DE2431523A1

DE2431523A1 - Halbleiter-sprechweg-schaltanordnung

Info

Publication number: DE2431523A1
Application number: DE2431523A
Authority: DE
Inventors: Shinzi Okuhara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1974-07-01
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE2431523C3; JPS5340288B2; DE2431523B2; JPS5023710A; CA1009376A; US3942040A

Description

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81-22.852P 1. 7. 1974

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung für eine Vermittlungsstelle od. dgl., und insbesondere auf eine Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung, deren Übertragungsfrequenzband erweitert ist.

Es wurde bereits versucht, einen Sprechweg-Schalter für eine Vermittlungsstelle auf Haltleitergrundlage anzugeben. Insbesondere wurde bisher eine pnpn-Diode oder ein pnpn-Schalter verwendet. Die pnpn-Diode oder der pnpn-Schalter können sich selbst eingeschaltet halten, wenn sie einmal ausgeschaltet sind, bis eine zugeordnete äußere

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Spannungsquelle abgeschaltet wird. Deshalb ist.ein derartiges Bauelement in einem Kanalschalter für eine automatische elektrische Vermittlungsstelle usw. einsetzbar, da es während des Gespräches einen geschlossenen Zustand beibehält. Die pnpn-Diode oder der pnpn-Schalter sind unter der Bezeichnung Thyristor oder gesteuerter Halbleitergleichrichter bekannt. Das Bauelement hat grundsätzlich vier pnpn-Bereiche mit drei pn-Übergängen und wird elektrisch als Komplementärschaltung aus einem npn-Transistor und einem pnp-Transistor betrachtet, bei der der Kollektor des npn-Transistors und die Basis des pnp-Transistors verbunden sind und die Basis des npn-Transistors an den Kollektor des pnp-Transistors angeschlossen ist.

Ein derartiges geeignetes Bauelement hat jedoch den Nachteil, daß bei einer hohen Frequenz ein kapazitives Übersprechen durch die Übergangskapazität auftritt, wodurch die Erweiterung des Frequenzbandes eingeschränkt wird.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine Sprechweg-Schaltanordnung anzugeben, die ein Halbleiterbauelement mit vier pnpn-Bereichen und drei pn-Übergängen verwendet und in einem weiten Frequenzbereich einsetzbar ist; die Schaltanordnung soll einen gattergesteuerten pnpn-Schalter mit großer Gatterempfindlichkeit verwenden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Bereich der vier Bereiche des Halbleiterbauelements mit der niedrigsten Störstellenkonzentration unter den vier Bereichen ein Anschluß vorgesehen ist, wobei dieser Bereich die Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements bestimmt, und daß ein veränderliches Impedanzglied mit dem Anschluß verbunden und im eingeschalteten Zustand des Halb-

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leiterbauelement s hochohmig und im ausgeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements niederohmig ist.

Die Erfindung sieht also eine Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung vor, bei der ein Anschluß bei einem Bereich eines Halbleiterbauelements zwischen zwei Punkten vorgesehen ist, die miteinander durch einen Kanal zu verbinden sind, und bei der vier pnpn-Bereiche mit drei pn-Übergängen vorgesehen sind, wobei der eine Bereich die niedrigste Stör Stellenkonzentration im Halbleiterbauelement besitzt und außerdem deren Durchbruchspannung bestimmt und wobei an den Anschluß eine Vorspannung über ein veränderliches Impedanzglied anlegbar ist, das im eingeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements hochohmig und in dessen ausgeschaltetem Zustand niederohmig ist. Bei der erfindungsgemäßen Halbleiter-Kanal-Schaltanordnung wird das Übersprechen durch die Übergangskapazitäten wesentlich verringert, und das verfügbare Frequenzband ist breit.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer bereits entwickelten Sprechweg-Schaltanordnung,

Fig. 2 a, 2 b und 2 c Schnitte durch den Hauptteil des pnpn-Schalters der in der Fig. 1 dargestellten Sprechweg-Schaltanordnung und eine Übersprech-Ersatzschaltung,

Fig. 3 a und 3 b ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung und die zugehörige Übersprech-Ersatzschaltung,

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Fig. 4 a, 4 b und 4 c Schaltungen von verschiedenen Ausführungsbeispielen eines veränderlichen Impedanzgliedes, das bei der Erfindung verwendet wird,

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 7 eine Schaltung eines weiteren Beispiels des bei der Erfindung verwendeten veränderlichen Impedanzgliedes.

