JPH05199655A - 低キャパシタンス保護回路 - Google Patents
低キャパシタンス保護回路Info
- Publication number
- JPH05199655A JPH05199655A JP3347778A JP34777891A JPH05199655A JP H05199655 A JPH05199655 A JP H05199655A JP 3347778 A JP3347778 A JP 3347778A JP 34777891 A JP34777891 A JP 34777891A JP H05199655 A JPH05199655 A JP H05199655A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- ground
- capacitance
- protection
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/041—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
- H04M3/18—Automatic or semi-automatic exchanges with means for reducing interference or noise; with means for reducing effects due to line faults with means for protecting lines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Thyristors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 各導線と大地間のキャパシタンスを低くする
利点を保ちながら、その値をほぼ同じにして非対称にバ
イアスされた導線を有する回路を保護する。 【構成】 １番目の端子が共通点Ｃに、２番目の端子が
１番目の導線Ａと２番目の導線Ｂと大地にそれぞれ接続
されている３つの保護コンポーネント２１、２２、２３
から成る過電圧保護回路である。各コンポーネントには
不平行の関係にある保護コンポーネントＴ２１、Ｔ２
２、Ｔ２３とダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ２３があ
り、共通点は各保護コンポーネントの同じ極性の端子に
接続されている。導線の一方が通常の状態にある場合、
大地に対する分極電位差は他の導線の分極電位差より高
く、保護コンポーネントのカソードまたはアノードは分
極電位の高い導線が大地に対し負か正かにより共通点に
接続される。
利点を保ちながら、その値をほぼ同じにして非対称にバ
イアスされた導線を有する回路を保護する。 【構成】 １番目の端子が共通点Ｃに、２番目の端子が
１番目の導線Ａと２番目の導線Ｂと大地にそれぞれ接続
されている３つの保護コンポーネント２１、２２、２３
から成る過電圧保護回路である。各コンポーネントには
不平行の関係にある保護コンポーネントＴ２１、Ｔ２
２、Ｔ２３とダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ２３があ
り、共通点は各保護コンポーネントの同じ極性の端子に
接続されている。導線の一方が通常の状態にある場合、
大地に対する分極電位差は他の導線の分極電位差より高
く、保護コンポーネントのカソードまたはアノードは分
極電位の高い導線が大地に対し負か正かにより共通点に
接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電話回線のような回線
に対する過電圧保護回路の分野に関する。
に対する過電圧保護回路の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】既知の種々の過電圧保護回路の中で、図
１Ａに示すようなタイプの回路が頻繁に用いられている
が、回路の保護は各導線と大地の間に接続された２個の
双方向性のコンポーネントＰ１、Ｐ２により行われてお
り、各コンポーネントの有する電気特性は図１Ｂの通り
である。過電圧が導線の一方に発生すると、保護用のコ
ンポーネントは阻止状態（高インピーダンス）から導通
状態（低インピーダンス）に移り導線と大地が短絡され
る。しかし、スタンバイの状態（高インピーダンス）に
おいては、２つのコンポーネントのそれぞれは導線／大
地間の電圧に耐えている。電圧の値は通常導線の一方に
対しては−４８Ｖであり他方の導線に対してはほぼ０Ｖ
である。このように電圧が非対称であるのは（後述のよ
うに）コンポーネントのキャパシタンスが非対称である
ことから生じている。この非対称性は通常のネットワー
クには許容できるものであるが、いくつかのディジタル
ネットワークの回線に対しては大きな障害となる。
１Ａに示すようなタイプの回路が頻繁に用いられている
が、回路の保護は各導線と大地の間に接続された２個の
双方向性のコンポーネントＰ１、Ｐ２により行われてお
り、各コンポーネントの有する電気特性は図１Ｂの通り
である。過電圧が導線の一方に発生すると、保護用のコ
ンポーネントは阻止状態（高インピーダンス）から導通
状態（低インピーダンス）に移り導線と大地が短絡され
る。しかし、スタンバイの状態（高インピーダンス）に
おいては、２つのコンポーネントのそれぞれは導線／大
地間の電圧に耐えている。電圧の値は通常導線の一方に
対しては−４８Ｖであり他方の導線に対してはほぼ０Ｖ
である。このように電圧が非対称であるのは（後述のよ
うに）コンポーネントのキャパシタンスが非対称である
ことから生じている。この非対称性は通常のネットワー
クには許容できるものであるが、いくつかのディジタル
