FI73102B - Gallerstyrkrets vid en statisk induktionstransistor. - Google Patents

Gallerstyrkrets vid en statisk induktionstransistor. Download PDF

Info

Publication number
FI73102B
FI73102B FI811992A FI811992A FI73102B FI 73102 B FI73102 B FI 73102B FI 811992 A FI811992 A FI 811992A FI 811992 A FI811992 A FI 811992A FI 73102 B FI73102 B FI 73102B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sit
transistor
transistors
gate
control circuit
Prior art date
Application number
FI811992A
Other languages
English (en)
Other versions
FI811992L (fi
FI73102C (fi
Inventor
Masakazu Suzuki
Shuhei Furuichi
Toshiaki Ikeda
Original Assignee
Morita Mfg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Morita Mfg filed Critical Morita Mfg
Publication of FI811992L publication Critical patent/FI811992L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI73102B publication Critical patent/FI73102B/fi
Publication of FI73102C publication Critical patent/FI73102C/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0412Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/04123Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6877Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the control circuit comprising active elements different from those used in the output circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

731 02
Staattisen induktiotransistorin hilanohjauspiiri Tämän keksinnön kohteena on staattisen induktiotransistorin (SIT) hilanohjauspiiri ja erikoisesti kytkentävirtapiiri, joka voi aikaansaada maksimaaliset kytkentäominaisuudet tyhjennystyyppiselle SIT-transistorille sitä kytkentälaitteena käytettäessä.
Staattinen induktiotransistori (josta seuraavassa käytetään lyhennettä SIT) on eräänlainen kanavatransistori (josta seuraavassa käytetään lyhennettä FET) ja moninkertaisilla varauksenkuljettajilla toimiva laite. Sillä on erinomaiset ominaisuudet kytkentävälineenä käytettäessä, koska se ei aiheuta sekundaarista läpilyöntiä eikä sillä ole varauksen-varastointiaikaa, mitkä ovat bipolaaristen transistorien luontaisia puutteita. Kuitenkin on vaikeaa ohjata SIT-hilaa, toisin kuin bipolaarisia transistoreja, ja SIT-transistorin kytkentäkyky riippuu suuresti hilanohjaus-menetelmästä. Tästä johtuen SIT-transistorien käyttösovellutukset ovat erittäin rajoitettuja.
Kuvio 1 on poikkileikkaus vertikaalisesta liitos-FET:istä. Kuten kuviosta ilmenee, elektronilähde sijaitsee N-kanavan yläpuolella ja nielu D N-kanavan alapuolella. Keskelle on muodostettu lankamainen tai ristikkomainen hila G P-tyyppi-sestä puolijohteesta. Koska SIT-transistorilla on nielu-tyyppiset sähköiset ominaisuudet, ts. "normaalisti avoinna"-ominaisuudet, kun jännite on kytketty nielun D ja lähteen välille, nieluvirta kulkee ellei riittävää negatiivista jännitettä ole asetettu hilaan. Sen vuoksi SIT-transistoria kytkentälaitteena käytettäessä on tarpeen johtaa siihen riittävä negatiivinen jännite laitteen saattamiseksi toimimattomaan tilaan.
Kuten selvästi ilmenee kuviosta 1, alue nielun D ja lähteen S välillä vastaa kondensaattoria, jossa kanavatila 73102
Ch on dielektrikumina laitteen ollessa toimimattomana. Samoin sekä tila hilan G ja nielun D välillä että tila hilan G ja lähteen S välillä muodostaa kondensaattorin.
Niinpä muutettaessa laite toimimattomasta tilasta toimivaan tilaan kondensaattoreihin varastoituneet varaukset on purettava nopeasti laitteen saattamiseksi äkkiä toimimattomaan tilaan. Tämä purkausaika on eräs tärkeimmistä tekijöistä, jotka estävät toimivaksimuutosajän lyhentämisen. Muutettaessa laite toimivasta toimimattomaan tilaan, koska virta kulkee moninkertaisten varauksenkuljettäjien muodossa kanavan Ch läpi laitteen toimiessa, näiden varauksenkul jettajien varaukset on poistettava hilasta G laitteen muuttamiseksi nopeasti toimivasta toimimattomaan tilaan.
Tämä varauksenkuljettajien poistamiseen tarvittava aika on eräs tärkeimmistä tekijöistä, jotka estävät toimimattomak-simuutosajän lyhentämisen, siis samoin kuin sen ajan lyhentämisen, joka tarvitaan kondensaattorivarausten purkamiseen välittömästi laitteen toimimattomasta toimivaksi muuttamisen jälkeen.