Bevor die Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, sollen zunächst der einen herkömmlichen pnpn-Schalter verwendende Sprechweg und der Aufbau des pnpn-Schalters erklärt werden.

Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Sprechweg-Schaltanordnung mit einem herkömmlichen pnpn-Schalter, bei der ein Sprechweg-Schalter 1 eine Matrix aus einer großen Anzahl von pnpn-Schaltern ist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind hier lediglich vier pnpn-Schalter 101, 102, 103 und 104 gezeigt. Der pnpn-Schalter 101 ist mit einem Widerstand 4 versehen, der zwischen einem Gatter 2 und einer Kathode 3 liegt, um einen fehlerhaften Betrieb aufgrund des Geschwindigkeitsbzw. Rate-Effektes zu verhindern, und ein Steuergatteranschluß 6 wird über eine Diode 5 mit dem Gatter 2 verbunden, um einen Sper r strom fluß zu unterbrechen. Eine Anode 7 ist mit einer positiven Spannungsquelle 9 verbunden, während die Kathode 3 über einen Transformator 10, einen Stromeinstellwiderstand 11 und einen Schalter 12 geerdet ist. Der

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Transformator 10, der Widerstand 11 und der Schalter 12 können in einer Folge in einer elektronischen Schaltungsanordnung hergestellt sein. Wenn ein impulsförmiges Steuersignal in den Gattersteueranschluß 6 der so aufgebauten Schaltung eingespeist wird, wird der pnpn-Schalter 101 gezündet, so daß ein Gleichstrom durch ihn fließen kann, bis der Schalter 12 ausgeschaltet ist. Ein in den Transformator 8 eingespeistes Signal 13 wird dem durch den pnpn-Schalter 101 fließenden Gleichstrom überlagert und fließt in der Richtung eines Pfeiles I (durch eine Vollinie dargestellt), um eine Last 14 zu erreichen. Hier entspricht das Signal 13 einem Sprech-Fernsprecher, während die Last 14 einem Hör-Fernsprecher gleicht. Das gleiche gilt auch für die pnpn-Schalter 102, 103 und 104.

Es soll nun angenommen werden, daß ein anderer pnpn-Schalter 104 eingeschaltet ist, um einen anderen Sprechweg zu bilden, wenn der pnpn-Schalter 101 eingeschaltet ist, so daß ein Signal durch ihn übertragen wird. In diesem Fall streut die im Signal 13 enthaltene Information über die Übergangskapazitäten der pnpn-Schalter 102 und 103 im ausgeschalteten Zustand zu einem unerwarteten Kanal, wie dies durch einen Pfeil I in Strichlinien gezeigt ist. Diese Erscheinung wird als Übersprechen bezeichnet und stellt in einem niedrigen Frequenzbereich ein kleines Problem und in einem hohen Frequenzbereich ein großes Problem dar.

Im folgenden wird Bezug auf die Fig. 2 genommen, die Schnitte durch den Hauptteil eines herkömmlichen pnpn-Schalters und ein Ersatzschaltbild für das Übersprechen zeigt, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.

