DE3717253A1 - Direkte parallelschaltung von abschaltbaren halbleiterelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine direkte Parallelschaltung abschaltbarer Halbleiterelemente wie über das Gate abschaltbarer (Gate-Turn-OFF-; GTO-) Thyristoren (im folgenden als GTO bezeichnet) und Transistoren und insbesondere eine direkte Parallelschaltung solcher Halbleiterelemente, wobei Halbleiterelemente mit verschiedenen zulässigen Nennströmen, d. h. jeweils unterschiedlicher Strombelastbarkeit, direkt parallel verbunden sind und die Ein- und Ausschaltoperationen gleichzeitig ausgeführt werden, um jeden Nennstrom führen zu können.

Bekannt ist eine direkte Parallelschaltung von GTOs mit gleichen Nennströmen, ein Beispiel dafür ist in der US-PS 46 12 561 beschrieben.

Die Fig. 9a und 9b der Zeichnung zeigen eine Schaltung bzw. Spannungs/Strom-Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach dem Stand der Technik.

Die Fig. 9a zeigt eine Äquivalenzschaltung des in dem erwähnten US-Patents beschriebenen Aufbaus. Ein GTO 1 und ein GTO 2 mit gleichen Nennströmen sind parallelgeschaltet, wobei ihre Gate-Anschlüsse miteinander über eine Gate-Hilfsleitung Ga und ihre Kathoden miteinander über eine Kathoden- Hilfsleitung Ka verbunden sind. Eine Einschalt-Stromversorgung 3 und eine Ausschalt-Stromversorgung 4 sind in Reihe miteinander verbunden. Ein Transistor 5, ein Widerstand 6, eine Drosselspule 7 und ein Thyristor 8 sind in Reihe zwischen den Stromversorgungen 3 und 4 angeordnet. Die Verbindungsstelle bzw. der Mittelpunkt zwischen dem Widerstand 6 und der Drosselspule 7 ist mit dem gemeinsamen Gate-Anschluß G der GTOs 1 und 2 verbunden und der Mittelpunkt zwischen den Stromversorgungen 3 und 4 ist an die Kathoden- Hilfsleitung Ka angeschlossen. A und K sind die Hauptanschlüsse, mit denen die Anoden und Kathoden der GTOs 1 und 2 verbunden sind.

Die Besonderheit dieses Standes der Technik liegt in der Gate-Hilfsleitung Ga und der Kathoden-Hilfsleitung Ka.

Wenn dem Transistor 5 ein Signal zugeführt wird, fließt ein Gate-Einschaltstrom zum Gate G, wodurch die GTOs 1 und 2, die gleiche Nennströme haben, eingeschaltet werden. Andererseits fließt, wenn dem Thyristor 8 ein Signal zugeführt wird, ein Gate-Ausschaltstrom zum Gate G, wodurch die GTOs 1 und 2 abgeschaltet werden. In diesem Fall, wenn die GTOs 1 und 2 im wesentlichen die gleichen statischen und Übergangseigenschaften haben, sind die Ströme i _A1 und i _A2, die durch die GTOs 1 und 2 flißen, ausgeglichen, wenn die GTOs 1 und 2 ein/ausgeschaltet werden, und zwar wegen der Wirkung der Gate-Hilfsleitung Ga und der Kathoden-Hilfsleitung Ka, wie es in der Fig. 9b gezeigt ist. Der zusammengesetzte Nennstrom kann damit einen Wert erreichen, der dem Nennstrom eines jeden GTO multipliziert mit der Anzahl von GTOs, die parallel verbunden sind, entspricht (tatsächlich kann der zusammengesetzte Nennstrom auf Grund der Variationen der jeweiligen Elementeigenschaften nur nahe diesem möglichen Maximum sein).

