JPS60107916A - 複合形半導体スイッチ - Google Patents
複合形半導体スイッチInfo
- Publication number
- JPS60107916A JPS60107916A JP58215777A JP21577783A JPS60107916A JP S60107916 A JPS60107916 A JP S60107916A JP 58215777 A JP58215777 A JP 58215777A JP 21577783 A JP21577783 A JP 21577783A JP S60107916 A JPS60107916 A JP S60107916A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- gto
- gto7
- anode
- gto1
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic 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
- H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、ゲートターンオフサイリスク（以下ＧＴＯと
称す）１を用いた複合形半導体スイッチに関する。
称す）１を用いた複合形半導体スイッチに関する。
ＧＴＯはゲートに順方向電流を流すと導通し、逆方向電
流を流すと遮断するサイリスクである。
流を流すと遮断するサイリスクである。
２種類以上の、あるいは２素子以上の半導体素子を組合
せて制御弁を構成する複合形半導体スイッチにこのＧＴ
Ｏを用いる場合でも、順、逆それぞれのゲート電流を供
給する回路を必要とし、駆動回路がかなり複雑になっＣ
いた。
せて制御弁を構成する複合形半導体スイッチにこのＧＴ
Ｏを用いる場合でも、順、逆それぞれのゲート電流を供
給する回路を必要とし、駆動回路がかなり複雑になっＣ
いた。
しかし、最近になって、ＧＴＯのカソード側にスイッチ
素子を直列接続することにより、駆動回路の簡略化なら
びにＧＴＯのターンオフ時間短縮が可能であることが報
告された。まず、このような回路について説明し、よっ
て本発明の目的を明らかにする。
素子を直列接続することにより、駆動回路の簡略化なら
びにＧＴＯのターンオフ時間短縮が可能であることが報
告された。まず、このような回路について説明し、よっ
て本発明の目的を明らかにする。
第１図はかかる複合形スイッチの基本原理を示す回路図
で、図中１は負荷電流を制御するためのＧＴＯで、この
ＧＴＯ１のカソードに別のＧＴＯやトランジスタなどの
自己消弧形スイッチ素子２が直列に接続され、ＧＴＯ１
のゲートと該スイッチ素子２のＧＴｏ 、１と反対側の
端子との間に、ＧＴＯ１に順方向にゲート電流を流す極
性の電圧源４と抵抗５の直列回路からなる駆動回路が接
続されている。
で、図中１は負荷電流を制御するためのＧＴＯで、この
ＧＴＯ１のカソードに別のＧＴＯやトランジスタなどの
自己消弧形スイッチ素子２が直列に接続され、ＧＴＯ１
のゲートと該スイッチ素子２のＧＴｏ 、１と反対側の
端子との間に、ＧＴＯ１に順方向にゲート電流を流す極
性の電圧源４と抵抗５の直列回路からなる駆動回路が接
続されている。
さらに、ＧＴＯ１のゲートとスイッチ素子２のＧＴＯｌ
と反対側の端子との間に定電圧ダイオード３を□接続し
てい底。
と反対側の端子との間に定電圧ダイオード３を□接続し
てい底。
このような回路で、ターンオンについて説明すると、ス
イッチ素子２を導通させると電圧源４−抵抗５→ＧＴＯ
１のゲート−カッ−ドースイッチ素子２の経路でＧＴＯ
１に順方向のゲート電流が供給され、ＧＴＯ１は導通す
る。
イッチ素子２を導通させると電圧源４−抵抗５→ＧＴＯ
１のゲート−カッ−ドースイッチ素子２の経路でＧＴＯ
１に順方向のゲート電流が供給され、ＧＴＯ１は導通す
る。
一方、ターンオフについて述べると、”スイッチ素子２
を遮断させるとＧＴＯ１のアノード電流はＧＴＯｌのア
ノード−ＧＴＯ１のゲート一定電圧ダイオードの経路に
転流する。このように、ＧＴＯ１はアノードからゲート
の方向に流れる電流によって素子の内部に蓄積したキャ