ネットワークの回線に対しては大きな障害となる。
【０００３】保護回路については他のものも提案されて
おり、それらの１つは図２の通りであるがこれには共通
点Ｃと１番目の導線Ａ、２番目の導線Ｂ、そして大地Ｇ
の間に３つの単方向保護ユニット１、２、３が接続され
ている。それぞれの保護コンポーネントは不平行に配置
された単方向保護コンポーネントＴとダイオードＤのそ
れぞれＴ１、Ｄ１；Ｔ２、Ｄ２；Ｔ３、Ｄ３から構成さ
れている。図２において、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３
のカソードは相互に接続され、更に保護コンポーネント
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のアノードも相互に接続されている。
おり、それらの１つは図２の通りであるがこれには共通
点Ｃと１番目の導線Ａ、２番目の導線Ｂ、そして大地Ｇ
の間に３つの単方向保護ユニット１、２、３が接続され
ている。それぞれの保護コンポーネントは不平行に配置
された単方向保護コンポーネントＴとダイオードＤのそ
れぞれＴ１、Ｄ１；Ｔ２、Ｄ２；Ｔ３、Ｄ３から構成さ
れている。図２において、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３
のカソードは相互に接続され、更に保護コンポーネント
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のアノードも相互に接続されている。
【０００４】この種の構造は例えば米国特許番号第４，
２８２，５５５号に記載されている。
２８２，５５５号に記載されている。
【０００５】保護コンポーネントＴ１、Ｔ２、Ｔ３は例
えばゲートのないサイリスタであるが、これらのサイリ
スタは端子に加えられた電圧が製造段階で定まるスレッ
ショルドを越えるとアノードとカソードの間に導通が生
ずる。しかし、他の既知の保護コンポーネント、例えば
アバランシュタイプのダイオードまたはサイリスタを選
択することも可能であり、このダイオードまたはサイリ
スタのゲートは分極信号を受けており、この分極信号は
保護コンポーネントを導通するには不十分な信号である
が、メインの導線間の降伏スレッショルドを調整するに
は十分な信号である。
えばゲートのないサイリスタであるが、これらのサイリ
スタは端子に加えられた電圧が製造段階で定まるスレッ
ショルドを越えるとアノードとカソードの間に導通が生
ずる。しかし、他の既知の保護コンポーネント、例えば
アバランシュタイプのダイオードまたはサイリスタを選
択することも可能であり、このダイオードまたはサイリ
スタのゲートは分極信号を受けており、この分極信号は
保護コンポーネントを導通するには不十分な信号である
が、メインの導線間の降伏スレッショルドを調整するに
は十分な信号である。
【０００６】この構造の利点は、保護コンポーネントＴ
１がゲートのないサイリスタであれば、２つのチップに
容易に集積でき更には１つのチップに容易に集積できる
ことである。
１がゲートのないサイリスタであれば、２つのチップに
容易に集積でき更には１つのチップに容易に集積できる
ことである。
【０００７】この発明はより詳細には図１と図２に示す
タイプの回路の容量の変化状況に関している。
タイプの回路の容量の変化状況に関している。
【０００８】サイリスタのコンポーネント、あるいはよ
り一般的な単方向保護コンポーネントには一般にメイン
の電極間にキャパシタンスがある。このキャパシタンス
はダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のような従来のダイオー
ドのキャパシタンスよりかなり大きい。ダイオードは保
護コンポーネントに並列に配置されているので、これら
自体のキャパシタンスの影響は無視できる。
り一般的な単方向保護コンポーネントには一般にメイン
の電極間にキャパシタンスがある。このキャパシタンス
はダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のような従来のダイオー
ドのキャパシタンスよりかなり大きい。ダイオードは保
護コンポーネントに並列に配置されているので、これら
自体のキャパシタンスの影響は無視できる。
【０００９】このような保護コンポーネントを用意する
ことにより導線ＡまたはＢと大地間のキャパシタンスが
変化する。このキャパシタンスの変化は、回線に低周波
電流または電話信号を通す時は重要な問題とならない
が、回線に２つの状態の間で２値的に可能な限り急峻に
推移するディジタル信号を通す時は大きな障害となる。
この場合、導体間に比較的高い寄生キャパシタンスがあ
ることにより、および特に非対称なキャパシタンスがあ
ることにより障害は大きくなる。これらのキャパシタン
スにより信号が歪み、更に信号が識別しにくくなる。
ことにより導線ＡまたはＢと大地間のキャパシタンスが
変化する。このキャパシタンスの変化は、回線に低周波
電流または電話信号を通す時は重要な問題とならない
が、回線に２つの状態の間で２値的に可能な限り急峻に
推移するディジタル信号を通す時は大きな障害となる。
この場合、導体間に比較的高い寄生キャパシタンスがあ
ることにより、および特に非対称なキャパシタンスがあ
ることにより障害は大きくなる。これらのキャパシタン
スにより信号が歪み、更に信号が識別しにくくなる。
【００１０】実際、図２の回路が導線ＡまたはＢのいず
れかの過電圧を抑圧することに対しては対称であるにも
拘らず、キャパシタンスの変化状況に対しては非対称と
なる。この非対称性については前述の特許で示された場
合、すなわち電話回線の保護の場合特に注目する必要が
ある。
れかの過電圧を抑圧することに対しては対称であるにも
拘らず、キャパシタンスの変化状況に対しては非対称と