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Die Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch einen Hauptteil des pnpn-Schalters und dessen zugeordnete Schaltung, wenn der Schalter integriert aufgebaut ist. Der Schalter besteht aus einem Halbleiterkörper 21, einem η-leitenden Einkristallbereich 22, der im Halbleitersubstrat isoliert ist, zwei p-leitenden Bereichen 23 und 24, die in den n-leitenden Einkristallbereich eindiffundiert sind, und einem n-leitenden Bereich 25, der in den p-leitenden Bereich 24 eindiffundiert ist. Die Bereiche 22, 23 und 24 bilden einen lateralen pnp-Transistor, während die Bereiche 22, 24 und 25 einen npn-Transistor darstellen. Diese Transistoren sind komplementär verbunden, um einen pnpn-Schalter zu bilden. Der Bereich 23 dient als Anode A, der Bereich 25 als Kathode K und der Bereich 24 als Gatter, dessen Anschluß G über eine Diode 5 mit dem Bereich 24 verbunden ist. Die Bereiche 24 und 25 sind durch einen Widerstand 4 überbrückt, um einen fehlerhaften Betrieb aufgrund des Rate- oder Geschwindigkeitseffektes zu vermeiden. Der Widerstand 4 und die Diode 5 können integriert im übrigen Teil des Halbleiterkörpers 21 vorgesehen sein. Die Transformatoren 8 und 10 und andere in der Fig. 1 gezeigte Bauelemente sind so miteinander verbunden, wie dies dargestellt ist. Die Fig. 2b zeigt einen Schnitt durch ein Beispiel eines pnpn-Schalters mit vertikalem Aufbau, der gewöhnlich als einzelnes Bauelement hergestellt wird und bei dem die pnpn-Bereiche in vertikaler Richtung aufgeschichtet sind. In der Fig. 2b sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 2a.

In den Fig. 2a und 2b, die einen pnpn-Schalter zeigen, bilden von der Anode A aus der erste Bereich 23 und der zweite Bereich 22 einen ersten pn-übergang J-, der zweite Bereich 22 und der dritte Bereich 24 einen zweiten pn-Übergang J , und der dritte Bereich 24 und

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der vierte Bereich 25 einen dritten pn-Übergang J . Der ausgeschaltene Zustand des pnpn-Schalters zeigt an, daß kein Gleichstrom durch diesen fließt. Ein Ersatzschaltbild zwischen der Anode und der Kathode in einem derartigen Zustand ist in der Fig. 2c gezeigt. Wie aus der Figur hervorgeht, dienen die drei in Reihe geschalteten Übergänge als elektrostatische Kondensatoren, um einen Leckfluß des Signals 13 zur Last 14 zu erlauben. Die dritte Übergangskapazität CJ ist jedoch durch den Widerstand 4 überbrückt und hat eine niedrige Impedanz. Als Ergebnis bestimmen die erste und die zweite Übergangskapazität CJ und CJ die Größe des Übersprechens. Die Übergangskapazitäten CJ und CJ sind im wesentlichen festgelegt, wenn die Strom kapazität des pnpn-Schalters bestimmt ist, und deshalb stellen sie ein Hindernis bei der Verwendung des Schalters bei einer hohen Frequenz dar. Aus diesem Grund wurde bereits ein Versuch unternommen, bei dem der Steuergatteranschluß des pnpn-Schalters über eine niedrige Impedanz geerdet ist, wenn er ausgeschaltet ist. Wenn jedoch ein Gatterglied mit der Diode 5 vorgesehen ist, ist ein derartiger Versuch zur Verhinderung des Übersprechens nutzlos, da die Diode 5 ausgeschaltet ist. Selbst wenn keine Diode vorgesehen ist und der Widerstand 4 zwischen dem Gatter und der Kathode zur Verhinderung eines fehlerhaften Betriebes aufgrund des Rate- oder Geschwindigkeitseffektes angeordnet ist, so kann der Widerstand 4 doch als Nebenschluß zur Last 14 betrachtet werden. Demgemäß ist in der Fig. 1 das Signal zur Kathoden-Gatter-Strecke abgezweigt, was einen Signal verlust bedeutet.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile ausgeschlossen werden, und es soll eine Sprechweg-Schaltanordnung angegeben werden, die ein Halbleiterbauelement mit vier pnpn-Bereichen mit drei pn-Übergängen verwendet und in einem weiten Frequenzbereich einsetzbar

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ist. Die Erfindung sieht auch eine Verbesserung der Gatterempfindlichkeit bei einem pnpn-Schalter mit einem Steuergatter vor. Das Halbleiterbauelement mit vier pnpn-Bereichen mit einem Steuergatter wird im folgenden als pnpn-Schalter bezeichnet, während ohne Steuergatter das Halbleiterbauelement pnpn-Diode genannt wird. Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Halbleiter-Sprech-Schaltanordnung werden im folgenden anhand der Figuren gegeben.

