JPS59108424A - Control circuit with impedance for auxiliary self switching on for thyristor or triac type high sensitivity semiconductor device - Google Patents

Control circuit with impedance for auxiliary self switching on for thyristor or triac type high sensitivity semiconductor device

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JPS59108424A
JPS59108424A JP58221951A JP22195183A JPS59108424A JP S59108424 A JPS59108424 A JP S59108424A JP 58221951 A JP58221951 A JP 58221951A JP 22195183 A JP22195183 A JP 22195183A JP S59108424 A JPS59108424 A JP S59108424A
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semiconductor device
control circuit
switch
thyristor
impedance
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JP58221951A
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ジヤツク・エミ−ル・テイ−ル
ジヨルジユ・ス−ク
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Telemecanique Electrique SA
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は半導体の2つの領域間の短絡を形成することに
よる高感度サイリスタの制御及びスタティックリレーと
して用いられる2方向性素子の構造へのその応用に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to the control of sensitive thyristors by forming a short circuit between two regions of a semiconductor and its application to the construction of bidirectional elements used as static relays.

背景技術 スタティックリレーへの応用に関しては、適当な極性の
急峻なゲート電流の先端が注入されることによりスイッ
チオンされる従来のυイリスタは急激な電圧変化dV/
dtに対し抵抗を示し、非常に高い制til+感度が要
求される場合には電流の」−弁速度di/dtが不充分
になる浅れがあった。
BACKGROUND OF THE INVENTION For static relay applications, a conventional υ iris resistor, which is switched on by injecting the tip of a steep gate current of appropriate polarity, reacts with a sudden voltage change dV/
dt, and there was a shallowness where the current -valve speed di/dt was insufficient when very high control til+sensitivity was required.

この様な欠点を改善するため、1982年11月25日
にCentre  N ational  de  I
a  Recherche  s Cientifig
ue  により出願された「固有スイッチオン特性を有
するサイリスタ構造及び二方向性デバイスの構造へのそ
の応用」と題するフランス特許出願に於いて、通常アノ
ード・カソード間に印加される供給電流の変化dv/ 
dtによる容量性電流の効果による常温下での自己スイ
ッチオン特性を有する超高感度のサイリスタを形成する
こと、及び自己スイッチオン作用を禁止するゲート・カ
ソード間の短絡を形成すること、及び供給電圧の値を増
加さげることによりこの短絡状態を除去し、ゼロクロス
オーバ点での自己スイッチオンを起させることによって
この様な固有スイッチオン特性を有するサイリスタの制
御を行うことが提案されている。
In order to improve these shortcomings, on November 25, 1982, the Center National de I
a Researcher's Scientific
In the French patent application entitled "Thyristor structure with intrinsic switch-on characteristics and its application to the structure of bidirectional devices" filed by
To form an ultra-sensitive thyristor with self-switch-on characteristics at room temperature due to the effect of capacitive current due to dt, to form a short circuit between the gate and cathode that inhibits the self-switch-on effect, and to supply voltage. It has been proposed to eliminate this short-circuit condition by increasing the value of , and to control a thyristor with such an inherent switch-on characteristic by causing self-switch-on at the zero crossover point.

固有スイッチオン特性を有するサイリスタの一つの欠点
はその動作の基本的な原理に基づくいくつかの主要な構
造上の難しさが有ることである。
One drawback of thyristors with inherent switch-on characteristics is that there are some major constructional difficulties based on the basic principles of their operation.

事実これ等のサイリスタを再現可能な方法で主電源の電
圧のほぼゼロクロスオーバ一点で、自己スイッチオンの
ために充分高感度に形成することは非常に困難である。
In fact, it is very difficult to make these thyristors sufficiently sensitive for self-switching at a point of almost zero crossover of the mains voltage in a reproducible manner.