In der Fig. 9b ist v _AK die Anoden-Kathodenspannung der GTOs 1 und 2, i _GON1 und i _GON2 sind die Einschaltströme der GTOs 1 und 2 und i _GOFF1 und i _GOFF2 sind die Ausschaltströme der GTOs 1 und 2.

Bei dieser bekannten Parallelverbindung von GTOs müssen für ein gutes Ein/Ausschaltverhalten der parallel verbundenen GTOs die Nennströme der jeweiligen GTOs die gleichen sein. Wenn demnach eine Ein/Ausoperation bei 450 A vorgesehen ist und 2 GTOs mit je 200 A zulässigem Strom und 2 GTOs mit je 300 A Nennstrom verfügbar sind, ist die Schaltung nach dem Stand der Technik nicht sehr brauchbar. Die beiden GTOs mit je 200 A Nennstrom erlauben es nicht, daß 450 A ein/ausgeschaltet werden. Andererseits erlauben zwar die beiden GTOs mit 300 A Nennstrom das Ein/Ausschalten, ergeben aber einen überflüssigen Spielraum, was bezüglich der Kosten nachteilig ist.

Die Entwicklung und Herstellung neuer GTOs mit 225 A oder 450 A Nennstrom ist keine Lösung, da sie zu lange und zu aufwendig wäre.

Die gleiche Schwierigkeit tritt auf, wenn Transistoren mit gleichen Nennströmen parallel verbunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine direkte Parallelschaltung abschaltbarer Halbleiterelemente zu schaffen, die jeden Strom wirkungsvoll ein/ausschalten kann, wobei eine Anzahl von abschaltbaren Halbleiterelementen mit verschiedenen Nennströmen verwendbar sein soll.

Ein Merkmal einer direkten Parallelschaltung von abschaltbaren Halbleiterelementen zur Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäß darin, daß wenigstens zwei abschaltbare Halbleiterelemente mit verschiedenen Nennströmen parallel verbunden sind und ein Einschalt-Steuerstrom und ein Ausschalt- Steuerstrom vorgesehen ist, der zu den Steuerelektroden eines jeden Halbleiterelementes über einen Widerstand bzw. eine Drosselspule fließt, wobei der Widerstand und die Drosselspule Werte haben, um Steuerströme durchzulassen, die für ein im wesentlichen gleichzeitiges Ein/Ausschalten der jeweiligen Halbleiterelemente erforderlich sind. Genauer wird der Ein/Ausschalt-Steuerstrom so im Verhältnis zum Nennstrom eines jeden der parallelgeschalteten Halbleiterelemente zu diesen geführt, daß die Halbleiterelemente mit verschiedenen Nennströmen im wesentlichen gleichzeitig ein/ausgeschaltet werden. Um den Steuerstrom proportional zum Nennstrom der Halbleiterelemente zu machen, wird der Einschalt-Steuerstrom der Steuerelektrode aus der gleichen Einschalt-Stromversorgung durch einen Widerstand mit einem Wert in umgekehrter Beziehung zu dem Verhältnis der Nennströme der Halbleiterelemente und der Ausschalt-Steuerstrom zu den Steuerelektroden von der gleichen Ausschalt-Stromversorgung durch eine Drosselspule oder einen Widerstand mit einem Wert in umgekehrter Beziehung zu dem Verhältnis der Nennströme der Halbleiterelemente geführt. Der Grund, warum ein Widerstand zur Zuführung des Einschalt-Steuerstromes verwendet wird, ist der, daß der Spitzenwert des Einschalt- Steuerstromes so festgelegt ist, daß die abschaltbaren Halbleiterelemente als Schaltelemente sicher eingeschaltet werden, wobei die Anstiegsrate des Steuerstromes di/dt aufgrund des Nichtvorhandenseins einer Drosselspule angehoben werden kann. Der Grund, warum eine Drosselspule zur Zuführung des Ausschalt-Steuerstromes verwendet wird, ist der, daß, wenn das abschaltbare Halbleiterelement ein GTO-Thyristor ist, dieser sicher abgeschaltet wird (im Falle von Transistoren können auch andere Einrichtungen als Drosselspulen verwendet werden).