Die Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung und in ähnlicher Weise dargestellt wie die Fig. 2. Wie aus der Fig. 3a hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung so aufgebaut, daß ein Anschluß am zweiten Bereich 22 vorgesehen ist und eine Vorspannung 27 am Anschluß über ein veränderliches Impedanzglied 26 liegt, das hochohmig ist, wenn der pnpn-Schalter eingeschaltet ist, und das niederohmig ist, wenn der Schalter ausgeschaltet ist. Das veränderliche Impedanzglied 26 muß ausreichend niederohmig sein, um das Übersprechen zu verhindern, wenn der pnpn-Schalter ausgeschaltet ist. Wenn andererseits der pnpn-Schalter eingeschaltet ist, muß das Impedanzglied ausreichend hochohmig sein, um einen kleinen Stromfluß zu erlauben, damit das Signal nicht zum Glied 26 abzweigt, und die selbsthaltende Eigenschaft des pnpn-Schalters wird durch den Gleichstrom nicht zerstört, der aus der Vorspannungsquelle 27 fließt. Einige Schaltungen sind als Beispiele, die eine derartige Anforderung erfüllen, in der Fig. 4 gezeigt. Die Fig. 4a ist ein Beispiel, das eine Konstantstromdiode 28 verwendet, die den Übergangsfeldeffekt benutzt. Die Fig. 4b ist ein Beispiel, bei dem ein Konstantstromglied aus einem pnp-Transistor 29, einer Z-Diode 30 und Widerständen 31 und 32, und weiterhin, wenn erforderlich, aus einem Überbrückungskondensator 33

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besteht, um eine niedrige Impedanz zu erhalten. Wie aus der Fig. 3a hervorgeht, fließt während des ausgeschalteten Zustandes des pnpn-Schalters kein Gleichstrom durch das veränderliche Impedanzglied 26, da der zweite Bereich 22 η-leitend ist. In diesem Zustand ist das Konstantstromglied noch nieder ohm ig, so daß der Konstantstrom durch das Glied 26 fließt, wenn der pnpn-Schalter eingeschaltet ist, mit dem Ergebnis, daß das Glied 26 automatisch hochohmig ist. Demgemäß kann die gewünschte Eigenschaft erhalten werden, indem lediglich der pnpn-Schalter gesteuert wird. In der Fig. 4c ist ein Schaltglied dargestellt, das noch weitere Vorteile im Betrieb aufweist. Das heißt, das Schaltglied schaltet aus dem hochohmigen Zustand in einen niederohmigen Zustand und umgekehrt. Das in der Fig. 4c gezeigte Schaltglied, das einen Transistor 34 aufweist, ist an dessen Basisanschluß 35 gesteuert. Das Schaltglied wird geöffnet, wenn der pnpn-Schalter eingeschaltet ist, und geschlossen, wenn der pnpn-Schalter ausgeschaltet ist. Es ist möglich, andere veränderliche Impedanzglieder 26 anzugeben, die für die Erfindung geeignet sind, indem ein Feldeffekttransistor od. dgl. verwendet wird.

Beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Bereich 22 über das veränderliche Impedanzglied 26 geerdet, so daß der Verbindungspunkt der oben erwähnten beiden Übergangskapazitäten CJ und CJ geerdet ist. Wenn der pnpn-Schalter geöffnet ist, ist das veränderliche Impedanzglied aus diesem Grund niederohmig, so daß der größte Teil des Signales 13, das aus der ersten Übergangskapazität CJ streut, zum veränderlichen Impedanzglied 26 abzweigt. Als Ergebnis ist das zur Last 14 gelangende Signal 13 wesentlich verringert. Dies ist ein erster Vorteil der Erfindung.