すなわち自己スイッチオンのトリガに関する限り、変位
電流CdV/ dtは効果的に低下しているが、これは
一方でサイリスタの中央の接合の表面に対してこの電流
が均一に分散しており苦瓜が低下していること、他方で
中央の接合の容量が7<n<、として1/V  で変化
するためこの電流が電圧がOの点から双曲線状に減少す
るという事実に基いている。この変位電流の密度の低さ
及びその減少を考慮すると、勺イリスタは一方に於いて
、NPN1〜ランジスタの、その構造によって決められ
るゲインが非常に高く、それにより他方に於いて非常に
低い電流値に於いて、このゲインによって決められるN
PNt−ランジスタ及びPNPトランジスタのゲインが
保たれる様に形成される必要が有る。この様な構造は再
現Jることは非常に難しい。他方電圧変化dV/dtに
対する所望の超高感度を得ることは寄生的な電圧変化d
v/ dtに対して充分な免疫性を得ることとは相反す
るということが強調されねばならない。
That is, as far as the self-switch-on trigger is concerned, the displacement current CdV/dt is effectively reduced, but this is due to the homogeneous distribution of this current to the surface of the central junction of the thyristor, which reduces the This is based on the fact that this current decreases hyperbolically from the point where the voltage is O, since on the other hand the capacitance of the central junction varies with 1/V for 7<n<. Taking into account the low density of this displacement current and its reduction, the Iristor has a very high gain, determined by its structure, of the NPN1 transistor on the one hand, and therefore a very low current value on the other hand. , N determined by this gain
It is necessary to form the PNt transistor and the PNP transistor so that their gains are maintained. It is extremely difficult to reproduce such a structure. On the other hand, obtaining the desired ultra-high sensitivity to voltage changes dV/dt is difficult due to the parasitic voltage changes d
It must be emphasized that obtaining sufficient immunity against V/dt is contradictory.

本発明は自己スイッチオン若しくはトリガスイッチオン
を補助するための制御回路を用いること5− によりこの様な欠点を克服し、一般市場にて入手可能な
高感度サイリスタを用いて所望の1〜リガ特性を可能に
することを提案するものである。
The present invention overcomes these drawbacks by using a control circuit to assist self-switch-on or triggered switch-on, and uses highly sensitive thyristors available on the general market to achieve the desired We propose to make this possible.

発明の概要 本発明に依る制御回路は外部の制御の作用によって制御
される高感度半導体構造内に於いて、ゲート・カソード
間の短絡を形成させるためのスイッチ手段から成り、自
己スイッチオンを補助するインピーダンスと、回路の陽
極をゲートコントロール出力に接続することとが特徴で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The control circuit according to the invention consists of switching means for forming a gate-to-cathode short circuit in a sensitive semiconductor structure controlled by the action of an external control, assisting in self-switching. It is characterized by an impedance and by connecting the anode of the circuit to the gate control output.

第1の実施例に於いては上記インピーダンスは抵抗であ
り、上記スイッチ手段はゲートが上記陽極からの別の抵
抗によってバイアスれた電界効果トランジスタにより形
成されている。
In a first embodiment, the impedance is a resistor and the switch means is formed by a field effect transistor whose gate is biased by a further resistor from the anode.

第2の実施例に於いては上記のインピーダンスはコンデ
ンサである。
In the second embodiment, the impedance is a capacitor.

選ばれた実施例に於いては、上記スイッチ手段は抵抗に
より制御されるサイリスタのアノードによりバイアスさ
れた電界効果トランジスタど、光信号により活性化され
た時に上記ゲートバイアス6− を短絡するフォトトランジスタから成る。
In selected embodiments, the switching means comprises a phototransistor, such as a field effect transistor biased by the anode of a resistor controlled thyristor, which shorts out the gate bias 6- when activated by an optical signal. Become.

実施例の説明 第1図に於いて、矩形部SGはゲートCa及びカソード
にの間が短絡されることにより非導通となる様に成され
た半導体装置を示している。この装置は220V−50
H2の電源からAC電圧を供給されており、該電圧はア
ノードAとカソードにとの間に印加されている。ゲート
Ga及びカソードにとの間の短絡を起すための制御手段
はそれ自身のアノードA及びカソードにの間に電源電圧
を供給されている。寸なわら回路の全体がバイポーラと
して形成されている。この手段は本質的には符号Mによ
り示されるNチャンネルMOS +・ランジスタと、ゼ
ナーダイオードNと、抵抗RGと、制御光信号により活
性化されるフォトトランジスタPh−Trとから成る。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIG. 1 shows a semiconductor device in which the rectangular portion SG is made non-conductive by short-circuiting the gate Ca and the cathode. This device is 220V-50
An AC voltage is supplied from the power supply of H2, and the voltage is applied between the anode A and the cathode. The control means for creating a short circuit between the gate Ga and the cathode is supplied with a supply voltage between its own anode A and the cathode. The entire circuit is bipolar. The means essentially consist of an N-channel MOS + transistor, denoted by M, a zener diode N, a resistor RG and a phototransistor Ph-Tr activated by a control light signal.