なる。この非対称性については前述の特許で示された場
合、すなわち電話回線の保護の場合特に注目する必要が
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術においては
この問題を避けるため、保護機能のためと、容量性の変
化状況のための両方から対称の保護構造を用いる必要が
あった。このような構造の例を図３に示している。この
構造において、３つのダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１
３はカソードが双方向過電圧トリガ保護コンポーネント
Ｔ１０の１番目の端子に接続されており、更にこの３つ
のダイオードは導線Ａ、導線Ｂ、大地にそれぞれ接続さ
れている。３つの付加ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１
６はアノードがコンポーネントＴ１０の２番目の端子
に、カソードが導線Ａ、導線Ｂ、大地にそれぞれ接続さ
れている。この構造では導線Ａ、Ｂの分極電圧が大地に
対しどのようであっても、コンポーネント１０のキャパ
シタンスは同じであり、しかもこのキャパシタンスはＴ
１０がバイアス状態にあるので低い。この構造の欠点は
一方では対称性の双方向過電圧トリガコンポーネントを
製造する際に、他方ではモノリシックコンポーネントの
ように全ての構造を集積化する際に生ずる困難性であ
る。
この問題を避けるため、保護機能のためと、容量性の変
化状況のための両方から対称の保護構造を用いる必要が
あった。このような構造の例を図３に示している。この
構造において、３つのダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１
３はカソードが双方向過電圧トリガ保護コンポーネント
Ｔ１０の１番目の端子に接続されており、更にこの３つ
のダイオードは導線Ａ、導線Ｂ、大地にそれぞれ接続さ
れている。３つの付加ダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１
６はアノードがコンポーネントＴ１０の２番目の端子
に、カソードが導線Ａ、導線Ｂ、大地にそれぞれ接続さ
れている。この構造では導線Ａ、Ｂの分極電圧が大地に
対しどのようであっても、コンポーネント１０のキャパ
シタンスは同じであり、しかもこのキャパシタンスはＴ
１０がバイアス状態にあるので低い。この構造の欠点は
一方では対称性の双方向過電圧トリガコンポーネントを
製造する際に、他方ではモノリシックコンポーネントの
ように全ての構造を集積化する際に生ずる困難性であ
る。
【００１２】この欠点にかかわらず、図３に示すタイプ
の構造は導線Ａ、Ｂにディジタル信号を伝送する時使用
されている。
の構造は導線Ａ、Ｂにディジタル信号を伝送する時使用
されている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、各導
線と大地間のキャパシタンスを低くする利点を保ちなが
ら、各導線と大地間のキャパシタンスの値をほぼ同じに
して、非対称にバイアスされた導線を有する回線を保護
しようとする際に、図２に示すタイプの構造を使用でき
るようにすることである。
線と大地間のキャパシタンスを低くする利点を保ちなが
ら、各導線と大地間のキャパシタンスの値をほぼ同じに
して、非対称にバイアスされた導線を有する回線を保護
しようとする際に、図２に示すタイプの構造を使用でき
るようにすることである。
【００１４】この目的を達成するため、この出願では図
３に示すような回路が高く非対称なキャパシタンスを有
する理由について検討している。この検討は従来の技術
の特許には見られないということに注目する必要があ
る。現在まで、当業者は電話に使用されている図２に示
す構成には高い非対称の容量が生じていることに既に気
づいており、この問題を解くため図３の回路を使用する
ことを提案している。
３に示すような回路が高く非対称なキャパシタンスを有
する理由について検討している。この検討は従来の技術
の特許には見られないということに注目する必要があ
る。現在まで、当業者は電話に使用されている図２に示
す構成には高い非対称の容量が生じていることに既に気
づいており、この問題を解くため図３の回路を使用する
ことを提案している。
【００１５】この発明によれば、キャパシタンスを減少
させバランスを得るため図２に示す回路に若干の改良を
加えている。
させバランスを得るため図２に示す回路に若干の改良を
加えている。
【００１６】より詳細には、この発明では１番目の導線
と、２番目の導線と、大地の間に配置した過電圧保護回
路を提案しているが、この回路には３つの保護コンポー
ネントがあり、１番目の端子は共通点に、２番目の端子
は１番目の導線と、２番目の導線と、大地にそれぞれ接
続されている。それぞれの保護コンポーネントには単方
向過電圧トリガ保護コンポーネントとダイオードが不平
行に結合されており、更に共通点は各保護コンポーネン
トの所定の極性の端子に接続されている。導線の一方が
大地に対し通常状態の分極電圧にあり他の導線より高電
圧にある時、保護コンポーネントのカソードは高い電圧
に分極した導線が大地に対し負にバイアスされていれば
共通点に接続され、更に保護コンポーネントのアノード
は高い電圧に分極した導線が大地に対し正にバイアスさ
れていれば共通点に接続される。
と、２番目の導線と、大地の間に配置した過電圧保護回
路を提案しているが、この回路には３つの保護コンポー
ネントがあり、１番目の端子は共通点に、２番目の端子
は１番目の導線と、２番目の導線と、大地にそれぞれ接
続されている。それぞれの保護コンポーネントには単方
向過電圧トリガ保護コンポーネントとダイオードが不平
行に結合されており、更に共通点は各保護コンポーネン