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Im folgenden wird der Grund dafür erläutert, warum die positive Vorspannung 27 am zweiten Bereich 22 über das Glied 26 fließt. Wenn der Bereich 22 lediglich über das Glied 26 geerdet ist, spannt die Spannung der Quelle 9,.die an der Anode A liegt, den ersten Übergang in Durchlaßrichtung vor, mit dem Ergebnis, daß der Strom in umgekehrter Richtung in das Glied 26 fließt. Wenn das Glied 26 auch eine Konstantstromkennlinie für die Sperrflußrichtung des Stromes besitzt, wird das Glied 26 durch den Strom in ein hochohmiges Glied geändert, wodurch der gewünschte Effekt nicht mehr erzielt wird. Da weiterhin selbst bei einem pnpn-Schalter, der ausgeschaltet werden soll, der Strom durch den ersten Übergang fließt, besteht eine große Möglichkeit, daß der Strom den pnpn-Schalter so ansteuert, daß dieser fehlerhaft eingeschaltet ist. Wenn die Diode zur Veränderung des Strom flusses in Sperrichtung vorgesehen ist, wird die Verwendung des Gliedes 26 bedeutungslos, wodurch das Übersprechen nicht mehr verhindert wird. Als Folge hiervon wird der Sperrstrom mittels der Vorspannung 27 unterbrochen. Der Wert der Vorspannung 27 ist so ausgewählt, daß er größer oder gleich ist wie die Spannung der Quelle 9. Es soll darauf hingewiesen werden, daß ein zweiter Vorteil vorliegt, wenn die Vorspannung 27 auf einen Wert eingestellt ist, der größer als die Spannung der Quelle 9 ist. Das bedeutet in diesem Fall, daß der erste Übergang des pnpn-Schalters einer Sperrvorspannung und gleichzeitig der zweite Übergang ebenfalls einer' größeren Sperrvorspannung unterworfen ist. Wenn eine Sperrvorspannung V an einem Übergang liegt, dann

1/2 nimmt dessen Ubergangskapazität umgekehrt proportional zu V oder

V ab. Auf diese Weise bewirkt die Anlegung der Vorspannung 27 eine Verringerung des Übersprechens und reduziert weiterhin zusammen mit dem Glied 26 das Übersprechen.

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Der dritte Vorteil der Erfindung liegt in einer Verbesserung der Stabilität gegenüber einem fehlerhaften Betrieb aufgrund des Rate- oder Geschwindigkeitseffektes. Der Rate- oder Geschwindigkeitseffekt ist als eine Erscheinung bekannt, bei der bei Anlegung einer Stufenspannung, d.h. einer Spannung mit einer kurzen Anstiegszeit, an die Anode des pnpn-Schalters, der ausgeschaltet ist, der Schalter oft fehlerhaft arbeitet und einschaltet. Bei dem erfindungsgemäßen pnpn-Schalter tritt der fehlerhafte Betrieb kaum auf, da die Spannung des zweiten Bereiches höher gehalten wird als die Spannung der Anode. Als Ergebnis kann der Wider stands wert des Widerstandes 4 hoch eingestellt werden, wodurch die Steuerempfindlichkeit des pnpn-Schalters verbessert wird. Da sich diese Erscheinung nicht direkt auf die Erweiterung des Frequenzbandes bezieht, wird hierauf nicht näher eingegangen. Jedoch soll darauf hingewiesen werden, daß diese Erscheinung zu einer Verbesserung der Steuerempfindlichkeit beiträgt. Dies ist der dritte Vorteil der Erfindung.

Bei dem in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der zweite Bereich 22, der als Substratbereich für die Herstellung des pnpn-Schalters dient, die niedrigste Störstellenkonzentration unter den Bereichen des Schalters,· und er bestimmt im wesentlichen die Durchbruchspannung des Schalters. Der erste und der zweite Übergaig können eine ausreichend hohe Durchbruchspannung mit nahezu dem gleichen Pegel besitzen, wodurch die Verwirklichung der Erfindung ermöglicht wird. Es soll angenommen werden, daß bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 der Widerstand 4 nicht verwendet wird. In diesem Fall kann eine ähnliche Wirkung in" einem Wechselstrombetrieb erzielt werden, wenn das veränderliche Impedanzglied 26 mit dem dritten Bereich 24 mit einer Vorspannung 27 verbunden ist, deren Polarität umgekehrt

