und die Katode von D64 mit dem Anschluß 624 gekoppelt ist. Die Bauelemente 061, CL61, D61_f 062, 063. 064, D62-, D63, ϋ64_}_ R61 und R62 dienen als Steuer-Zweigstromkreis -(der innerhalb des Strichlinienrechtecks 6A dargestellt ist), der für die Steuerung des Potentials an der Anode von GDS20 gegenüber der Katode desselben herangezogen wird» R62 ist ein wahlweises Bauelement und. kann weggelassen werden. .. ' ' ...064 is coupled to the anode of aer GDS62 and a terminal 626th Diodes D62, D63 and D64 are coupled in series between terminals 620 and 624, with the anode of D62 coupled to terminal 620 and the cathode of D64 coupled to terminal 624. Devices 061, CL61, D61 _f 062, 063, 064, D62, D63, ϋ64 _} _ R61 and R62 serve as the control branch circuit (shown within dashed line rectangle 6A) used to control the potential at the anode of GDS20 opposite the cathode of the same is used »R62 is an optional device and. can be omitted. .. '' ...

Bei gewissen Halbleitertechnologien ist es schwierig, pnp-Transistoren herzustellen, die eine hohe Stromverstärkung ausweisen. Die Kombination von 062, 063 und 064 wirken im wesentlichen wie das Äquivalent eines pnp-Transistors, der eine verhältnismäßig hohe Strömverstärkung erzielt. SomitIn certain semiconductor technologies, it is difficult to fabricate pnp transistors that have high current gain. The combination of 062, 063, and 064 acts essentially like the equivalent of a pnp transistor that achieves a relatively high current gain. Thus

erfüllen Q62, Q63 und Q64 im wesentlichen dieselbe Punktion wie Q 62 gemäß Pig. 5· D63 u¹¹^· D64 werden für den Ausgleich der zusätzlichen Emitter-Basis-Spannungsabfälle von Q63 und Q64 benötigt. Sind die Dioden Q62, Q63 und Q64 durch Vorspannung geöffnet, so ist die am Stromtor von GDS62 (Anschluß 624) anliegende Spannung weniger positiv als die an der Anode von GDS62 (Anschluß 626) anliegende Spannung» Diese trägt dazu bei sicherzustellen, daß sich GDS62 im EBT-Zustand befindet.For example, Q62, Q63 and Q64 have substantially the same puncture as Q62 according to Pig. 5 × D63 × ¹¹ × D64 are needed to compensate for the additional emitter-base voltage drops of Q63 and Q64. If diodes Q62, Q63 and Q64 are biased open, the voltage applied to the current gate of GDS62 (terminal 624) is less positive than the voltage applied to the anode of GDS62 (terminal 626). »This helps to ensure that GDS62 in EBT state.

"^Λ, Die Schaltung gemäß Pig« 6 wurde unter Weglassung von R62 gebaut und geprüft. Diese Steuerschaltung 610 gestattete die Sperrung von 500 Volt an Anode und Katode von GDS6I und verhinderte (unterbrach) einen Stromfluß von 100 Milliampere durch diese hindurch. ^"Λ, The circuit of Pig" 6 was built with omission of R62 and tested. This control circuit 610 allowed the blocking of 500 volts to the anode and cathode of GDS6I and prevented (interrupted) a current flow of 100 milliamps therethrough.

Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen nur der Darstellung der allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen. Es sind darüber hinaus noch weitere Modifikationen, die vom Inhalt der Erfindung nicht abweichen, möglich« Zum Beispiel können weitere Schaltbausteine wie beispielsweise MOS-Transistoren als Ersatz für die bipolaren Transistoren dienen unter der Voraussetzung, ^; daß geeignete Spannungsgrößen und -polaritäten in der auf diesem Fachgebiet hinlänglich bekannten Art eingestellt werden. .The embodiments described herein are intended only to illustrate the general principles of the present invention. There are also other modifications that are not deviating from the content of the invention, possible «For example, further switching devices such as MOS transistors can serve as a replacement for the bipolar transistors, provided that ^; that suitable voltage magnitudes and polarities are set in the manner well known in the art. ,

Claims

Invention claim:

1) circuit for use with a first switching device of the type comprising a semiconductor body whose volume portion has a relatively high resistivity; a first region of a first conductivity type with a relatively low resistivity? a second region of a second conductivity type opposite to that of the first conductivity type, the first and second regions being connected to output terminals of the switching device; a Stromtorbereich the second conductivity type, wherein the first, second and the Stromtorbereich are separated by sections of the semiconductor body volume section, wherein the parameters of the device are such that at a first voltage applied to the Stromtorbereich a depletion region in the semiconductor body is formed in the substantially prevents the flow of current between the first and second regions, and that at a second voltage applied to the current gate region and corresponding voltages applied to the first and second regions, a relatively low resistance current path is formed between the first and second regions due to the double charge carrier injection; characterized in that a second switching device of the same kind as the first switching device is provided, an output terminal of the second. Schaltbauelement.es. is coupled to the current gate of the first switching device. -.is and. a voltage-biasing steering circuit _f coupled to the second switching device for controlling the power line between the first and second regions thereof.