このフォトトランジスタは好ましくはフォトカプラの出
力を構成するものである。ダイオードZはMOS l〜
ランジスタを保護する役目を果たしており、例えば10
ボルト程度のゼナー電圧を有する。抵抗RGi、tMO
3l〜ランジスタのゲートの、出力回路のホットポイン
ト(+)からのセルフバイアスを補償している。
This phototransistor preferably constitutes the output of the photocoupler. Diode Z is MOS l~
It plays the role of protecting the transistor, for example 10
It has a zener voltage on the order of volts. Resistance RGi, tMO
3l ~ The self-bias of the gate of the transistor from the hot point (+) of the output circuit is compensated.

フォトカプラが活性化された時点で、このゲートバイア
スは短絡されMOS t−ランジスタは非導通となる。
When the photocoupler is activated, this gate bias is shorted and the MOS t-transistor becomes non-conductive.

他方、フ7I−トカプラが活性化されない時にはMO8
I−ランジスタのゲートはバイアスされ、電圧VGSが
MOS l−ランジスタの閾値vthを超えるや否やM
OSはほぼ完全な短絡回路となり、従って半導体装置S
Cを非導通状態とする。
On the other hand, when the F7I-to coupler is not activated, MO8
The gate of the I-transistor is biased and as soon as the voltage VGS exceeds the threshold vth of the MOS I-transistor, the M
The OS becomes an almost complete short circuit, and therefore the semiconductor device S
C is made non-conductive.

最終的に半導体装■SCが常時非導通になること、及び
その制御がフォトカプラの制御リレーの開成により成さ
れ、スタティックリレーとしての応用に有利であること
が注目される。
Finally, it is noted that the semiconductor device SC is always non-conductive, and its control is achieved by opening a photocoupler control relay, which is advantageous for application as a static relay.

抵抗RGとして十分に大きな値例えば1MΩを選ぶこと
により、半導体装置SCの導通状態に於いてフォトトラ
ンジスタ中を流れる奇生電流は許容可能な0.2+n脣
Aのオーダーの実効値に制限される。MOSトランジス
タの閾値vthによる遅れにイ1加される、MOSトラ
ンジスタの入力容量C15sのチャージによる半導体装
置の非導通に際して入り込む時定数が半導体装置SCの
スイッチオンの際の遅れよりも実質的に小さいものと仮
定すれば抵抗値1MΩはさらに大きくすることができる
By choosing a sufficiently large value, for example 1 MΩ, for the resistor RG, the parasitic current flowing through the phototransistor when the semiconductor device SC is in a conductive state is limited to an allowable effective value on the order of 0.2+nA. A time constant added to the delay due to the threshold value vth of the MOS transistor when the semiconductor device becomes non-conductive due to charging of the input capacitance C15s of the MOS transistor is substantially smaller than the delay when switching on the semiconductor device SC. Assuming that, the resistance value of 1 MΩ can be further increased.

上記の回路の本質的な特徴に依れば、例えば1からIO
MΩの付加的な高抵抗Reaが通常の高感度サイリスタ
SCのアノードをゲートに接続している。その結果は、
光制御信号から印加されるや否や、すなわちMOS t
−ランジスタが非導通になされるや否や、サイリスタS
Cに低レベルのゲート電流が設定される。供給電圧の増
加に従ってゼロクロスオーバーに達した時点で、この補
助的微少電流はサイリスタSCのスイッチオンを開始す
る。しかるにサイリスタSCの変位電流により、サイリ
スタSCの中央接合部の表面全体にスイッチオン状態が
拡張される。補助ゲート電流はさらに供給電流とともに
増大し、変位電流の双曲線的な減少を補う傾向にある。
According to the essential characteristics of the above circuit, for example, from 1 to IO
An additional high resistance Rea of MΩ connects the anode of the conventional high sensitivity thyristor SC to the gate. The result is
As soon as it is applied from the optical control signal, i.e. MOS t
- As soon as the transistor is made non-conducting, the thyristor S
A low level gate current is set at C. As the supply voltage increases, this auxiliary small current starts to switch on the thyristor SC once the zero crossover is reached. However, the displacement current of the thyristor SC extends the switched-on state over the entire surface of the central junction of the thyristor SC. The auxiliary gate current also increases with the supply current and tends to compensate for the hyperbolic decrease in displacement current.