Ein weiteres Merkmal der direkten Parallelschaltung von abschaltbaren Halbleiterelementen liegt erfindungsgemäß darin, daß die Steuerelektroden einer Anzahl von parallelen, abschaltbaren Halbleiterelementen kurzgeschlossen sind. Streng genommen können die parallelen Halbleiterelemente nicht gleichzeitig ausgeschaltet werden. Wenn die Steuerelektroden jedoch vorher kurzgeschlossen werden, wird der Ausschalt-Steuerstrom, der den abzuschaltenden Halbleiterelementen zugeführt wird, der Steuerelektrode des Halbleiterelementes zugeleitet, das noch nicht abgeschaltet ist, um das Abschalten des letzteren zu fördern. Ein Anzahl von abschaltbaren, parallel verbundenen Halbleiterelementen kann somit im wesentlichen gleichzeitig abgeschaltet werden.

Unter der Anzahl von bei dieser Erfindung verwendeten abschaltbaren Halbleiterelementen ist wenigstens ein Element, das einen von dem der übrigen Elemente verschiedenen Nennstrom aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 8 der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen dirketen Parallelschaltung mit GTOs;

Fig. 2 Spannungs/Strom-Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 1;

Fig. 3 die Beziehung zwischen der n-Emitterfläche eines GTO und dem Zündstrom davon;

Fig. 4 die Beziehung zwischen der Gate-Übersteuerungsrate und der Einschaltzeit eines GTO;

Fig. 5 die Beziehung zwischen dem Wert di _GQ /dt und dem Ausschaltstrom eines GTO;

Fig. 6 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen direkten Parallelschaltung mit GTOs;

Fig. 7 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen direkten Parallelschaltung mit Transistoren; und

Fig. 8 die Beziehung zwischen der Ein/Ausschaltzeit und dem Wert ±IB bei festem h _FE .

(Die Fig. 9a und 9b sind eingangs mit Bezug zum Stand der Technik bereits erläutert.)

In der Fig. 1 sind ein GTO-Thyristor 9 und ein GTO-Thyristor 10, die gleiche Nennspannung und verschiedene zulässige Nennströme bzw. Strombelastbarkeiten aufweisen, direkt zwischen einem Anodenanschluß A und einem Kathodenanschluß K parallelgeschaltet. Die Gate-Anschlüsse G ₉ und G ₁₀ der jeweiligen GTOs sind durch eine zusätzliche Gate-Hilfsleitung Ga miteinander verbunden und die Kathoden K ₉ und K ₁₀ davon durch eine zusätzliche Kathoden-Hilfsleitung Ka. Der Stromkreis wird durch das Anschließen einer Reihenschaltung aus einer Einschalt-Stromversorgung 3 und einer Ausschalt-Stromversorgung 4; einem Transistor 5 zum Schalten eines Gate- Einschaltstromes; eine Parallelschaltung aus einer Reihenverbindung eines Widerstandes 11 und einer Drosselspule 13 und, parallel dazu, einer weiteren Reihenverbindung eines Widerstandes 12 und einer Drosselspule 14; sowie einem Thyristor 8 zum Schalten eines Gate-Ausschaltstromes geschlossen. Die Verbindungsstelle (der Mittelpunkt) N ₁ zwischen dem Widerstand 11 und der Drosselspule 13 ist mit dem Gate G ₉ des GTO 9 verbunden, die Verbindungsstelle (der Mittelpunkt) N ₂ zwischen dem Widerstand 12 und der Drosselspule 13 ist mit dem Gate G ₁₀ des GTO 10 verbunden und die Verbindungsstelle (der Mittelpunkt) N ₀ zwischen der Einschalt- Stromversorgung 3 und der Ausschalt-Stromversorgung 4 ist mit dem Mittelpunkt der Kathoden-Hilfsleitung Ka verbunden. Die Werte der Widerstände 11, 12 und der Drosselspulen 13, 14 sind so eingestellt, daß sie zur Zuführung des Einschaltstromes und des Ausschaltstromes im umgekehrten Verhältnis zu den zulässigen Nennströmen der GTOs stehen.