23 O i * 7

2) circuit according to item 1, characterized in that the voltage control branch circuit connected to a second
Diodentor switch is coupled, a first switching device having a control terminal, a first and a second
Output terminal and a first current limiter, with
the first output terminal of the first switching device
is coupled.

3) Circuit according to item 2, characterized in that a second current limiter for limiting the current to a considerably lower value than the first current limiter is provided, which is coupled to an output terminal of the second diode gate switch.

4) circuit according to item 3, characterized in that the switching device is a surface transistor whose collector is coupled to the first current limiter.

5) circuit according to item 4, characterized in that the first current limiter for coupling to a first
Potential source is provided, and that the output terminal of the second diode gate switch is intended for coupling to the second potential source, which is less positive than the first potential source.

6) circuit according to item 5, characterized in that a first resistor, the "with the second output terminal
of the e'rs.ten switching device. and a second resistor coupled to an output terminal of the second diode gate switch is provided.

7) circuit according to item 6, characterized in that a third resistor and a first capacitor / both
coupled to the second resistor: are, are provided.

8) circuit according to item 7, characterized in that a third current limiter, which is coupled to the Stromtorbereich the second diode gate switch, is provided o

9) circuit according to item 5, characterized in that a first diode, which is coupled with a cathode (terminal 220) to the current gate of the second diode gate switch and is coupled to an anode (terminal 212) to the first output terminal 211 of the first switching device, is provided.

10) circuit according to item 9, characterized in that. a second diode having an anode (terminal 216) serving as an input terminal and having a cathode coupled to the base of the transistor is provided *

11) circuit according to item 10, characterized in that a third diode, which is coupled with an anode to the anode of the first diode and is coupled with a cathode to the first output terminal of the first switching device j is provided «

12) circuit according to item 5, characterized in that second and third Sehaltbauelemente are each provided with a control terminal and first and second output terminals, wherein the second output terminals of the second and third switching devices are coupled together with a first circuit terminal and for dio coupling with d. he first potential source determined. are; wherein the control terminals of the second and third S.chaltbauelemente and the first output terminal of the second switching device are coupled together to the first current limiter and to a second circuit terminal; and the first one

Output terminal of the third switching device with the current gate of the second diode gate switch and are coupled to a third circuit terminal.

13) circuit according to item 12, characterized in that the second and third switching device both surface transistors with control terminals, which constitute the base electrodes, and with first and second output terminals, which constitute the collectors and the emitter, respectively.

14) The circuit of item 1, characterized in that the voltage control branch circuit comprises a first switching branch having a control terminal coupled to an input terminal and having first and second output terminals; a second switching branch having its control terminal coupled to the first output terminal of the first switching branch and having first and second terminals, the first output terminal coupled to an output terminal of the second diode gate switch; and a level shifting branch whose first terminal is coupled to the second output terminal of the second switching branch and whose second terminal is coupled to the current gate of the second diode gate switch.

15) circuit according to item 14, characterized in that the first switching branch is an npn transistor, the second branch circuit a pnp ~ transistor and the. Niyeau-. shift branch is a '' ph. * * diode 'is ν. ··.' '··· .-' .- '.' '·

16) circuit according to item 14, characterized in that the first switching branch of a first npn ~ transistor and the second switching branch consists of a combination of pnp transistor, a second npn transistor and a third npn transistor, wherein the collector of the first nPN

ΊβΊβ

Transistor is coupled to the aer base of the PNP transistor; the collector of the ρηρ transistor is coupled to the base of the second npn transistor; the emitter of the second npn transistor is coupled to the base of the third npn transistor; the emitter of the third npn transistor is coupled to an output terminal of the second diode gate switch; and the level shifting branch comprises a first, second and third pn diode connected in series, the cathode of the first being coupled to the anode of the second and the cathode of the second being coupled to the anode of the third.