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ist, wobei jedoch eine Gleichstrom schaltung einer Schwierigkeit begegnet, da bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Durchbruchspannung des dritten Bereiches niedrig ist, d. h. wenige Volt besitzt. Obwohl die Anwendung der Erfindung auf einen pnpn-Schalter mit vertikalem Aufbau, wie dieser in der Fig. 2 a gezeigt ist, nicht näher beschrieben wurde, so ist doch aus der obigen Beschreibung offensichtlich, daß die Erfindung auch bei einem Schalter mit einem derartigen Aufbau in ähnlicher Weise anwendbar ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 5 gezeigt. Beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist der pnpn-Schalter im η-leitenden Halbleiter bereich als einem Substratbereich hergestellt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch der pnpn-Schalter in einem p-leitenden Halbleiterbereich 41 als Substrat hergestellt, wobei zwei η-leitende Diffusionsbereiche 42 und 43 und weiterhin ein p-leitender Diffusionsbereich 44 vorgesehen sind. Das heißt, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die Leitfähigkeitstypen der Halbleiter in den jeweiligen Bereichen gegenüber der Fig. 3 ausgetauscht . Der Unterschied zwischen der Fig. 5 und der F g. 3 liegt darin, daß die Polarität der Spannung und die Richtung des Stromflusses umgekehrt sind, und daß die Verbindung des veränderlichen Impedanzgliedes 26 zum dritten Bereich anstelle zum zweiten Bereich erfolgt. Die Arbeitsweise des in der Fig. 5 gezeigten Schalters ergibt sich leicht aus der Beschreibung der Fig. 3.

Die Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 5 sind Fälle von pnpn-Schaltern, die an eine unabgeglichene Übertragungsschaltung angeschlossen sind. Die Fig. 6 zeigt jedoch ein Beispiel einer Schaltung, wenn die Erfindung

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auf ein Schaltglied angewendet wird, das in einer abgeglichenen Übertragungsschaltung vorgesehen ist. Bei den vorherigen beiden Ausführungsbeispielen ist der Weg der Übersprechschaltung mittels des veränderlichen Impedanzgliedes geerdet, während bei diesem dritten Ausführung sbeispiel zwei Leitungen kurzgeschlossen sind. In der Fig. 6 sind zwei pnpn-Schalter 51 und 52 mit einem veränderlichen Impedanzglied 53 versehen, um diese Schalter miteinander bei ihren Substratbereichen zu verbinden, während eine Vorspannung 55 über eine Spule oder Induktivität 54 an diesen Schaltern liegt. Transformatoren 56 und 57 sind für die abgeglichene Übertragungsschaltung vorgesehen. Die Spannungsquelle 9 und übrige sich entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Die Funktion und Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird anhand der Fig. 3 leicht verständlich. Ein anderes veränderliches Impedanzglied (in der Fig. 7 dargestellt) kann anstelle der Kombinationen aus den veränderlichen Impedanzgliedern 26 oder 53 und der Vorspannungen 27 oder 55 verwendet werden. Das veränderliche Impedanzglied der Fig. 7 besteht aus einem Kondensator 61, dessen Kapazität größer ist als die Übergangskapazität, und aus einem Schaltglied 62, das mit dem Kondensator in Reihe geschaltet ist, und es ist im eingeschalteten Zustand des pnpn-Schalters geöffnet und in dessen ausgeschalteten Zustand geschlossen.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung einen Schalter ermöglicht, der über einem weiten Frequenzbereich betrieben werden kann, mit dem Ziel einer beträchtlichen Verbesserung des Übersprechproblems im ausgeschalteten Schaltglied durch Anordnung des veränderlichen Impedanzgliedes im Sprechweg-Schalter, in dem die pnpn-Schalter verwendet werden, wobei jeder der Schalter einen Aufbau mit

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vier pnpn-Bereichen besitzt. Obwohl sich die obige Beschreibung auf den Fall eines pnpn-Schalters bezieht, so ist doch offensichtlich, daß die Erfindung auf eine pnpn-Diode ohne Steuergatteranschluß anwendbar ist, und daß in einem derartigen Fall ähnliche Wirkungen erhalten werden können. Demgemäß soll darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung auf jedes Halbleiterbauelement anwendbar ist, wenn dieses unabhängig vom Vorliegen des Steuergatteranschlusses einen Aufbau mit vier pnpn-Bereichen mit drei pn-Übergängen besitzt.