Genauer sind, wenn angenommen wird, daß der zulässige Nennstrom des GTO 9 gleich 200 A und der des GTO 10 gleich 300 A ist, die Widerstandswerte der Widerstände 11 und 12 gleich 3 : 2 gewählt, und die Induktivitäten der Drosselspulen 13 und 14 ebenfalls gleich 3 : 2. In diesem Fall sind die Widerstandswerte der Drosselspulen so klein wie möglich und auf das gleiche Verhältnis wie oben eingestellt. Ein Beispiel für die Widerstandswerte und Induktivitäten unter der Annahme, daß die Spannung der Einschalt- und Ausschaltstromversorgungen gleich 12 V ist, ist in der folgenden Tabelle dargestellt:

Widerstand 11  2 ΩReaktanz 13  0,8 µH Widerstand 12  1,5 ΩReaktanz 14  0,5 µH

Im folgenden wird die Arbeitsweise der direkt parallel verbundenen GTO-Schaltung mit dem beschriebenen Aufbau erläutert.

Wenn der Transistor 5 schaltet, werden zuerst die Einschalt- Gateströme i _G1 und i _G2, die den Nennströmen des GTO 9 und GTO 10 entsprechen, über die Widerstände 11 und 12 an den GTO 9 und den GTO 10 angelegt. Der Zündstrom I _GT , der vom Nennstrom bestimmt wird, ist im GTO 9, der einen kleineren Nennstrom hat als der GTO 10, kleiner, so daß der GTO 9 ein klein wenig früher als der GTO 10 eingeschaltet wird. Das Gate-Kathoden-Potential des GTO 9 nimmt dann durch den Haupt-Schaltungsstrom i _A1 zu, so daß das Potential am Gate G ₉ höher wird als das am Gate G ₁₀. Im Ergebnis fließt der Strom durch die Gate-Hilfsleitung Ga vom Gate G ₉ zum Gate G ₁₀. Dieser Strom addiert sich zum Gate-Einschaltstrom i _G2 des GTO 10, der vom Widerstand 12 kommt, wodurch die Gate- Übersteuerungsrate des GTO 10 in diesem Umfang angehoben wird. Entsprechend wird der GTO 10 ebenfalls abrupt eingeschaltet, so daß der Schaltungs-Hauptstrom i _A2 durch den GTO 10 fließt. Auf diese Weise gleicht das Vorhandensein der Gate-Hilfsleitung Ga die Einschaltoperation aus.

Durch Einschalten des Thyristors 8 wird erreicht, daß Gate- Abschaltströme i _G1 und i _G2 in einer Richtung entgegengesetzt zu den in der Fig. 1 gezeigten Pfeilen von der Ausschalt- Stromversorgung 4 zu den GTOs 9 und 10 fließen. Wenn dann der GTO 9 früher als der GTO 10 abgeschaltet wird, nimmt die Gate-Kathoden-Impedanz des GTO 9 zu und der Gate-Auschaltstrom i _G1 nimmt abrupt ab. Andererseits fließt, da der GTO 10 noch eingeschaltet ist, der Strom durch die Gate-Hilfsleitung Ga vom Gate G ₁₀ zum Gate G ₉. Da dieser Strom verursacht, daß ein größerer Gate-Ausschaltstrom zum GTO 10 fließt, schreitet das Abschalten des GTO abrupt fort, wodurch die Ausschaltzeit davon verkürzt wird. Auf diese Weise wird das Abschalten ausgeglichen.