現行のタイプのMO8t−ランジスタは何らの困難なく
、抵抗Rcaからの電流が、仮に実効229− 0vに於いて1MΩに対してピーク値が300μ八に達
する場合にも、感知し得る程の電圧降下なしにこの電流
を調節することができることが注目される。
The current type of MO8t-transistor has no difficulty and no appreciable voltage drop even if the current from the resistor Rca reaches a peak value of 300 μ8 for 1 MΩ at an effective 229-0 V. It is noted that this current can be adjusted without any interference.

また非常に誘導性の負向を含む回路内に於いてサイリス
タがスイッチオンする場合すなわち電流の増加が非常に
ゆっくりと行われる場合に、補助電流はサイリスタが完
全にスイッチオンしてしまわない限り電圧とともにその
大きさが増加するため、スイッチオンに対していずれに
せよ大きな補助をなし、サイリスタによる「ブレークオ
フ」の危険がなくなることは注視すべきである。抵抗R
’caの値はサイリスタに対してスイッチオン閾値Va
が再び与えられれば計算することができる。実際ΔQa
を供給電圧のゼロクロスオーバ点からの、サイリスタの
NPN部分のベースに蓄積した電荷の量であり、与えら
れたサイリスタに対して定められた量とし、■を供給電
圧の振幅とし、ωをその脈動とした場合に式ΔQa =
Va 2/2ωV・RGaを示すことができる。
Also, if the thyristor is switched on in a circuit with a highly inductive negative direction, i.e. the increase in current is very slow, the auxiliary current will not exceed the voltage until the thyristor has completely switched on. It should be noted that, since its size increases with time, it in any case provides a greater assistance to the switch-on and eliminates the danger of a "break-off" by the thyristor. Resistance R
The value of 'ca is the switch-on threshold Va for the thyristor.
can be calculated if given again. Actual ΔQa
is the amount of charge stored at the base of the NPN part of the thyristor from the zero crossover point of the supply voltage, a fixed amount for a given thyristor, ■ is the amplitude of the supply voltage, and ω is its pulsation. In this case, the formula ΔQa =
Va 2/2ωV・RGa can be shown.

10− 第2図の回路に於いて、2方向性素子は前後逆に結合さ
れた2つのサイリスタ構造A+ 、に+及びA2 、に
2から成るものが図示されており、その各々は第1図に
示されたものと同一タイプの回路によって制御される。
10- In the circuit of FIG. 2, the bidirectional element is shown as consisting of two thyristor structures A+, 2, and A2, 2 connected in reverse order, each of which is shown in FIG. It is controlled by the same type of circuit as shown in .

A+−A2及びに+−に2は夫々のアノード及びカソー
ドを表わす。導通状態に於いてMOSトランジスタM1
及びM2を短絡するフォトトランジスタT1及びT2は
それら自身、抵抗及び機械的若しくは電気的スイッチを
介して低電力のDC電源から電力を供給される図示され
ない発光トランジスタによって制御される。T1及び−
[2を制御するための発光ダイオードは夫々、正の半波
部の始まり及び負の半波部の始まりに対応する時間に夫
々が制御される。このダイオードの制御時間はサイリス
タの自己スイッチオン特開より大である必要が有る。ま
たこの制御時間は長時間のものであっても不都合はなく
、例えば電源電流のいくつかの半波長に対応する長さで
あって良い。このダイオードの制御が終了した時点で既
にサイリスタは動作状態どなり、回路の端子間の電圧は
例えば2V稈度の、MOSを導通状態にするためには低
過ぎる値になる。
A+-A2 and +-2 represent the respective anodes and cathodes. In the conducting state, MOS transistor M1
The phototransistors T1 and T2 shorting and M2 are themselves controlled by light emitting transistors, not shown, which are powered from a low power DC source via resistors and mechanical or electrical switches. T1 and -
The light emitting diodes for controlling [2 are each controlled at times corresponding to the beginning of the positive half-wave part and the beginning of the negative half-wave part. The control time of this diode needs to be longer than the self-switching of the thyristor. Further, there is no problem even if this control time is a long time, and for example, it may be a length corresponding to several half wavelengths of the power supply current. At the end of the control of this diode, the thyristor is already in operation and the voltage across the terminals of the circuit reaches a value of, for example, 2 V, which is too low to make the MOS conductive.