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Claims

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Patentansprüche

(1J Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung mit einem Halbleiterbauelement einschließlich vier pnpn-Bereichen mit drei pn-Übergängen, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Bereich (22) der vier Bereiche (22, 23, 24, 25) des Halbleiterbauelements (21) mit der niedrigsten Störstellenkonzent ration unter den vier Bereichen (22, 23, 24, 25) ein Anschluß vorgesehen ist, wobei dieser Bereich (22) die Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements (21) bestimmt, und daß ein veränderliches Impedanzglied (26) mit dem Anschluß verbunden und im eingeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements (21) hochohmig und im ausgeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements (21) niederohmig ist.
2. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung mit einem Halbleiterbauelement zwischen zwei mit einem Kanal miteinander zu verbindenden Punkten und mit einem pnpn-Aufbau mit drei pn-Übergängen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß an dem Bereich (22) mit der niedrigsten Störstellenkonzentration unter den vier Bereichen (22, 23, 24, 25) des Halbleiterbauelements (21) vorgesehen ist, wobei dieser Bereich (22) die Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements (21) bestimmt, und daß ein veränderliches Impedanzglied (26) vorgesehen ist, das im eingeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements hochohmig und im ausgeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements niederohmig ist, wobei an den Anschluß über das veränderliche Impedanzglied (26) eine Vorspannung anlegbar ist.
3. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung mit einem Halbleiterbau-

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Ab

element zwischen zwei Punkten, die durch einen Kanal überbrückt sind, und mit einem pnpn-Aufbau mit drei pn-Übergängen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß an einem Bereich (22) mit der niedrigsten Störstellenkonzentration unter den vier Schichten (22, 23, 24, 25) des Halbleiterbauelements (21) vorgesehen ist, wobei dieser Bereich (22) eine Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements (21) bestimmt, daß ein kapazitives Bauelement eine größere Kapazität als die Übergangskapazität des Halbleiterbauelements (21) besitzt, und daß ein Schaltglied geöffnet ist, wenn das Halbleiterbauelement eingeschaltet ist, und geschlossen ist, wenn das Halbleiterbauelement ausgeschaltet ist, wobei der Anschluß wechselstrommäßig über das kapazitive Bauelement durch das Schaltglied geerdet ist.
4. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Impedanzglied (26) eine Konstantstromdiode hat.
5. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Impedanzglied (26) ein Konstantstromglied hat.
6. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Impedanzglied (26) ein Schaltglied aufweist, das geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn das Halbleiterbauelement (21) eingeschaltet bzw. ausgeschaltet ist.
7. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung mit ei nem Halbleiterbauelement zwischen Sprechwegleitungen an jedem Kreuzpunkt von

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mehreren Sprechwegleitungen, die in einer Matrix angeordnet sind, und mit einem Aufbau einschließlich vier pnpn-Bereichen und drei pn-Übergängen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß an einem Bereich (22) mit der niedrigsten Stör Stellenkonzentration unter den vier Schichten (22, 23, 24, 25) des Halbleiterbauelements (21) vorgesehen ist, wobei der Bereich (22) eine Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements bestimmt, und daß ein veränderliches Impedanzglied (26) mit dem Anschluß verbunden und im eingeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements (21) hochohmig und im ausgeschalteten Zustand des Halbleiterbauelements (21) niederohmig ist, wobei eine Vorspannung über das veränderliche Impedanzglied (26) am Anschluß liegt.
8. Halbleiter-Sprechweg-Schaltanordnung mit einem Halbleiterbauelement zwischen Sprechwegleitungen an jedem Kreuzpunkt mehrerer Sprechwegleitungen, die in einer Matrix angeordnet sind, und mit einem Aufbau einschließlich vier pnpn-Bereichen und drei pn-Übergängen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß an einem Bereich (22) mit der niedrigsten Störstellenkonzentration unter den vier Schichten (22, 23, 24, 25) des Halbleiterbauelements (21) vorgesehen ist, wobei dieser Bereich (22) eine Durchbruchspannung des Halbleiterbauelements (21) bestimmt, daß ein kapazitives Bauelement eine größere Kapazität als die Übergangskapazität des Halbleiterbauelements besitzt, und daß ein Schaltglied geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn das Halbleiterbauelement ein- bzw. ausgeschaltet ist, wobei der Anschluß über das kapazitive Bauelement mit dem Schaltglied verbunden ist, so daß der Anschluß wechselstrommäßig geerdet ist.

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