トの所定の極性の端子に接続されている。導線の一方が
大地に対し通常状態の分極電圧にあり他の導線より高電
圧にある時、保護コンポーネントのカソードは高い電圧
に分極した導線が大地に対し負にバイアスされていれば
共通点に接続され、更に保護コンポーネントのアノード
は高い電圧に分極した導線が大地に対し正にバイアスさ
れていれば共通点に接続される。
【００１７】この発明の実施例によれば、各保護コンポ
ーネントはゲートのないサイリスタである。
ーネントはゲートのないサイリスタである。
【００１８】この発明はより詳細には、回線の一方の導
線が負にバイアスされ、他の導線がほぼ大地の電位にバ
イアスされている電話回線の保護に関する。
線が負にバイアスされ、他の導線がほぼ大地の電位にバ
イアスされている電話回線の保護に関する。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づきこの発明を更に詳しく説
明する。
明する。
【００２０】この発明を説明する前に、図２に示す回路
の容量の変化状況を電話回線の保護の場合について検討
する。
の容量の変化状況を電話回線の保護の場合について検討
する。
【００２１】図４に示すように、保護コンポーネントの
キャパシタンスはかなりその分極電圧に左右される。分
極電圧が増すとキャパシタンスは減少する。コンポーネ
ントＴの容量の値は分極電圧がゼロの時はＣO であり、
分極電圧がＶ1 の時はより低い値Ｃ1 である。説明を簡
単にするため、Ｃ1 ＝ＣO ／４と仮定している。
キャパシタンスはかなりその分極電圧に左右される。分
極電圧が増すとキャパシタンスは減少する。コンポーネ
ントＴの容量の値は分極電圧がゼロの時はＣO であり、
分極電圧がＶ1 の時はより低い値Ｃ1 である。説明を簡
単にするため、Ｃ1 ＝ＣO ／４と仮定している。
【００２２】電話回線への使用として、標準的な場合と
して導線の一方は例えば導線Ａが負電圧−Ｖ1 に分極さ
れ、導線Ｂが大地電位にあるとする（従って導線Ｂは非
常に高いインピーダンスを通し大地に接続されていると
考えられる）。この場合、ダイオードＤ２の分極電圧に
より、共通点Ｃは導線Ｂ（すなわち大地）とほぼ同じ電
位となる。それ故、保護コンポーネントＴ１は電圧Ｖ1
によりバイアスされるが、保護コンポーネントＴ２とＴ
３はバイアスされない。前述に例示の値について言え
ば、導線Ａと大地間の等価キャパシタンスＣAGはほぼＣ
O ／５であるが、導線Ｂと大地間の等価キャパシタンス
ＣBGはほぼＣO ／２である。
して導線の一方は例えば導線Ａが負電圧−Ｖ1 に分極さ
れ、導線Ｂが大地電位にあるとする（従って導線Ｂは非
常に高いインピーダンスを通し大地に接続されていると
考えられる）。この場合、ダイオードＤ２の分極電圧に
より、共通点Ｃは導線Ｂ（すなわち大地）とほぼ同じ電
位となる。それ故、保護コンポーネントＴ１は電圧Ｖ1
によりバイアスされるが、保護コンポーネントＴ２とＴ
３はバイアスされない。前述に例示の値について言え
ば、導線Ａと大地間の等価キャパシタンスＣAGはほぼＣ
O ／５であるが、導線Ｂと大地間の等価キャパシタンス
ＣBGはほぼＣO ／２である。
【００２３】このように、導線Ｂと大地の間のキャパシ
タンスは無視できなく、各導線と大地間のキャパシタン
スは非常にアンバランスとなる。
タンスは無視できなく、各導線と大地間のキャパシタン
スは非常にアンバランスとなる。
【００２４】図５にはこの発明による保護コンポーネン
トを示しており、導線の一方、例えば導線Ａが大地に対
し負電圧であり（従来の電話回線では−４８Ｖ）、他方
の導線がほぼ大地電位（直接接地されておらず非常に高
いインピーダンスにより大地に接続されていると考えら
れる）である場合の動作に適応している。
トを示しており、導線の一方、例えば導線Ａが大地に対
し負電圧であり（従来の電話回線では−４８Ｖ）、他方
の導線がほぼ大地電位（直接接地されておらず非常に高
いインピーダンスにより大地に接続されていると考えら
れる）である場合の動作に適応している。
【００２５】不平行に配置された保護コンポーネントＴ
とダイオードＤを有する保護ユニット２１、２２、２３
は図２の場合に対して逆極性に接続されている、すなわ
ち保護エレメントＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３のカソードは
アノードの代わりに共通点Ｃに接続されている。
とダイオードＤを有する保護ユニット２１、２２、２３
は図２の場合に対して逆極性に接続されている、すなわ
ち保護エレメントＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３のカソードは
アノードの代わりに共通点Ｃに接続されている。
【００２６】この回路では、ダイオードＤ２１とＤ２２
の分極電圧により、点Ｃは−４８Ｖの電位であり図２の
場合のように０Ｖではない。それ故保護コンポーネント
Ｔ２３はより高い電圧（４８Ｖ）に分極され、キャパシ
タンスが減少するが、このキャパシタンスはコンポーネ
ントＴ２１またはＴ２２のキャパシタンスと直列になっ
ている。従って、導線と大地間のキャパシタンスは一番
高い回路電圧でバイアスされたコンポーネントＴ２３の
キャパシタンスよりも確実に低くなる。図２の場合と同
じ例を考えると、導線と大地間の等価キャパシタンスは
次のようになる： ＣAG＝ＣO ／５、ＣBG＝ＣO ／８ これに対し、図２の場合はＣAG＝ＣO ／５、ＣBG＝ＣO
／２である。
の分極電圧により、点Ｃは−４８Ｖの電位であり図２の
場合のように０Ｖではない。それ故保護コンポーネント
Ｔ２３はより高い電圧（４８Ｖ）に分極され、キャパシ
タンスが減少するが、このキャパシタンスはコンポーネ
ントＴ２１またはＴ２２のキャパシタンスと直列になっ