この制御装置は、従来からの部品の故障という点に関し
ては積極的な安全性が有ることが注目される。すなわち
、故障の原因がフォトカプラが導通不可能である場合に
もなおMOSフォトトランジスタが自然の状態で、各々
の半波に関して自己スイッチオンが防止されるため安全
性が保たれる。
It is noted that this control device has positive safety with respect to conventional component failures. That is, even if the cause of the failure is that the photocoupler cannot conduct, safety is maintained because the MOS phototransistor is still in its natural state and self-switching-on is prevented for each half-wave.

電圧の大部分を受けねばならない抵抗RGが短絡するこ
とは、電源内の高電圧に対して最も起り易い。もしこの
様なことが起ると、MOSのゲートに於ける電圧の上昇
によりこのゲートの貫通(小量の漏れ電流を招く)が起
こることになるが、さらにまた過剰な消散によるMOS
の破壊にもつながり、MOSが導通してしまうより良い
短絡の結果となる。ただ2つの故障の場合のみが消極的
安全性を示す。すなわちフォトトランジスタの破壊と、
ゼナーダイオードの破壊である。実際、フォトトランジ
スタはゼナーダイオードにより保護されているためその
破壊が起こる可能性は非常に低い。ゼナーダイオードに
関しては破壊が起こるのは同時にMOSの破壊を起こす
程度の電圧の上昇の場合のみであり、前述の場合にはそ
の電圧を降下させることになる。
Shorting of resistor RG, which must carry most of the voltage, is most likely to occur for high voltages in the power supply. If this happens, the voltage increase at the gate of the MOS will cause this gate to break through (introducing a small amount of leakage current), but it will also cause the MOS to leak due to excessive dissipation.
This results in a short circuit rather than the MOS becoming conductive. Only the case of two failures shows negative safety. In other words, the destruction of the phototransistor,
This is the destruction of the zener diode. In fact, since the phototransistor is protected by the Zener diode, its destruction is very unlikely. As for the Zener diode, destruction will occur only if the voltage rises to such an extent as to cause destruction of the MOS at the same time, and in the above-mentioned case, the voltage will drop.

常時非導通タイプの濃縮(enrichment) M
 OSトランジスタは常時導通タイプの素子によって置
き換えることができる。この様な素子は改良型のMOS
トランジスタであっても良く、他にはPチ1シンネル接
合を有する電界効果トランジスタであっても良い。この
様にして自己スイッチオン半導体装置のための、濃縮M
OSトランジスタにより得られるものとは相補的な制御
が可能となる。こうしてサイリスタ構造の自己スイッチ
オンを補償する導通状態が得られるため、電界効果トラ
ンジスタのゲートはこれを非導通とし、これにより自己
スイッチオンを可能にする様に制御される必要がある。
Continuously non-conducting enrichment M
The OS transistor can be replaced by a normally conductive type element. Such elements are improved MOS
It may be a transistor, or it may be a field effect transistor having a P-chil one-thinner junction. In this way, concentrated M
Complementary control to that obtained with OS transistors becomes possible. Since a conducting state is thus obtained which compensates for the self-switching of the thyristor structure, the gate of the field-effect transistor has to be controlled in such a way that it is non-conducting and thus allows self-switching.

勿論、制御信号と電力素子の導通状態との論理的一致を
保つためそれ自体公知のインバータ論理13一 段を電界効果1−ランジスタの入力に付加する必要が有
る。
Of course, it is necessary to add a stage of inverter logic 13, known per se, to the input of the field effect transistor in order to maintain a logical correspondence between the control signal and the conduction state of the power element.