Die Fig. 2 zeigt Spannungs-Strom-Wellenformen, wenn das Verhältnis der Nennströme des GTO 9 und GTO 10 gleich 2 : 3 ist. V _AK ist die zwischen dem Anodenanschluß A und dem Kathodenanschluß K angelegte Spannung. Wie aus der Darstellung hervorgeht, kann erfindungsgemäß, sogar wenn GTOs mit verschiedenen Nennströmen direkt parallel verbunden sind, ein gutes Ein/Ausschaltverhalten erreicht werden (im Ein-Zustand fließen die Ströme im Verhältnis zu den Nennströmen der GTOs dadurch). Wenn der Hauptstrom gleich 450 A ist, kann somit eine Parallelverbindung eines GTO mit 300 A Nennstrom und eines GTO mit 200 A Nennstrom angewendet werden, wobei ein Übermaß oder Spielraum von nur 10% vorliegt.

Der Grund, warum die Parallelverbindung der GTOs mit verschiedenen Nennströmen auf diese Weise arbeitet, wird nun genauer erläutert.

Ein GTO ist im allgemeinen aus einem pnpn-Vierlagenstruktur- Halbleitersubstrat aufgebaut, wobei deren n-Kathoden-Emitterlagen Streifenform haben. Die Anzahl der streifenförmigen Kathoden-Emitterlagen wird durch den zulässigen Nennstrom des GTO festgelegt. Jede Kathode-Emitterlage ist von einer Gate-Elektrodenschicht umgeben. Dies kann so gesehen werden, daß GTO-Einheiten mit jeweils einer Endlage der streifenförmigen Kathoden-Emitterlage entsprechend der Anzahl der streifenförmigen Kathoden-Emitterlagen im Halbleitersubstrat zusammengesetzt sind.

Die Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Fläche einer n-Emitterschicht in einem GTO (das heißt eine Kathoden-Emitterlage) und I _GT (das heißt dem minimalen Gatestrom, der zum Einschalten des GTO erforderlich ist). Wie aus der Zeichnung hervorgeht, nimmt der Zündstrom mit einer zunehmenden Anzahl von streifenförmigen Kathoden-Emitterlagen zu.

Die Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Gate-Übersteuerungsrate OD (dem Verhältnis des Spitzenwertes I _GP eines Gate-Einschaltstromes zum Zündstrom I _GT , das heißt OD = I _GP /I _GT ) und einer Einschaltzeit. E _GON ist die Spannung der Stromversorgung 3. Die Fig. 4 zeigt, daß die Einschaltzeit verkürzt wird, wenn die Gate-Übersteuerungsrate groß wird.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, können GTOs mit verschiedenen zulässigen Nennströmen, die direkt parallel verbunden sind, im wesentlichen gleichzeitig durch Hindurchschicken des Gate-Einschaltstromes mit einem Spitzenwert I _GP , der so festgelegt ist, daß die Gate-Übersteuerungsrate jedes GTO fest ist, eingeschaltet werden (der Spitzenwert ist in Übereinstimmung mit dem Gate-Einschaltstrom festgelegt, der in Abhängigkeit vom Nennstrom eines jeden GTO bestimmt ist). Damit kann eine Bauteilzerstörung aufgrund eines termischen di/dt-Durchbruchs, der aus einem Strom-Ungleichgewicht während des Einschaltens resultiert, verhindert werden. Es ist anzumerken, daß wie in der Fig. 4 gezeigt die Zunahmerate di _G /dt des Einschaltstromes so eingestellt ist, daß sie in jedem GTO gleich ist.

Während des stationären Ein-Zustandes ist der Strom so auf die jeweiligen GTOs aufgeteilt, so daß die Stromdichte in jedem GTO, das heißt die Ein-Spannung davon gleich ist. Das Stromaufteilungsverhältnis entspricht dem Verhältnis der Flächen der Kathoden-Emitterschichten der jeweiligen GTOs.

