JP6708486B2 - 双方向mosfetスイッチ、及びマルチプレクサ - Google Patents
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Description
図3は双方向MOSFETスイッチ、詳しく言えば2つのMOSFETトランジスタT1とT2によって構成される回路トポロジーの第1の実施例を示す。2つの双方向MOSFETトランジスタT1とT2はそのソース端子Sとゲート端子Gによって互いに接続され、いわば事実上の双方向スイッチング素子を意味する。通常のゲート・ソース抵抗は低い「ピンチオフ」電圧を有する電界効果トランジスタT3によって置き換えられる。電界効果トランジスタT3はそのゲート端子とそのソース端子を用いて2つのMOSFETトランジスタT1とT2のソースに接続される。ドレイン端子は2つのMOSFETトランジスタT1とT2のゲートに接続される。
この回路トポロジーの別の利点は、制御電流が浮遊電圧源V1からV1、T4、T3及びT1の回路のみを流れることが可能で、且つ端子A又はBを介して流れることができず、したがって端子A及びBの外部では信号電流に重ならないという事実である。
図4にマルチプレクサとしての、ここでは1:2マルチプレクサとしての回路トポロジーを示す。対応して、入力部Aに並列に接続されて、且つ2つの出力部BとB1が生成される図3に基づく2つの双方向MOSFETスイッチが設けられる。
図5に示すように、本発明に基づく回路トポロジーは、電流を制限する抵抗器と電流を制限するダイオードとの通常の保護回路を容易に補完することができる。このような回路は図4に基づくマルチプレクサにおいて使用することもできる。詳細には、ツェナーダイオードZ1がソースSとゲートGの間に接続され、及び抵抗器R1がソースと電界効果トランジスタT3の間に接続され、及び抵抗器R2が別のMOSFETトランジスタT4と電界効果トランジスタT3もしくはゲートGとの間に接続される。
本発明に基づく回路トポロジーは、市販のNチャネルまたはPチャネルのMOSFETトランジスタをスイッチングトランジスタT1及びT2として使用することができるが、その場合、電力トランジスタもしくは高電圧トランジスタ又は高周波トランジスタであってもよい。図6に、図3との比較において補完的なトランジスタ選択を示す。この種の回路は図4に基づくマルチプレクサにおいて使用することもできる。
B 出力部
B1 出力部
C 制御電子機器
C1 制御ユニット
C2 制御ユニット
D 制御入力部
D1 フォトダイオード
G ゲート
I1 電位分離部
LED1 発光ダイオード
R1 抵抗器
R2 抵抗器
S ソース
T1 MOSFETトランジスタ
T1.1 MOSFETトランジスタ
T2 MOSFETトランジスタ
T2.1 MOSFETトランジスタ
T3 電界効果トランジスタ
T3.1 電界効果トランジスタ
T4 MOSFETトランジスタ
T4.1 MOSFETトランジスタ
V1 浮遊電圧源
Vgs ゲート電圧
Z1 ツェナーダイオード
Claims (9)
- 双方向MOSFETスイッチであって、
ソース端子同士及びゲート端子同士を互いに接続された2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)と、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に接続された入力部(A)と、前記2つのMOSFETトランジスタ(T2、T2)の他方のドレイン端子に接続された出力部(B)とを備え、
ゲート端子とソース端子とが接続されており、前記ゲート端子が、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のソース端子に接続されており、ドレイン端子が、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のゲート端子に接続されたジャンクションFETトランジスタ(T3)と、
ドレイン端子が、前記ジャンクションFETトランジスタ(T3)のドレイン端子に接続された別のMOSFETトランジスタ(T4)と、
前記入力部(A)と前記別のMOSFETトランジスタ(T4)のゲート端子との間に接続され、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)によるジャンクションFETトランジスタ(T3)への制御電流を切り替えるように構成された制御ユニット(C1)と、
前記制御ユニット(C1)に、電位分離部(I1)によって電気的に絶縁された状態で接続された制御入力部(D)と、
前記入力部(A)に電気的に絶縁された状態で接続され、該入力部(A)と前記別のMOSFETトランジスタ(T4)のソース端子との間に接続され、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)を介しての前記ジャンクションFETトランジスタ(T3)のドレイン端子への制御電流を生成するように構成された浮遊電圧源(V1)と、
をさらに備えた、双方向MOSFETスイッチ。 - 前記浮遊電圧源(V1)は、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に電気的に絶縁された状態で接続されている、請求項1記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記浮遊電圧源(V1)は、無電位電源であって、前記制御ユニット(C1)に対する電圧供給源及び/又は電流供給源である、請求項1又は2記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記浮遊電圧源(V1)は、前記ジャンクションFETトランジスタ(T3)を高インピーダンスにおいて制御するために、及び前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のゲート容量を充電するための制御電流を生成するために設置されている、請求項1〜3の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記制御ユニット(C1)は、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)に対する制御信号をデコーディングし、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)のスイッチング状態を記憶するために設置されている、請求項1〜4の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記別のMOSFETトランジスタ(T4)は、前記浮遊電圧源(V1)の制御電流を前記制御ユニット(C1)に記憶されたスイッチング状態に応じて切り替えるために設置されている、請求項1〜5の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)はNチャネルタイプであり、及び前記浮遊電圧源(V1)の負電位が前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に接続され、又はその場合、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)はPチャネルタイプであり、及び前記浮遊電圧源(V1)の正電位が前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に接続されている、請求項1〜6の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)がNチャネルタイプである場合、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)はPチャネルタイプであり、又はその場合、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)がPチャネルタイプである場合、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)はNチャネルタイプである、請求項1〜7の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- マルチプレクサであって、
請求項1〜8の何れかに記載の双方向MOSFETスイッチを少なくとも2つ有し、
1つの前記電位分離部(I1)と1つの前記浮遊電圧源(V1)とが、全ての前記双方向MOSFETスイッチに対して共通に設けられている、マルチプレクサ。
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