この変形例の場合は制”御とは独立して積極的安全性が
1qられるという本来的な利点が有り、全体として同様
に安全性が高まる。このことはJ−FET若しくはMO
Sに致命的な欠陥があっても単に、短絡に結びつくのみ
だからである。一方欠点としては電界効果トランジスタ
は製造がより難しく、より複雑な制御が要求される。
This variant has the inherent advantage of providing 1q of active safety independent of the control, resulting in a similar increase in overall safety.
This is because even if S has a fatal defect, it will only lead to a short circuit. On the other hand, field effect transistors are more difficult to manufacture and require more complex control.

しかしこの後者の欠点はインバータ及びゼナーダイオー
ドを同一の結晶内に集積することで軽減でき、これを行
うことは容易である。
However, this latter drawback can be alleviated by integrating the inverter and Zener diode within the same crystal, which is easy to do.

R1Ja+及びR(Ja2は自己スイッチオン補助用抵
抗であり、第1図のRGaと同一の役割を果たす。
R1Ja+ and R(Ja2 are self-switch-on assisting resistors and play the same role as RGa in FIG. 1.

第3図の双方向性素子の場合は、前後逆に配置された2
つのサイリスタTh+及びTh2、そのアノードA1及
びA2とゲートG1及びG2とを夫々接続するコンデン
サC1及びC2から成り、さらにゲート(3+及びG2
はスイッチ11及びI14− 2を介してカソードに1及びに2に接続されている。
In the case of the bidirectional element shown in Figure 3, two
It consists of two thyristors Th+ and Th2, capacitors C1 and C2 connecting their anodes A1 and A2 and gates G1 and G2, respectively, and the gates (3+ and G2
are connected to cathodes 1 and 2 via switches 11 and I14-2.

この回路の2つの(ノイリスタの一つについて考察する
と、例えばTh+を例にとれば、スイッチ■1が開いた
時、AIに電圧が定まるや否や電流! =C+ dv/
dtがゲートTh+ に注入される。スイッチオンはこ
の電流が充分になると直ぐに、供給電圧の値が増加する
ことにより各ゼロクロスオーバ一点の後に起こる。11
が閉じるど、グー1〜・カソード接合から電流C+ d
v/ dth<離れるためゲートの電IIがカソード電
圧とほぼ等しくなってサイリスクはもはやスイッチオン
できなくなる。
Considering one of the two (Neuristors) in this circuit, taking Th+ as an example, when switch 1 opens, as soon as the voltage is established at AI, the current!=C+ dv/
dt is injected into the gate Th+. Switch-on occurs after each zero crossover by increasing the value of the supply voltage as soon as this current is sufficient. 11
When closed, the current C+ d from the cathode junction
Since v/dth<, the voltage II at the gate becomes approximately equal to the cathode voltage and the cyrisk can no longer be switched on.

第1のスイッチオンの時点で放電電流はC+dv/dt
を超えないためその値は低く、この電流を制限するため
の抵抗をコンデンサに直列接続することは無意味になる
ことが注目される。
At the time of first switch-on, the discharge current is C+dv/dt
It is noted that its value is low since it does not exceed , making it pointless to connect a resistor in series with the capacitor to limit this current.

非導通の期間内に於いて、dv/ dt寄生の場合には
、11の内部抵抗を通して電流が流れ、その結果、もし
この内部抵抗の大きさが、4Jイリスタの中央の接合に
至る抵抗の大きさよりずっと低ければ、サイリスタのC
Iから起こる時期の悪いスイッチオンからの保護は完全
に行われる。例えば、dv/dtが1000V/μS、
C+  =02 = 100PFとすると短絡スイッチ
は100mAの電流を流す必要が有り、かつ端子間の電
圧は最大0.2Vを保つ必要が有る。これによりMOS
 l−ランジスタが導通状態に於いて2Ωの静的抵抗を
もつことになる。さらにスイッチは非常に早くこの抵抗
値を満たさねばならない。というのはサイリスタのスイ
ッチオン以前でな番プればならず、サイリスタがコンデ
ンサから供給される電流によってトリガされる場合には
スイッチオンは比較的速く行われる。
During the non-conducting period, in the case of dv/dt parasitics, current flows through the internal resistance of 11, so that if the magnitude of this internal resistance is equal to If it is much lower than the C of the thyristor.
Protection against untimely switching on from I is completely ensured. For example, dv/dt is 1000V/μS,
If C+ = 02 = 100PF, the short circuit switch needs to flow a current of 100 mA, and the voltage between the terminals needs to be maintained at a maximum of 0.2V. This allows the MOS
The l-transistor will have a static resistance of 2Ω in the conducting state. Furthermore, the switch must fill this resistance value very quickly. This is because the thyristor must be activated before it is switched on, and if the thyristor is triggered by a current supplied by a capacitor, switching on takes place relatively quickly.