Kuvio 2 on muuntajakytkennän käyttöpiiri, joka sisältää tunnetun hilanohjauspiirin. Tällä piirillä on puutteita, kuten aikaansaamalla virheellisen nousun muutettaessa transistoreja SITl ja SIT2 toimimattomasta toimivaan tilaan, johtuen käyttomuuntajän Tl käämin vaikutuksesta, koska piiriä käytetään muuntajalla Tl.
Kuvio 3 esittää parannettua piiriä, joka sisältää tunnetun hilanohjauspiirin. Tässä piirissä käyttölähteestä 22 saapuva pulssisignaali vahvistetaan transistorin Q21 avulla sen ohjatessa transistoria Q22 SIT-transistorin edelleen ohjaamiseksi. SIT-transistorin asettamiseksi toimimattomaan tilaan transistori Q22 avataan ja negatiivinen jännite E23 johdetaan SIT-transistorin hilaan. SIT-transistorin asettamiseksi toimivaan tilaan transistori Q22 suljetaan ja positiivinen jännite E22 johdetaan hilaan vastuksen R25 73102 3 kautta. Tässä ohjauspiirissä, muutettaessa SIT toimivasta toimimattomaan tilaan, transistori Q22 avautuu poistaen vara-uksenkuljettajat SIT-transistorin hilasta siten riittävästi lyhentäen toimimattomanaoloaikaa. Kuitenkin muutettaessa SIT toimimattomasta toimivaan tilaan, hilan G ja lähteen S välille toimimattomanaolon aikana varastoituneet varaukset purkautuvat vastuksen R25 kautta, joten toiminnassa-oloaika tulee riippumaan aikavakiosta, jonka vastus R25 ja sähköstaattinen kapasiteetti C_c määräävät.
Niinpä toiminnassaoloaika pitenee, ellei käytetä riittävän pienen arvon omaavaa vastusta R25. Lisäksi kuormitus 21 voi joskus aiheuttaa jännitehuippuja vm. riippuen kuormituksen laadusta, ja ne voivat esiintyä tyhjennyksen ja hilan välisessä kapasiteetin CGS omaavassa tilassa. Tällainen vuoto jännitehuippu voi vahingoittaa transistoria Q22. Kun transistori Q22 on vahingoittunut, negatiivinen jännite E23 jää asettamatta. Siitä johtuen SIT pysyy toimivassa tilassa jatkuvasti turmeltuen lyhyessä ajassa liiallisen tyhjennyshäviön vuoksi.
Niinpä keksinnön tarkoituksena on aikaansaada SIT-hilanoh-jauspiiri, jolla on entistä huomattavasti suurempi toimintavarmuus .
Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada SIT-hilan-ohjauspiiri, joka kykenee ohjaamaan SIT-transistoria luotettavasti sen suurimmallakin kytkentänopeudella.
Nämä tavoitteet saavutetaan sellaisella SIT-hilanohjaus-piirillä, joka käsittää komplementaarisesti kytketyt NPN- ja PNP-transistorit, joiden vastaavat kollektorit on yhdistetty SIT-transistorin jännitelähteeseen sekä negatiiviseen jännitelähteeseen, joka voi riittävästi sulkea SIT-transistorin, niin että transistoreja voidaan käyttää vuorotellen, kondensaattorin kytkettynä SIT-transistorin hilan ja NPN- ja PNP-transistorien yhteisten emitterien väliin, suuren arvon omaavan vastuksen kytkettynä suoraan SIT-hi- 73102 4 lan ja mainitun negatiivisen jännitelähteen väliin, sekä diodin ja vastuksen sarjakytkennän, joka on kytketty suuren arvon omaavan vastuksen rinnalle, SIT-hilanohjauspii-rin ollessa konstruoitu avaamaan ja sulkemaan SIT-transis-torin NPN- ja PNP-transistoreja vuorotellen käytettäessä.
Piirustuksissa kuvio 1 on poikkileikkaus eräästä staattisen induktiotransistorin SIT sovellutusmuodosta, kuvio 2 esittää tunnetun SIT-hilanohjauspiirin erästä so-vellutusmuotoa, kuvio 3 esittää tunnetun SIT-hilanohjauspiirin toista so-vellutusmuotoa, kuvio 4 esittää tämän keksinnön mukaisen SIT-hilanohjaus-piirin erästä sovellutusmuotoa, ja kuvio 5 esittää aaltomuotoja, jotka kuvaavat kuvion 4 mukaisen sähkövirtapiirin toimintaperiaatetta. Kuvio 5 (l) esittää pulssilähteen lähtösignaalin aaltomuodon. Kuvio 5 (2)esittää kytkentätransistorien QA ja QB emitterijän-nitteen vaihtelut. Kuvio 5 (3)esittää kytkentäkondensaat-torin jännitteen. Kuvio 5 (4)esittää SIT-toiminnan aalto muodon.
Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti ohjauspiirin erästä sovellutusmuotoa viitaten oheisiin piirustuksiin.
Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen ohjauspiirin erästä sovellutusmuotoa. Ohjaustransistori Qll vahvistaa käyttöte-honlähteestä 12 saapuvan pulssisignaalin kytkien NPN- ja PNP-transistorit vuorotellen. Tällaisessa piirissä, koska tulosuure johdetaan transistorin Qll kannan ja emitterin väliin johtamatta vastuksen R13 kautta, takaisinkytkentää vastuksella R13 ei suoriteta, ja vahvistus suurenee. Ohjausaikana läh-tösuure otetaan emitteristä avaamaan ohjausasteen alemman transistorin QB, kun tulopulsseja ei esiinny. Transistorin Qll ollessa avautuneena transistori QA avautuu ja transistori QB sulkeutuu. Transistorin Qll kollektorin ja emitterin sekä vastuksen R14 kautta kulkeva virta johde- 73102 5 taan transistorin QA kantaan. Ohjaustransistorin 011 ollessa suljettuna transistori QB avautuu ja transistori QA sulkeutuu. Vastuksen R13 kautta kulkeva virta johdetaan transistorin QB kantaan. Vastuksia R13 ja R14 käytetään säätämään toisistaan riippumatta kantavirrat transistoreihin QA ja QB optimiarvoihin.
Diodit D11 ja D12 ovat suojadiodeja, jotka estävät esto-jännitteiden pääsyn transistoreihin QA ja QB. Transistorien QA ja QB emitterit on kytketty toisiinsa. Kondensaattori C12 yhdistää emitterin SIT-hilaan.
Suurella vastuksella R15, joka on kytketty rinnan sarjaan kytkettyjen diodin D13 ja vastuksen R16 kanssa, on vastus-arvo, joka ei vaikuta piiriin ja joka toimii estäen SIT-piirin pysymisen kytkettynä, kun ohjausasteen kytkentä-transistorit QA ja QB vahingoittuvat ja negatiivista jännitettä ei esiinny. Tämä on omiaan suuresti parantamaan keksinnön mukaisen ohjauspiirin toimintavarmuutta.
Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen ohjauspiirin toimintaperiaatetta. Kuvio 5 (l) esittää käyttötehonlähteestä 12 lähtevää pulssisignaalia. Kuvio 5 (5) esittää ohjausasteen kytkentätransistorien QA ja QB emitterijännitettä. Jänni-tearvo kytketään vastaavien transistorien kollektoreihin jöhdettujen jännitteiden E12 ja E13 välille synkronisesti kuviossa 5 (T) esitetyn bulopulssisignaalin kanssa. Kuvio 5 © esittää kytkentäkondensaattorin C12 napojen välistä jännitettä vasemman navan merkitessä positiivista puolta.
Kun SIT-piiri kytketään, jännite esiintyy kondensaattorin C12 napojen välillä, koska hilan ja lähteen välinen rajapinta vastaa myötäsuuntaisen diodin rajapintaa. SIT-piirin ollessa suljettuna, koska hilan ja lähteen välinen rajapinta vastaa estosuuntaisen diodin rajapintaa, kun kytkentä-transistori QB avataan ja varauksenkantajät on poistettu hilasta kondensaattorin C12 kautta, mitään virtaa ei kulje ja kondensaattorin C12 jännite 6 73102 pysyy vakiona. Tämä jännite aiheuttaa vaihteluja ohjauskoh-dassa joka kerta, kun SIT sulkeutuu tai avautuu. Näiden vaihtelujen estämiseksi purkauspiiri, joka käsittää sarjaan kytketyt diodin D13 ja vastuksen Rl6 sekä kondensaattorin C12, purkaa tarpeettomat varaukset kytkentätransis-torin QB ollessa avattuna sellaisen SIT-hilaa ohjaavan, vakiotoimintakohdan omaavan aaltomuodon aikaansaamiseksi, kuten on esitetty kuviossa 5 (4) .
Kuten edellä on selostettu, koska keksinnön mukainen ohjauspiiri ohjaa SIT-transistoria kytkentäkondensaattorin kautta ja asettaa negatiivisen jännitteen suuren vastuksen R15 kautta, vieläpä silloin kun ohjausastetransisto-rit ovat vahingoittuneet, tämä piiri pysäyttää toiminnan SIT-transistoria vahingoittamatta, varmistaen siten ohjaustoiminnan. Kun SIT avautuu suljetusta tilasta, negatiivinen jännite E13 johtuu avattuna olevan kytkentätransisto-rin QB kollektorin ja emitterin kautta.
Niinpä sisäinen vastus on pieni kummassakin tapauksessa. Edellisessä tapauksessa varaukset purkautuvat nopeasti ja jälkimmäisessä tapauksessa varauksenkuljettajät voidaan poistaa nopeasti. Tästä johtuen tämä ohjauspiiri pystyy ohjaamaan SIT-transistoria sen maksimikytkentänopeudella luotettavasti.
Lisäksi tätä keksinnön mukaista ohjauspiiriä voidaan käyttää paitsi SIT-laitteita myös samoin tehoakytkeviä FET-laitteita, VMOS FET-laitteita ja GAT {hilan avustama transistori)-laitteita varten, sen lisätessä tehokkaasti piirin toimintavarmuutta.

Claims (2)

73102
1. Staattisen induktiotransistorin (SIT) hilanohjauspii-ri, tunnettu siitä, että se käsittää: - komplementaarisesti kytketyt (NPN)- ja (PNP)-transistorit (QA, QB), joiden vastaavat kollektorit on yhdistetty (SIT)-transistorin jännitelähteeseen (E12) sekä negatiiviseen jännitelähteeseen (E13), joka voi riittävästi sulkea (SIT)-transistorin, niin että transistoreja (QA, QB) voidaan käyttää vuorotellen, kondensaattorin (C12) kytkettynä (SIT)-transistorin hilan ja (NPN)- ja (PNP)-transistorien (QA, QB) yhteisten emitterien väliin, suuren arvon omaavan vastuksen (R15) kytkettynä suoraan (SIT)-hilan ja negatiivisen jännitelähteen (E13) väliin, sekä diodin (D13) ja vastuksen (Rl6) sarjakytkennän, joka on kytketty suuren arvon omaavan vastuksen (R15) rinnalle, (SIT)-hilanohjauspiirin ollessa konstruoitu avaamaan ja sulkemaan (SIT) käyttämällä (NPN)- ja (PNP)-transistoreja (QA, QB) vuorotellen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen (SIT)-hilanohjauspiiri, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi estojän-nitteen suojadiodit (D11, D12), jotka on kytketty kummankin komplementaarisesti yhdistetyn (NPN)- ja (PNP)-transistorin (QA, QB) kollektorin ja emitterin väliin.
FI811992A 1980-06-27 1981-06-25 Gallerstyrkrets vid en statisk induktionstransistor. FI73102C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8805980A JPS5713817A (en) 1980-06-27 1980-06-27 Gate driving circuit of electrostatic inductive transistor
JP8805980 1980-06-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI811992L FI811992L (fi) 1981-12-28
FI73102B true FI73102B (fi) 1987-04-30
FI73102C FI73102C (fi) 1987-08-10