ている。従って、導線と大地間のキャパシタンスは一番
高い回路電圧でバイアスされたコンポーネントＴ２３の
キャパシタンスよりも確実に低くなる。図２の場合と同
じ例を考えると、導線と大地間の等価キャパシタンスは
次のようになる： ＣAG＝ＣO ／５、ＣBG＝ＣO ／８ これに対し、図２の場合はＣAG＝ＣO ／５、ＣBG＝ＣO
／２である。
【００２７】実際、ゲートのないサイリスタタイプの保
護コンポーネントのキャパシタンスは分極電圧が無い場
合は約３５０ピコファラッドであり、４８Ｖの分極電圧
がある場合は１００ピコファラッドであることに注目す
る必要がある。これによりＣAGが７７ｐＦ、ＣBGが５０
ｐＦとなるが図２の回路の場合の値はそれぞれ７７ｐＦ
と１７５ｐＦとなる。
護コンポーネントのキャパシタンスは分極電圧が無い場
合は約３５０ピコファラッドであり、４８Ｖの分極電圧
がある場合は１００ピコファラッドであることに注目す
る必要がある。これによりＣAGが７７ｐＦ、ＣBGが５０
ｐＦとなるが図２の回路の場合の値はそれぞれ７７ｐＦ
と１７５ｐＦとなる。
【００２８】図２と図５に関連して検討した特別な例は
電話回線によりディジタル信号を伝えようとしたい時、
実際にしばしば生ずる例であり、従来の技術では図に示
す回路が提案されていることに注意する必要がある。図
２と図５の回路の違いは小さいように見えるかも知れな
いが、キャパシタンスのバランスは大幅に改善されてい
る。
電話回線によりディジタル信号を伝えようとしたい時、
実際にしばしば生ずる例であり、従来の技術では図に示
す回路が提案されていることに注意する必要がある。図
２と図５の回路の違いは小さいように見えるかも知れな
いが、キャパシタンスのバランスは大幅に改善されてい
る。
【００２９】図６には図５の回路に対するモノリシック
の実施例を示している。コンポーネント２１、２２、２
３のアセンブリはＰタイプのシリコン層３０により作ら
れている。保護コンポーネントＴにはＰ+ タイプ３１、
Ｎタイプ３２、Ｐタイプ３０、Ｎタイプ３４の領域が続
いている。対応するダイオードは同一のＮ領域３２、同
一のＰ基板領域３０、オーバードーピングされたＰタイ
プ領域３５により形成されている。
の実施例を示している。コンポーネント２１、２２、２
３のアセンブリはＰタイプのシリコン層３０により作ら
れている。保護コンポーネントＴにはＰ+ タイプ３１、
Ｎタイプ３２、Ｐタイプ３０、Ｎタイプ３４の領域が続
いている。対応するダイオードは同一のＮ領域３２、同
一のＰ基板領域３０、オーバードーピングされたＰタイ
プ領域３５により形成されている。
【００３０】この発明の１つの面によれば、コンポーネ
ント２１、２２、２３の間には拡散分離が生じていない
ことに注目する必要がある。これにより、例えば前述の
米国特許番号第４，２８２，５５５号の図７に示される
構造に使用されている拡散は不用となる。横に拡散させ
ることは集積回路の設計者にとっては１つのルールにな
っている。その理由は、背面の電極を通して電流を流す
ことであり、更に基板内の横方向の電流を制限すること
である。横方向の電流はこれらの電流がホットポイント
を生じ、コンポーネントの抵抗を少なくすると危険なも
のとなる。この考えには根拠がないことが判るが、それ
は電流のレベルが低くても高くても電流は自然に抵抗の
最も少ない通路を通して流れるので（最短の通路は通ら
ない）、これにより横方向の分離拡散の有無にかかわら
ず、背面の電極に向かって自然に流れるからである。
ント２１、２２、２３の間には拡散分離が生じていない
ことに注目する必要がある。これにより、例えば前述の
米国特許番号第４，２８２，５５５号の図７に示される
構造に使用されている拡散は不用となる。横に拡散させ
ることは集積回路の設計者にとっては１つのルールにな
っている。その理由は、背面の電極を通して電流を流す
ことであり、更に基板内の横方向の電流を制限すること
である。横方向の電流はこれらの電流がホットポイント
を生じ、コンポーネントの抵抗を少なくすると危険なも
のとなる。この考えには根拠がないことが判るが、それ
は電流のレベルが低くても高くても電流は自然に抵抗の
最も少ない通路を通して流れるので（最短の通路は通ら
ない）、これにより横方向の分離拡散の有無にかかわら
ず、背面の電極に向かって自然に流れるからである。
【００３１】この発明は当業者には明白な種々の変形を
受ける。特にゲートのないサイリスタとして表わした保
護コンポーネントＴ１、Ｔ２、Ｔ３は等価的な保護機能
を有する他のあらゆるコンポーネントに置き換えること
ができる。更にこの発明は一般にスプリアスキャパシタ
ンスを減少させうる保護回路を接続する方法にも関して
いる。例えば、図２の回路は一方の導線がほぼ大地の電
位で、他方の導線が正電位（これは標準の電話回線の場
合には該当しない）である２つの導線を保護するのにも
適応している。
受ける。特にゲートのないサイリスタとして表わした保
護コンポーネントＴ１、Ｔ２、Ｔ３は等価的な保護機能
を有する他のあらゆるコンポーネントに置き換えること
ができる。更にこの発明は一般にスプリアスキャパシタ
ンスを減少させうる保護回路を接続する方法にも関して
いる。例えば、図２の回路は一方の導線がほぼ大地の電
位で、他方の導線が正電位（これは標準の電話回線の場
合には該当しない）である２つの導線を保護するのにも
適応している。
【図１Ａ】既知の保護回路を示す。
【図１Ｂ】図１Ａの回路に使用されているコンポーネン
トの電流−電圧曲線を示す。
トの電流−電圧曲線を示す。
【図２】既知の保護回路を示す。
【図３】容量の問題を軽減するため用いられている従来
の保護回路を示す。
の保護回路を示す。
【図４】保護コンポーネントに対する分極電圧の関数で
あるキャパシタンスの曲線であり、図２の回路およびこ
の発明による回路のキャパシタンスの変化状況を説明し
