JPH0411127B2 - - Google Patents

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JPH0411127B2
JPH0411127B2 JP60131295A JP13129585A JPH0411127B2 JP H0411127 B2 JPH0411127 B2 JP H0411127B2 JP 60131295 A JP60131295 A JP 60131295A JP 13129585 A JP13129585 A JP 13129585A JP H0411127 B2 JPH0411127 B2 JP H0411127B2
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transistor
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emitter
voltage
collector
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    • 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
    • H03K17/567Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • HELECTRICITY
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/0406Modifications for accelerating switching in composite switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0828Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in composite switches

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Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は第1のバイポーラトランジスタと、第
2の電界効果型又はバイポーラトランジスタとの
2つの複合トランジスタを主体とする装置に関す
る。
【従来技術とその問題点】
以下各図の説明において同一の符号は同一又は
相当部分を示す。 まず第2図に基づいて従来技術とその問題点を
説明する。第2図はいわゆるカスコード
(Cascode)接続と呼ばれるこの種の複合トラン
ジスタからなる回路の1例を示す。 第2図においてQ1は主となるバイポーラトラ
ンジスタ(以下BPTと呼ぶ)、Q2はこの例では
電界効果トランジスタ(以下FETと呼ぶ)、ZD
1はツエナダイオードである。 BPTQ1のコレクタC・エミツタEと、FETQ
2のドレインD・ソースSとは、エミツタEとド
レインDにおいて直列に接続されており、図外の
負荷に供給される電流(便宜上コレクタ電流と呼
ぶ)ICを開閉する。なおトランジスタQ1とQ
2を合わせ便宜上複合トランジスタと呼ぶ。また
BPTQ1のベースBとFETQ2のソースS間には
ベースB側がカソード側となるようにツエナダイ
オードZD1が接続されている。 FETQ2のゲートG・ソースS間には図外の駆
動回路を介して、コレクタ電流ICのオン、オフ
を指令する開閉信号電圧eGが与えられ、また
BPTQ1のベースBとFETQ2のソースS間に設
けられたベース電源EBを介して、FETQ2のオ
ンの際、前記ベースBにはベース電流IB1が供
給される。 この回路は一般にFETのスイツチング速度が
バイポーラトランジスタより速いことに着目し
て、高速、低耐圧のFETQ2と低速、高耐圧のバ
イポーラトランジスタQ1とを組合わせ高速、高
耐圧の複合スイツチング素子を得ようとする回路
である。 すなわちまず複合トランジスタQ1,Q2をタ
ーンオンさせる場合を述べると、この回路では、
BPTQ1のエミツタEにFETQ2が接続されてベ
ース電流IB1を開閉し得るところから、BPTQ
1のベースBに与えられるベース電圧eBは比較
的高い電圧とすることができるので、FETQ2に
該トランジスタQ2をターンオンさせるべき開閉
信号電圧eGを与えると、そのドレインD・ソー
スS間電圧VDSが急峻に下降することによつて
ベース電流IB1を急峻に立上がらせ、BPTQ1、
従つて複合トランジスタQ1,Q2を急速にター
ンオンさせることができる。なおこの場合のツエ
ナダイオードZD1はオフ(無通電)状態にある。 他方複合トランジスタQ1,Q2をターンオフ
させる場合には、FETQ2に該トランジスタQ2
をターンオフさせるべき開閉信号電圧eGを与え
ると、FETQ2のドレイン・ソース間電圧VDS
が急峻に高まり、自身に流れるコレクタ電流IC
を遮断する。この瞬間BPTQ1のベース・エミ
ツタを流れていたコレクタ電流ICはツエナダイ
オードZD1に転流する。このようにしてBPTQ
1のベース部の蓄積キヤリアは急速に放出される
ので、該トランジスタQ1、従つて複合トランジ
スタQ1,Q2は急速にターンオフし、コレクタ
電流ICを遮断することができる。 なお、ここで前記の転流路にツエナダイオード
ZD1を用いた理由は、FETQ2のターンオフ時、
すなわちコレクタ電流ICの前記の転流の際には、
FETQ2のドレイン・ソース間電圧VDSをター
ンオフ可能な限界電圧(スイツチング阻止電圧
BVDS)以下に保ち、他方複合トランジスタQ
1,Q2がオンしている場合には、ベース電源
EBからBPTQ1のベースB側に供給されるベー