Die Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der mittleren Umschaltrate dI _GQ /dt zwischen 0,1 I _GQ und 0,5 I _GQ (I _GQ ist der Gatestrom, der zum Abschalten jeder Einheit erforderlich ist) und der Abschaltzeit. E _GOFF ist die Spannung der Stromversorgung 4. Um jeden GTO gleichmäßig abzuschalten, ohne daß der Strom auf einen bestimmten GTO konzentriert wird, muß der Wert dI _GQ /dt für jeden GTO gleich sein. Dies gilt auch für GTOs mit verschiedenen Nennströmen. Wenn das Verhältnis der Werte dI _GQ /dt der jeweiligen GTOs in Übereinstimmung mit dem Verhältnis der Nennströme davon (und so zu dem Verhältnis der Flächen der Kathoden-Emitterschichten davon) gebracht wird, werden die Werte dI _GQ /dt der jeweiligen GTOs gleich, so daß die GTOs gleichzeitig abgeschaltet werden, wodurch der Fehler, daß der Strom auf einem bestimmten GTO konzentriert wird, vermieden wird.

Die Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der n GTOs direkt parallelgeschaltet sind. In der Fig. 6 bezeichnen gleiche Bezugszeichen und Buchstaben gleiche Elemente wie in der Fig. 1. Tn ist ein n-ter GTO, und Rn und Ln sind ein Widerstand und eine Drosselspule, die mit dem Gate Gn des GTO Tn verbunden sind.

Die n GTOs mit verschiedenen Nennströmen, die direkt parallel verbunden sind, können auch im wesentlichen gleichzeitig ein/ausgeschaltet werden.

Auch wenn die parallel verbundenen GTOs verschiedene Nennströme, Strukturen, Eigenschaften usw. haben - ausgenommen die in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Beziehungen, den Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung bei gleicher Stromdichte und der Nennspannung - treten keine Schwierigkeiten auf.

Die Stromversorgungen 3 und 4, der Transistor 5 und der Thyristor 8 usw., die zur Zuführung der Ein/Ausschaltsignale verwendet werden, können durch andere Stromversorgungseinrichtungen und Schalteinrichtungen ersetzt werden.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Transistoren mit verschiedenen Nennströmen direkt parallelgeschaltet sind. Diese Ausführungsform entspricht der Ausführungsform der Fig. 1 mit der Ausnahme, daß Transistoren 21 und 22 anstelle des GTO 9 und GTO 10, Widerstände 23 und 24 anstelle der Drosselspulen 13 und 14 und ein Transistor 25 anstelle des Thyristors 8 angeordnet sind. Die Basis B ₂₁ und B ₂₂ der Transistoren 21 und 22 sind durch eine zusätzliche Basis-Hilfsleitung Ba miteinander verbunden. Die Emitter E ₂₁ und E ₂₂ dieser Transistoren sind miteinander durch eine Hilfsleitung Ea verbunden. Die Widerstandswerte der Widerstände 11, 12, 23 und 24 sind wie folgt eingestellt.

Die Fig. 8 zeigt die Abhängigkeit der Ein/Ausschaltzeit eines Transistors vom Basisstrom ±I _B (-I _B ist der Basisstrom, der vom Emitter zur Basis fließt, wenn der Transistor in Rückwärtsrichtung vorgespannt ist, das heißt ausgeschaltet ist), wobei der Wert h _FE fest ist. Bei dem beschriebenen Transistor, der ein Schalt-Leistungstransistor ist, ist h _FE gewöhnlich etwa 100 beim Nennstrom, ungeachtet des Wertes des Nennstromes.

Damit können, wenn die parallel verbundenen Transistoren 21 und 22 mit verschiedenen Nennströmen die in der Fig. 8 gezeigte Beziehung zueinander haben, die Übergangscharakteristiken der jeweiligen Transistoren durch das Auswählen von I _B und -I _B so, daß die Ein/Ausschaltzeit jedes Transistors fest ist, in Übereinstimmung gebracht werden, wodurch es möglich wird, daß direkt parallel verbundene Transistoren mit verschiedenen Nennströmen gleichzeitig ein/ausgeschaltet werden.