ている。
あるキャパシタンスの曲線であり、図２の回路およびこ
の発明による回路のキャパシタンスの変化状況を説明し
ている。
【図５】この発明による保護回路の概要を示している。
【図６】図５の回路のモノリシックの実施例を示してい
る。
る。
１、２、３ 単方向保護ユニット ２１、２２、２３ コンポーネント ３０ Ｐタイプのシリコン層 ３１ Ｐ+ タイプの領域 ３２ Ｎタイプの領域 ３５ オーバードーピングされたＰタイプの領域 Ａ、Ｂ 導線 Ｃ 共通点 Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ２１、
Ｄ２２、Ｄ２３ ダイオード Ｇ 大地 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１０、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３
単方向保護コンポーネント
Ｄ２２、Ｄ２３ ダイオード Ｇ 大地 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１０、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３
単方向保護コンポーネント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロベール ペザーニ フランス国， 37210 ボブレー， パル セー メズレー， レジダンス ラ ティ ボディエール ４番地
Claims (3)
- 【請求項１】 １番目の導線（Ａ）と、２番目の導線
（Ｂ）と、大地（Ｇ）の間に配置され、１番目の端子が
共通点（Ｃ）に、２番目の端子が前記１番目の導線と、
前記２番目の導線と、大地にそれぞれ接続された３つの
保護ユニット（２１、２２、２３）から成り、各保護コ
ンポーネントには不平行の関係にある単方向過電圧トリ
ガ保護コンポーネント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）とダイオー
ド（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）があり、前記共通点は各保護コ
ンポーネントの極性の同じ端子に接続されており、更に
導線の一方が通常の状態にあれば、大地に対する分極電
位差は導線の他方の分極電位差より高く、分極電位の高
い導線が大地に対し負に分極されていれば保護コンポー
ネントのカソードは共通点に接続され、また分極電位の
高い導線が大地に対し正に分極されていれば保護コンポ
ーネントのアノードは共通点に接続される過電圧保護回
路。 - 【請求項２】 各保護コンポーネントがゲートのないサ
イリスタである請求項１に記載の保護回路。 - 【請求項３】 導線の一方が負に分極され、他の導線が
大地の電位に分極されている電話回線を保護する請求項
１に記載の保護回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9015640A FR2670339B1 (fr) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | Circuit de protection limitant les surtensions entre deux limites choisies et son integration monolithique. |
| FR9015640 | 1990-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199655A true JPH05199655A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=9403213
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347778A Withdrawn JPH05199655A (ja) | 1990-12-07 | 1991-12-04 | 低キャパシタンス保護回路 |
| JP3347777A Withdrawn JPH04322468A (ja) | 1990-12-07 | 1991-12-04 | 過電圧保護回路 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347777A Withdrawn JPH04322468A (ja) | 1990-12-07 | 1991-12-04 | 過電圧保護回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5243488A (ja) |
| EP (1) | EP0490787B1 (ja) |
| JP (2) | JPH05199655A (ja) |
| DE (1) | DE69121860T2 (ja) |
| FR (1) | FR2670339B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009513096A (ja) * | 2005-10-19 | 2009-03-26 | リトルフューズ、インク | 線形低キャパシタンス過電圧保護回路 |
| JP2014003806A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Shoden Corp | 通信用サージ保護素子の異常検出回路 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07170659A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-07-04 | Nec Corp | 過電圧保護回路 |