このデバイスは高感度サイリスタを用いた場合に正確に
動作する。通常のサイリスタを用いた場合には補助コン
デンサは高い値を持つ必要が有り、その結果、動作不可
の状態に於いて半導体装置内及び負荷の中を流れる漏れ
電流は高すぎることになる。
This device works accurately when using highly sensitive thyristors. If a conventional thyristor is used, the auxiliary capacitor must have a high value, so that the leakage current flowing in the semiconductor device and the load in the non-operational state is too high.

第4図に図示されたトライアック回路は同一の方法で動
作する。
The triac circuit illustrated in FIG. 4 operates in the same manner.

補助抵抗を有する回路に比較してスイッチオン補助用コ
ンデンサを有する回路の場合はより短いスイッチオン時
間が得られる(サイリスタのゲートへの電流の注入がよ
り急であるため)ことは注目すべぎである。スイッチの
閉止状態での抵抗が充分に画定されかつ非常に低い値で
ある限り、(例えば電子接点)これ等の回路は有益であ
り寄生的動作に対して良好な保護を与える。いつほう、
抵抗により補助を行う回路の場合は、現行タイプのM 
OS l−ランジスタから成るスイッチにより動作し、
いくつかの応用例では非常に有益である。
It is worth noting that shorter switch-on times are obtained for circuits with switch-on auxiliary capacitors compared to circuits with auxiliary resistors (because the current injection into the gate of the thyristor is steeper). be. As long as the resistance in the closed state of the switch is well defined and of a very low value (eg electronic contacts), these circuits are useful and provide good protection against parasitic operations. When?
In the case of a circuit that is assisted by a resistor, the current type M
Operated by a switch consisting of an OS l-transistor,
It is very useful in some applications.

これ等の2つのタイプの回路の特徴の間の妥協を図ろう
とする場合には補助的スイッチオンのためのインピーダ
ンスとして抵抗・コンデンサの並列回路を用いることが
できる。
If a compromise is to be made between the characteristics of these two types of circuits, a parallel resistor-capacitor circuit can be used as an impedance for auxiliary switch-on.

本発明の精神に反することなく、以上に示し説明した回
路に対して種々の異なる変更が可能であ17− ることは言うまでもない。
It goes without saying that various different modifications may be made to the circuitry shown and described above without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例による単純な高感度半導
体構造のための制御回路の概略図、第2図は制御すべき
構造が2方向性である場合の回路の実施例を示す図、第
3図及び第4図は本発明の第2の実施例による夫々2つ
のサイリスク装置及びトライアックのための2種の半導
体制御回路を示す図である。 主要部分の符号の説明 SC・・・・・・半導体装置 A・・・・・・アノード K・・・・・・カソード Ga 、G・・・・・・ゲート M・・・・・・MOSトランジスタ Z・・・・・・ゼナーダイオード Th・・・・・・サイリスタ 代理人   弁理士 藤村元彦 18−
FIG. 1 shows a schematic diagram of a control circuit for a simple highly sensitive semiconductor structure according to a first embodiment of the invention, and FIG. 2 shows an embodiment of the circuit when the structure to be controlled is bidirectional. 3 and 4 show two types of semiconductor control circuits for two thyrisk devices and a triac, respectively, according to a second embodiment of the invention. Description of symbols of main parts SC: Semiconductor device A: Anode K: Cathode Ga, G: Gate M: MOS transistor Z... Zener diode Th... Thyristor agent Patent attorney Motohiko Fujimura 18-