Family

ID=13932266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI811992A FI73102C (fi) 1980-06-27 1981-06-25 Gallerstyrkrets vid en statisk induktionstransistor.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4410809A (fi)
JP (1) JPS5713817A (fi)
DE (1) DE3125242C2 (fi)
FI (1) FI73102C (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58164338U (ja) * 1982-04-27 1983-11-01 フアナツク株式会社 無接点リレ−
DE3280350D1 (de) * 1982-08-25 1991-09-26 Ibm Deutschland Transistor-leistungsverstaerker mit verringerten schaltzeiten.
JPS604037U (ja) * 1983-06-22 1985-01-12 ヤマハ株式会社 電力増幅用mos−fetのドライブ回路
DE3615417A1 (de) * 1986-05-07 1987-11-12 Bosch Gmbh Robert Anzeigevorrichtung fuer informationen auf lc-display
DE3822958A1 (de) * 1988-07-07 1990-01-11 Olympia Aeg Modulationsverstaerker fuer hohe spannungen
DE3822991A1 (de) * 1988-07-07 1990-01-11 Olympia Aeg Hochspannungsschalter
US4859927A (en) * 1988-10-28 1989-08-22 Fisher Scientific Company Power supply with improved switching regulator
US5134323A (en) * 1990-08-03 1992-07-28 Congdon James E Three terminal noninverting transistor switch
GB2415785B (en) * 2004-07-02 2006-11-22 Ohm Ltd Electromagnetic surveying
EP3148077B1 (en) * 2015-09-25 2019-07-17 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Driver for a p-channel mosfet

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL260384A (fi) * 1960-01-25
DE2131269C3 (de) * 1971-06-24 1980-06-12 Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen Gmbh, 8500 Nuernberg Schaltungsanordnung zum Umpolen einer Gleichspannung
JPS54102859A (en) * 1978-01-30 1979-08-13 Sony Corp Pulse amplifier circuit
JPS54134547A (en) * 1978-04-11 1979-10-19 Sony Corp Mosfet switching circuit
US4347445A (en) * 1979-12-31 1982-08-31 Exxon Research And Engineering Co. Floating hybrid switch

Also Published As

Publication number Publication date
FI811992L (fi) 1981-12-28
FI73102C (fi) 1987-08-10
DE3125242C2 (de) 1983-01-27
US4410809A (en) 1983-10-18
JPS619776B2 (fi) 1986-03-26
JPS5713817A (en) 1982-01-23
DE3125242A1 (de) 1982-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8044699B1 (en) Differential high voltage level shifter
CA2267544C (en) Gate control circuit for voltage drive switching element
US4430586A (en) Switch with an MIS-FET operated as a source follower
US6236122B1 (en) Load drive device
US4360744A (en) Semiconductor switching circuits
US12218657B2 (en) Miller clamping device for parallel switching transistors and driver comprising same
US4329705A (en) VMOS/Bipolar power switching device
FI73102B (fi) Gallerstyrkrets vid en statisk induktionstransistor.
US4400812A (en) Laser drive circuits
US5635867A (en) High performance drive structure for MOSFET power switches
JPH08102539A (ja) パワーmosfet
US4313065A (en) Switching circuit with MOS field effect transistor
US4547686A (en) Hybrid power semiconductor switch
US11831307B2 (en) Power switch drive circuit and device
US4303841A (en) VMOS/Bipolar power switch
US4564769A (en) Saturation control of a switching transistor
JP2839206B2 (ja) 3端子非反転形トランジスタスイッチ
US4651252A (en) Transistor fault tolerance method and apparatus
JP4350295B2 (ja) 半導体装置および半導体装置モジュール
KR20220036167A (ko) 와이드 밴드 갭 전력 반도체의 보호회로
JPS5833792B2 (ja) 変換弁の保護回路
US4698519A (en) Monolithically integratable high-efficiency control circuit for switching transistors
CN114050713B (zh) 高压集成电路中的自举电路及充电方法
EP0608667A1 (en) Driving circuit for a field effect transistor in final semibridge stage
CN113615086B (zh) 半导体开关的保护

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: KABUSHIKI KAISHA MORITA SEISAKUSHO