| FI98255C (fi) * | 1994-04-14 | 1997-05-12 | Kone Oy | Ylijännitesuojaus |
| FR2718899B1 (fr) * | 1994-04-14 | 1996-07-12 | Sgs Thomson Microelectronics | Indicateur de défaut d'un composant de protection. |
| US5532894A (en) | 1994-07-11 | 1996-07-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Overvoltage protection circuit |
| US5480589A (en) * | 1994-09-27 | 1996-01-02 | Nordson Corporation | Method and apparatus for producing closed cell foam |
| TW407371B (en) * | 1997-04-25 | 2000-10-01 | Siemens Ag | Equipment to limited alternative current, especially in short-circuit case |
| US6061445A (en) * | 1997-09-15 | 2000-05-09 | Conexant Systems, Inc. | Surge protection data access arrangement (DAA) |
| FR2773265B1 (fr) | 1997-12-30 | 2000-03-10 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuit de protection d'interface d'abonnes |
| JP2003513527A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | パワー イノベイションズ リミテッド | 過電圧保護回路 |
| WO2003041170A1 (fr) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Dispositif semi-conducteur de protection contre la surtension |
| US6765787B2 (en) * | 2002-09-30 | 2004-07-20 | Basic Resources Inc. | Device and method for providing electric service |
| US20050174708A1 (en) * | 2002-09-30 | 2005-08-11 | Price Linda G.K. | Device and method for providing electric service |
| US20050122650A1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-09 | Beasley Max H.Iii | Portable power supply with safety switch |
| GB0425596D0 (en) * | 2004-11-20 | 2004-12-22 | Bourns Ltd | Integrated protection device |
| US10002861B2 (en) * | 2016-06-23 | 2018-06-19 | Nxp Usa, Inc. | ESD protection structure |
| DE102018206896A1 (de) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Schutzschaltung gegen elektrostatische Entladungen |
| DE102019111378A1 (de) * | 2019-05-02 | 2020-11-05 | Dehn Se + Co Kg | Asymmetrische Überspannungsschutzvorrichtung, Gleichstromschaltungsanordnung sowie Gleichstromnetz |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE414357B (sv) * | 1978-08-17 | 1980-07-21 | Asea Ab | Overspenningsskydd for skydd av halvledarkomponenter av lageffekttyp |
| US4390919A (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-28 | Gte Products Corporation | Electronic surge arrestor |
| JPS61150617A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-09 | 日本電信電話株式会社 | サ−ジ防護回路 |
| GB2218872B (en) * | 1988-05-19 | 1992-01-29 | Texas Instruments Ltd | Improvements in and relating to overvoltage protectors |
-
1990