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 外部からの制御により半導体装置のゲートとカ
ソードの間の短絡を形成するためのスイッチ手段から成
る該半導体装置のための制御回路であって、さらに回路
の陽極とグー1〜制御出力ど接続し、自己スイッチオン
を補助するためのインピーダンスを含むことを特徴とす
る制御回路。
(1) A control circuit for a semiconductor device comprising switching means for forming a short circuit between the gate and cathode of the semiconductor device under external control, further comprising a switch means for forming a short circuit between the gate and the cathode of the semiconductor device, A control circuit characterized in that it includes an impedance for connecting and assisting in self-switching.
(2) 前記インピーダンスは抵抗であり、前記スイッ
チ手段は前記陽極から別の抵抗を介してそのゲートがバ
イアスされた電界効果トランジスタと該電界効果トラン
ジスタに接続され、光信号により活性化された時に前記
バイアスを短絡させるフォトトランジスタとから成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項の記載の制御回路
(2) The impedance is a resistance, and the switch means is connected to a field effect transistor whose gate is biased from the anode through another resistor, and when activated by an optical signal, the switch means is connected to the field effect transistor whose gate is biased. 2. The control circuit according to claim 1, comprising a phototransistor that short-circuits a bias.
(3) 前記自己スイッチオンを補助するための抵抗は
1Mオーム乃至数MJ−ムのオーダーの値を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の制御回路。
(3) A control circuit according to claim 2, characterized in that the resistor for assisting the self-switch-on has a value on the order of 1M ohms to several MJ-ohms.
(4) 前記インピーダンスはコンデンサであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の制御回路。
(4) The control circuit according to claim 1, wherein the impedance is a capacitor.
(5) 前記光信号は供給電圧のゼロクロスオーバの時
点に半導体装置の自己スイッチオン時間より長い時間設
定されることを特徴とする特Fr請求の範囲第2項に記
載の制御回路。
(5) The control circuit according to claim 2, wherein the optical signal is set for a time longer than the self-switch-on time of the semiconductor device at the time of zero crossover of the supply voltage.
(6) 前記電界効果トランジスタは前記半導体装置内
を流れるスイッチオン電流を遮断することが可能な大き
ざであることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載
の制御装置。
(6) The control device according to claim 5, wherein the field effect transistor has a size capable of interrupting a switch-on current flowing within the semiconductor device.
(7) 前記電界効果トランジスタはMQS濃縮タイプ
のものであることを特徴とする特許請求の範囲第2項に
記載の制御装置。
(7) The control device according to claim 2, wherein the field effect transistor is of an MQS concentration type.
(8) 前記電界効果トランジスタはMO8不足タイプ
若しくはPチャンネル接合タイプであり、その入力にイ
ンバータ論理回路が結合されていることを特徴とする特
許請求の範囲第2項に記載の制御装置。
(8) The control device according to claim 2, wherein the field effect transistor is an MO8 deficient type or a P-channel junction type, and an inverter logic circuit is coupled to its input.
JP58221951A 1982-11-25 1983-11-25 Control circuit with impedance for auxiliary self switching on for thyristor or triac type high sensitivity semiconductor device Pending JPS59108424A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8219729A FR2536920A1 (en) 1982-11-25 1982-11-25 Control circuit for a semiconductor device which can be automatically switched on and switched off, or power controlled, by establishing a short-circuit between two regions of the semiconductor.
FR8219729 1982-11-25
FR8303306 1983-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59108424A true JPS59108424A (en) 1984-06-22

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ID=9279494

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JP58221951A Pending JPS59108424A (en) 1982-11-25 1983-11-25 Control circuit with impedance for auxiliary self switching on for thyristor or triac type high sensitivity semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2913572A1 (en) * 1979-04-04 1980-10-16 Siemens Ag Phase controlled thyristor triggering circuit - reduces bulk by eliminating isolating transformer whilst keeping galvanic isolation between control element and thyristor power circuit

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Publication number Publication date
ZA838818B (en) 1984-07-25
FR2536920B1 (en) 1985-03-22
FR2536920A1 (en) 1984-06-01

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