ス電流IB1がツエナダイオードZD1に無駄に分
流することを阻止し、有効にベース電流となるよ
うにするためである。 ところで現実のこの種の装置においては、
FETQ2の前記のターンオフの際、第2図の点線
部のようにBPTQ1のエミツタEとFETQ2のド
レインDとの間の配線を浮遊インダクタンスL1
が、その電流を維持するように過渡的な過電圧
(スパイク電圧)を発生し、FETQ2を破壊する
場合がある。 なおこの場合、FETQFETのターンオフ時間
を遅くする何らかの手段を設ければ、前記スパイ
ク電圧が小となりFETQ2の破壊は防止できる
が、そうすると他方、複合トランジスタQ1,Q
2の全体のスイツチング時間が大となるため、こ
の回路を高周波回路に適用したという本来の目的
を達成することがでくなくなる。
【発明の目的】
本発明は前記の問題を取除き、前記浮遊インダ
クタンスL1を有効に活用しつつ、前記複合トラ
ンジスタを高周波スイツチング回路に適用させる
ことができきる半導体装置を提供することを目的
とする。
【発明の要点】
本発明の要点は、第1の(バイポーラ)トラン
ジスタのエミツタと第2の(電界効果型又はバイ
ポーラ)トランジスタのドレイン(コレクタ)と
を接続し、第1のトランジスタのベースと第2の
トランジスタのソース(エミツタ)との間に補助
直流電源(ベース電源など)を接続して第1のト
ランジスタにベース電流を供給し得るようにする
と共に、 第2のトランジスタのゲート(ベース)とソー
ス(エミツタ)との間に開閉信号電圧を与え、第
1のトランジスタのコレクタ・エミツタと第2の
トランジスタのドレイン・ソース(コレクタ・エ
ミツタ)との直列回路を介して、外部に供給され
る電流の開閉を行う(いわゆるカスコード接続
の)装置において、 第3の(バイポーラ又は電界効果型)トランジ
スタのコレクタ(ドレイン)を第1のトランジス
タのベースに、第3のトランジスタのエミツタ
(ソース)を第2のトランジスタのソース(エミ
ツタ)に、それぞれ接続すると共に、第2のトラ
ンジスタのドレイン(コレクタ)と第3のトラン
ジスタのベース(ゲート)との間に、ツエナダイ
オードを、第3のトランジスタのベース電流(ゲ
ート電圧)を阻止する極性に接続するようにした
点にある。
【発明の実施例】
以下第1図A,Bに基づいて本発明の実施例を
説明する。同図A,Bはそれぞれ本発明装置の異
なる実施例を示す回路図である。 第1図Aでは、第2図のツエナダイオードZD
1に代わり、補助トランジスタQ3のコレクタ
C・エミツタEが、BPTQ1のベース電流IB1
を分流し得る方向に接続され、又、FETQ2のド
レインDの極く近傍の点(その点と該ドレインD
の間の浮遊インダクタンスを無視し得る点)と、
前記補助トランジスタQ3のベースB間に、その
ベース電流を阻止する極性にツエナダイオード
ZD3が接続されている。またツエナダイオード
ZD3のツエナ電圧はFETQ2の最大ドレイン・
ソース間電圧(前記スイツチング阻止電圧
BVDS)より低く選定されている。 この回路ではFETQ2のターンオフ時、浮遊イ
ンダクタンスL1が、その電流を維持する方向に
誘起する電圧によつて、ツエナダイオードZD3
を介し補助トランジスタQ3のベースB・エミツ
タEにベーシ電流IB3が供給され、これによつ
て該トランジスタQ3がオンし、BPTQ1のベ
ースBとFETQ2のソースS間に短絡し、ベース
電流IB1を分流すると共にBPTQ1のベース部
の蓄積キヤリアを放出せしめQ1をターンオフさ
せる。しかもこの際FETQ2のドレインD・ソー
スS間の電圧は、ほぼツエナダイオードZD3の
ツエナ電圧に制限されFETQ2の破壊は防止され
る。このようにしてFETQ2を破壊することなく
複合トランジスタQ1,Q2を急速にターンオフ
させることができる。 第1図Bは、さらにBPTQ1のターンオフ時
に、コレクタ電流ICの外部ラインの浮遊インダ
クタンスL2の誘起電圧を吸収し、かつQ1のタ
ーンオフに利用する回路例で、BPTQ1のコレ
クタCの極く近傍の点(その点と該コレクタC間
の浮遊インダクタンスを無視し得る点)と、前記
補助トランジスタQ3のベースB間に、そのベー
ス電流を阻止する極性に、さらにツエナダイオー
ドZD4が接続されている。このツエナダイオー
ドZD4のツエナ電圧は、複合トランジスタQ1,
Q2が許容できる最大のコレクタ・ソース間電圧
より低く選定されている。 この回路においては、BPTQ1のターンオフ
の際、浮遊インダクタンスL2が、その電流を維
持する方向に誘起する電圧によつて、ツエナダイ
オードZD4を介し、補助トランジスタQ3のベ
スBに、さらにベース電流IB31が供給され、
これによつて該トランジスタQ3のオンを助長
し、前記と同様にBPTQ1、従つて複合トラン
ジスタQ1,Q2を急速にターンオフさせること
ができ、しかもツエナダイオードZD4の前記の
選定によつて、BPTQ1のコレクタC・エミツ
タE間は許容電圧以下に保たれるので、BPTQ
1の破壊を防止することができる。 なお第1図A,Bの実施例において、FETQ2
が低耐圧のバイポーラトランジスタであつても、
また補助トランジスタQ3がFETであつても、
いずれでもよく、共に前記実施例と類似の動作を
行わせることができる。 但し補助トランジスタQ3がFETの場合には
前記ベース電流IB3,IB31は、補助トランジ
スタQ3のベースB・エミツタE間に並列に設け
られた抵抗R2に大部分、分流する。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、第1のバイポーラトランジスタのエミツタと
第2の電界効果型(又はバイポーラ)トランジス
タのドレイン(コレクタ)とを結合しつつ、カス