- 1990-12-07 FR FR9015640A patent/FR2670339B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-12-03 DE DE69121860T patent/DE69121860T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-03 EP EP91420430A patent/EP0490787B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-04 JP JP3347778A patent/JPH05199655A/ja not_active Withdrawn
- 1991-12-04 JP JP3347777A patent/JPH04322468A/ja not_active Withdrawn
- 1991-12-06 US US07/802,806 patent/US5243488A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009513096A (ja) * | 2005-10-19 | 2009-03-26 | リトルフューズ、インク | 線形低キャパシタンス過電圧保護回路 |
| JP2014003806A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Shoden Corp | 通信用サージ保護素子の異常検出回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69121860T2 (de) | 1997-01-23 |
| EP0490787B1 (fr) | 1996-09-04 |
| EP0490787A1 (fr) | 1992-06-17 |
| FR2670339A1 (fr) | 1992-06-12 |
| FR2670339B1 (fr) | 1993-03-12 |
| DE69121860D1 (de) | 1996-10-10 |
| US5243488A (en) | 1993-09-07 |
| JPH04322468A (ja) | 1992-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05199655A (ja) | 低キャパシタンス保護回路 | |
| JP4369230B2 (ja) | サージ防護半導体装置 | |
| KR930011797B1 (ko) | 반도체 집적회로장치 | |
| US4282555A (en) | Overvoltage protection means for protecting low power semiconductor components | |
| US5557128A (en) | Insulated-gate type bipolar transistor | |
| TW477055B (en) | Improved ESD diode structure | |
| KR20160007425A (ko) | 과도 전압 보호 회로 및 디바이스 | |
| US5422777A (en) | Low capacitance protection circuit for telephone equipment | |
| US4609931A (en) | Input protection MOS semiconductor device with zener breakdown mechanism | |
| US5844280A (en) | Device for protecting a semiconductor circuit | |
| US5696391A (en) | Overload protection circuit | |
| EP0215493A1 (en) | Protected MOS transistor circuit | |
| US5781392A (en) | Balanced overvoltage protector for a dual-wire system | |
| US5821797A (en) | Protection circuit for semiconductor devices | |
| US5485024A (en) | Electrostatic discharge circuit | |
| EP0371663B1 (en) | Integrated circuit output buffer having improved ESD protection | |
| JP3163758B2 (ja) | 双方向過電圧保護装置 | |
| US6456474B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| EP0164106B1 (en) | Pnpn switch device | |
| JPS62110435A (ja) | 加入者線の過電圧保護用集積回路装置 | |
| US5698886A (en) | Protection circuit against electrostatic discharges | |
| GB2277197A (en) | Voltage protection arrangement | |
| JPH07226486A (ja) | 半導体装置の保護回路 | |
| JPH0677505A (ja) | ２端子サージ防護素子及び多線防護方法 | |
| JP4369231B2 (ja) | サージ防護半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |