DE2011303C - Schutzschaltung für einen Eingangskreis eines Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors - Google Patents

Description

Snannungs-Strom-Diagramm dieser Gate-Elektroden ist in Fig.3 veranschauUcht. Gemäß Fig.3 beginnt bei einer bestimmten Spannung V_z der Strom abrupt zu flieJen. Bei entsprechend angeordneten Gate-Elektroden C₁ und G₁ kann die Spannung V_t ausreichend kleiner eingestellt werden als die Durchbruchspannungen wischen Gate- und Source-Eleklrode sowie Gate- und Drain-Elektrode.

F i g. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Drain-Elektrode D eines Sperrschicht-Feldetekt-Transistorsß, mit Jet Charakteristik gemäß F i g. 3 über einen Last-Widerstand Λ_Λ an ein! Stromquelle^ angeschlossen und die siurce-Elektrode S über einen Vorspannungs-Widerstands geerdet ist Eine der Gate-Elektroden G₁ ist über einen Eingangsschutz-Widerstand R Vergleichsweise hohen Werts an eine Eingangsklemme angeschlossen, während die andere Gate-Elektrode G₈ unmittelbar mit der Source-Elektrod. S verbunden ist. Wahlweise kann die Gate-Elektrode C₁ auch unmittelbar geerdet sein, so daß sie durch den Spannungsabfi über dem Widerstand Rs gegenüber der Source-Elektrode S negaüv vorgespannt ist

Bei dieser Anordnung fließt beim Auftreten einer Überspannung in Durchlaßrichtung ein Strom von der Gate-Elektrode G₁ zur Source-Elektrode S, wobei der Feldeffekt-Transistor durch den SpannungsabfaU über dem Widerstand Jt geschützt wird. Bern Auftreten einer Überspannung in Sperr-Richtung fließt dagegen der Strom mit der SchweUwert-Spannung V. gemäß F i g. 3 von der Gate-Elektrode G_x zur Gate Elektrode G₁ Io daß der Feldeffekt-Transistor Q₁ gleichermaßen gegen Überstrom in Sperr-Richtung durch den Span-

beschrieben ist, _Sperrschicht-Ergebnissen an-

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Feldeffekt-Transistor mit g

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a₅ Elektrode an dw *»**£ ^e _Der Schutz-Widerstand Transistors ^^^Λ«5 vor Oberspannung . schütet den^Feldeffekt-^»^J^ _des ^P _Strom1

in . °«^ΓΛ1^ΑΑ_βΓθΙΓ und Sourcezwischen der «S^BbSKmmgen in Sperr-Richfekteode und ^gen ™*Φ^Shen deTanderen tung «to^Abtany d^ btroms _Gate._Ele.k-

Gate-Elektrode und der eingangs» ₈

trode.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. j! *2

   P I ' 2

   i;| zwischen der ertten, eingangsseitigen Gate-Elektrode

   Ei? Patentansprüche: ' end der Drain-Eiektrode bzw. zwischen der ersten

   ύ Gate-Elektrode und der Souree-Elektrode.

   ' Ϊ. Schutzschaltung für einen Eingangskreis eines Diese Schutzschaltung bietet gegenüber der be- £ Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors mit eraem Ein- 5 kannten Schaltungsanordnung den Vorteil, daß die ■3 gangsschutzwiderstand zwischen einer Eingangs- Gefahr einer Beeinflussung durch Änderungen der klemme und einer eingangsseitigen Gate-Elektrode, Sperrschicht-Kapazität der Dioden entfällt and daß dadurch gekennzeichnet, daß eise darüber hinaus die Kapazität des Eingangskreises auf zweite Gate-Elektrode unmittelbar oder über einen vergleichsweise niedrigen Weiten gehalten werden weiteren, negativ vorgespannten Widerstand an die io kann, trotzdem ein Schutz für Sperrschicht-Feldeffekt-Souree-Elektrode des Sperrschicht-Feldeffekt-Tran- Transistoren gegen Überspannungen sowohl in Durchsistors angeschlossen ist und daß die Durchbruchs- laß- als auch in Sperrichtuag gewährleistet wird.
   spannung (Kz) zwischen den beiden Gate-Elek- Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform troden kleiner ist als die Durchbruchsspannungen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. zwischen der ersten, eingangsseitigen Gate-Elek- is Es zeigt

   trode und der Drain-Elektrode bzw. zwischen der F i g. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Schutzersten Gate-Elektrode und der Souree-Elektrode. schaltung für einen Eingangskreis eines Sperrschicht-
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch Feldeffekt-Transistors,

   gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Feldeffekt- F i g. 2 eine schematische Darstellung eines bei der

   Transistor N-dotiert ist. ao erfindungsgemäßen Schaltung verwendeten Sperr-
3. 3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch schicht-Feldeffekt-Transistors,

   gekennzeichnet, daß der Sperrschicht-Feldeffekt- F i g. 3 ein charakteristisches Diagramm des Sperr-

   Transistor P-dotiert ist. schicht-Feldeffekt-Transistors gemäß F i g. 2 und

   F i g. 4 ein Schaltbild einer Schutzschaltung mit den as Merkmalen der Erfindung.

   ______ Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zu

   nächst eine herkömmliche Schutzschaltung für einen Eingangskreis eines SrwiTSchicht-Feldeffekt-Transistors vom N-Kanal-Typ an Hand von F i g. 1 erläutert. Bei

   Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für einen 30 dieser Schutzschaltung isi die Drain-Elektrode D eines Eingangskreis eines Sperrschicht-Fjldefiek'.-Transistors Feldeffekt-Transistors Q₁ über einen Lastwklerstand Rd mit einem Eingangsschutzwiderstand zwischen einer an eine Stromquelle Ed angeschlossen und die Source-Eingangsklemme und einer eingangsseitigen Gate- Elektrode S über einen Vorspannungswiderstand Rs Elektrode. geerdet. Die Gate-Elektrode ist über einen Eingangs-

   Für den Fall, daß an den Eingangskreis eines Sperr- 35 schutz-Widerstand R vergleichsweise hohen Werts mit schicht-Feldeffekt-Transistors eine zu hohe Spannung einer Eingangsklemme verbunden. Ois Gate-Elekangelegt wird, muß eine Schutzvorrichtung vorhanden trode G ist außerdem über eine Diode D₁ und eine sein, um sicherzustellen, daß die Gate-Spannung und negative Vorspannungsquelle Ea für diese geerdet,
   die Spannung zwischen Gate- und Drain-Elektrode Bei dieser Schaltungsanordnung wird bei Anlegung

   die Nenndaten des Feldeffekt-Transistors nicht über- 40 einer Überspannung in Durchlaßrichtung die Gatesteigt. Eine bisher zu diesem Zweck angewandte Schutz- Elektrode des Transistors Q₁ gegen die Source-Elekschaltung (USA.-Patentschrift 3 134 033) weist einen trode positiv vorgespannt, so daß ein Spannungsmit der Gate-Elektrode in Reihe geschalteten hohen abfall über dem Widerstand R auftritt. Durch entWiderstand, der die erforderliche Schutzwirkung gegen sprechende Auswahl des Werts des Widerstands R ist Überspannungen in Durchlaßrichtung durch Ablei- 45 es mithin möglich, einen Schutz vor Überspannungen tung des Gate-Elektroden-Stroms bietet, sowie eine die bis zu einem bestimmten Wert zu bieten. Beim Fehlen Gate-Elektrode schützende Diode und einen hohen der Diode D₁ wird dagegen die maximale Eingangs-Widerstand auf, die an die Gate-Elektrode angeschlos- spannung bei Überspannungen in Sperr-Richtung sen sind und den Transistor vor Überspannungen in durch die Durchbruchsspannung zwischen Gate- und Sperr-Richtung schützen. Wenn eine derartige Sperr- 50 Souree-Elektrode bestimmt Wenn jedoch dieKathode schicht-Feldeffekt-Transistorschaltung als Eingangs- der Diode D₁ mit der Gate-Elektrode des Feldeffekt-. kreis für einen Oszillographen eingesetzt wird, sollte Transistors Q₁ und die Anode mit der negativen Stromdie Schutz-Diode möglichst niedrigen Sperrstrom und quelle Ea verbunden ist, leitet die Diode D₁, wenn eine niedrige Änderung der Sperrschicht-Kapazität das Potential der Gate-Elektrode niedriger ist als dasinfolge der Sperrspannung besitzen. Derartige Dioden 55 jenige der Stromquelle Ea, so daß der Feldeffekt-Transiod jedoch vergleichsweise teuer. sistor Q₁ bis hinauf zu der durch den Spannungsabfall

   Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neu- über den Widerstand/? bestimmten Spannung geartigen Schutzschaltung für einen Eingangskreis eines schützt werden kann. Wie eingangs erwähnt, muß je-Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors, die ohne Ver- doch in der einen hohen Eingangswiderstand erfordern· Wendung einer Diode einen zufriedenstellenden Schutz 60 den Eingangs-Schutzschaltung die Diode D₁ einen gegegen Überspannungen bietet ringen Sperrstrom besitzen, wodurch sie selbstver-

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ständlich kostspielig wird.

   löst* daß eine zweite Gate-Elektrode unmittelbar oder Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform über einen weiteren, negativ vorgespannten Widerstand der Erfindung an Hand der Fig. 2 und 4 erläutert an die Souree-Elektrode des Sperrschicht-Feldeffekt- 85 F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines modi-Transistors angeschlossen ist und daß die Durch- fizierten Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors mit meh« hochspannung (Vz) zwischen den beiden Gate-Elek- reren, beispielsweise zwei Gate-Elektroden G₁ und G„ troden kleiner ist als die Durchbruchsspannungen wie er für die Erfindungszwecke geeignet ist Das