コード接続してなる半導体装置において、 第1のトランジスタのベースと第2のトランジ
スタのソース(エミツタ)との間に、第1のトラ
ンジスタのベース電流を分流できる極性に第3の
バイポーラ又は電界効果型トランジスタのコレク
タ・エミツタ(ドレイン・ソース)を接続し、 第2のトランジスタのドレイン(コレクタ)と
第3のトランジスタのベース(ゲート)との間
に、第3のトランジスタのベース電流(ゲート電
圧)を阻止する極性に、ツエナダイオードを接続
することとしたので、簡単な回路構成であるにも
かかわらず次のような効果が得られる。 前記半導体装置のターンオフの際、第1、第
2の各トランジスタ間の主回路配線の浮遊イン
ダタンスに発生するスパイク電圧は前記ツエナ
ダイオードを介して第3のトランジスタのベー
ス(ゲート)に抜けることになり、これにより
第2のトランジスタのドレイン・ソース(コレ
クタ・エミツタ)間電圧は、ほぼ前記ツエナダ
イオードのツエナ電圧に制限され、第2のトラ
ンジスタの破壊を防止することができる。 前記浮遊インダクタンスを複合トランジスタ
のターンオフの促進に有効に活用できる。 第2のトランジスタのターンオフ時間、従つ
て複合トランジスタのスイツチング時間を遅く
しなくても良いため、この半導体装置を高周波
回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは本発明装置のそれぞれ異なる実
施例としての回路図、第2図は従来装置の回路例
を示す図で、第1図に対応するものである。 Q1:バイポーラトランジスタ(BPT)、Q
2:電界効果トランジスタ(FET)、Q3:補助
トランジスタ、ZD3,ZD4:ツエナダイオー
ド、EB:ベース電源、L1,L2:浮遊インダ
クタンス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1のトランジスタのエミツタと第2のトラ
    ンジスタのドレイン(コレクタ)とを接続し、第
    1のトランジスタのベースと第2のトランジスタ
    のソース(エミツタ)との間に補助直流電源を接
    続して第1のトランジスタにベース電流を供給し
    得るようにすると共に、 第2のトランジスタのゲート(ベース)とソー
    ス(エミツタ)との間に開閉信号電圧を与え、第
    1のトランジスタのコレクタ・エミツタと第2の
    トランジスタのドレイン・ソース(コレクタ・エ
    ミツタ)との直列回路を介して、外部に供給され
    る電流の開閉を行う装置において、 第3のトランジスタのコレクタ(ドレイン)を
    第1のトランジスタのベースに、第3のトランジ
    スタのエミツタ(ソース)を第2のトランジスタ
    のソース(エミツタ)に、それぞれ接続すると共
    に、第2のトランジスタのドレイン(コレクタ)
    と第3のトランジスタのベース(ゲート)との間
    に、ツエナダイオードを、第3のトランジスタの
    ベース電流(ゲート電圧)を阻止する極性に接続
    したことを特徴とする半導体装置。
JP60131295A 1985-06-17 1985-06-17 半導体装置 Granted JPS61288616A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60131295A JPS61288616A (ja) 1985-06-17 1985-06-17 半導体装置
DE8686304599T DE3664851D1 (en) 1985-06-17 1986-06-16 Switching device
EP86304599A EP0219925B1 (en) 1985-06-17 1986-06-16 Switching device
US06/875,076 US4717849A (en) 1985-06-17 1986-06-17 Semiconductor device for conducting primary current upon receipt of a control signal

Applications Claiming Priority (1)

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JP60131295A JPS61288616A (ja) 1985-06-17 1985-06-17 半導体装置

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Publication Number Publication Date
JPS61288616A JPS61288616A (ja) 1986-12-18
JPH0411127B2 true JPH0411127B2 (ja) 1992-02-27

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ID=15054625

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JP60131295A Granted JPS61288616A (ja) 1985-06-17 1985-06-17 半導体装置

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EP (1) EP0219925B1 (ja)
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Also Published As

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