Es ist anzumerken, daß, obwohl während des stationären Zustandes der Hauptstrom so aufgeteilt wird, daß V _CE(sat) für jeden Transistor konstant ist, der aufgeteilte Strom den Nennstrom jedes Transistors nicht übersteigen darf.

Der ausgewählte Wert I _B (±I _b1, ±I _b2) kann unter der Annahme, daß die Spannungen der Stromversorgungen gleich E _B bzw. -E _B und die Widerstandswerte der Widerstände 11, 12, 23 und 24 gleich R ₁₁, R ₁₂, R ₂₃ und R ₂₄ sind, wie folgt eingestellt werden:

Für den Transistor 21:

Ein: I _b1 = E _B /R ₁₁,
Aus: -I _b1 = -E _B /R ₂₃;

und für den Transistor 22:

Ein: I _b2 = E _B /R ₁₂,
Aus: -I _b2 = -E _B /R ₂₄.

Bei dem beschriebenen Aufbau können die direkt parallel verbundenen Transistoren mit verschiedenen Nennströmen für jeden Nenn-Hauptstrom zusammengestellt werden.

Erfindungsgemäß können die parallel verbundenen abschaltbaren Halbleiterelemente mit verschiedenen Nennströmen somit jeden Strom wirkungsvoll Ein/Aus-Steuern.

Claims (3)

1. Direkte Parallelschaltung abschaltbarer Halbleiterelemente, wobei eine Anzahl von abschaltbaren Halbleiterelementen (9, 10; Tn; 21, 22) direkt parallel zwischen einem Anodenanschluß (A) und einem Kathodenanschluß (K) angeordnet sind und die Steuerelektroden (G ₉, G ₁₀; G _n ; B ₂₁, B ₂₂) der Halbleiterelemente und deren Kathoden (K ₉, K ₁₀; K _n ; E ₂₁, E ₂₂) miteinander durch eine erste bzw. eine zweite Hilfsleitung (Ga, Ka; Ba, Ea) verbunden sind, wobei jeweils Reihenschaltungs-Einheiten von Widerständen (11, 12; Rn; 23, 24) und von Drosselspulen (13, 14; Ln) über eine Reihenschaltung einer Einschalt-Stromversorgung (3) und einer Ausschalt-Stromversorgung (4) verbunden sind, wobei der Mittelpunkt (N ₁, N ₂, N _n ) der Reihenschaltungs-Einheiten mit der Steuerelektrode von jedem der Halbleiterelemente und der Mittelpunkt (N ₀) der Einschalt-Stromversorgung und der Ausschalt- Stromversorgung mit der zweiten Hilfsleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die abschaltbaren Halbleiterelemente, die direkt parallelgeschaltet sind, verschiedene zulässige Nennströme aufweisen, und daß die gleiche Anzahl von Reihenschaltungs-Einheiten wie die der parallel verbundenen Halbleiterelemente parallel zueinander geschaltet sind, wobei der Mittelpunkt jeder der Reihenschaltungs-Einheiten mit der Steuerelektrode des entsprechenden Halbleiterelementes verbunden ist.

2. Direkte Parallelschaltung abschaltbarer Halbleiterelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des Widerstandes und der Drosselspule in jeder der Reihenschaltungs-Einheiten derart eingestellt sind, daß der Einschaltstrom und der Ausschaltstrom, der jedem der Halbleiterelemente zugeführt wird, dem zulässigen Nennstrom jedes der Halbleiterelemente entspricht.

3. Direkte Parallelschaltung abschaltbarer Halbleiterelemente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse der Werte der Widerstände und der Drosselspulen in umgekehrter Beziehung zu dem Verhältnis der zulässigen Ströme der Halbleiterelemente stehen.