リアが引き出され遮断する。
を遮断させるとＧＴＯ１のアノード電流はＧＴＯｌのア
ノード−ＧＴＯ１のゲート一定電圧ダイオードの経路に
転流する。このように、ＧＴＯ１はアノードからゲート
の方向に流れる電流によって素子の内部に蓄積したキャ
リアが引き出され遮断する。
なお、かかる電流は本質的にカソード→ゲートの経路で
流す逆方向ゲート電流と同じ作用を有するものである。
流す逆方向ゲート電流と同じ作用を有するものである。
ところで、現在のＧＴＯ素子はこれを導通させるために
必要な順方向ゲート電流が充分小さいとは言えず、その
ため第１図に示す原理的な回路は簡単な構成でＧＴＯの
制御が可能であ、るが、実用化に際しては駆動用電源が
大形になるという欠点がある。
必要な順方向ゲート電流が充分小さいとは言えず、その
ため第１図に示す原理的な回路は簡単な構成でＧＴＯの
制御が可能であ、るが、実用化に際しては駆動用電源が
大形になるという欠点がある。
〔発明の目的〕 一
本発明の目的は前記不都合を解消し、駆動電源を単一の
しかも極めて容量の小さなものですむ複合形半導体スイ
ッチを提供することにある。
しかも極めて容量の小さなものですむ複合形半導体スイ
ッチを提供することにある。
この目的は本発明によ些ば、負荷電流を制御するためＧ
ＴＯのカソード側に自己消弧形スイッチ素子を直列接続
したものにおいて、このＧＴＯのアノード、ゲート間に
これを制御するための第２のＧＴＯのアノード、カソー
ドを並列に接続し、第２のＧＴＯのゲートと前記スイ・
７チ素子のＧＴＯと反対側の端子との間に、第１ならび
に第２のＧＴＯに順方向にゲート電流を流す極性の電圧
源と抵抗の直列回路を接続し、この抵抗には前記順方向
のゲート電流を阻止する方向にダイオードを並列接続し
、第１のＧＴＯのゲートとスイッチ素子のＧＴＯと反対
側の端子との間に前記電圧源よりも高い制限電圧の定電
圧ダイオードを接続し、この第２のＧＴＯの増幅作用に
よって駆動用電源を小形化することにより達成される。
ＴＯのカソード側に自己消弧形スイッチ素子を直列接続
したものにおいて、このＧＴＯのアノード、ゲート間に
これを制御するための第２のＧＴＯのアノード、カソー
ドを並列に接続し、第２のＧＴＯのゲートと前記スイ・
７チ素子のＧＴＯと反対側の端子との間に、第１ならび
に第２のＧＴＯに順方向にゲート電流を流す極性の電圧
源と抵抗の直列回路を接続し、この抵抗には前記順方向
のゲート電流を阻止する方向にダイオードを並列接続し
、第１のＧＴＯのゲートとスイッチ素子のＧＴＯと反対
側の端子との間に前記電圧源よりも高い制限電圧の定電
圧ダイオードを接続し、この第２のＧＴＯの増幅作用に
よって駆動用電源を小形化することにより達成される。
（発明の実施例〕
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本発明の複合形半導体スイッチの実施例を示す
回路図で、前記第１図と同一の構成要素には同一参照番
号を付したものである。
回路図で、前記第１図と同一の構成要素には同一参照番
号を付したものである。
第１図回路との相違を抽出すると、本実施例は第１図回
路に第２図のＧＴＯ７とダイオード６とを付加したこと
にある。
路に第２図のＧＴＯ７とダイオード６とを付加したこと
にある。
この第２のＧＴＯ７はそのアノード、カソードを第１の
ＧＴＯ１のアノード、ゲート間に接続し、さらにＧＴＯ
７のゲートは抵抗５に接続して該ＧＴＯ７で順方向ゲー
ト電流の増幅回路を構成した。
ＧＴＯ１のアノード、ゲート間に接続し、さらにＧＴＯ
７のゲートは抵抗５に接続して該ＧＴＯ７で順方向ゲー
ト電流の増幅回路を構成した。
一方、ダイオード６はＧＴＯ７に供給する順方向ゲート
電流を制限するための抵抗５を並列に、かつ前記の順方
向ゲート電流を阻止する方向で接続される。
電流を制限するための抵抗５を並列に、かつ前記の順方
向ゲート電流を阻止する方向で接続される。
さらに、電圧源４の電圧は定電圧ダイオード３の制限電
圧より低く選ばれている。
圧より低く選ばれている。
次に動作について説明すると、スイッチ素子２を遮断さ
せると最初に第２のＧＴＯ７の（アノード−ゲート）−
ダイオード−電圧源４の経路と第１のＧＴＯ１のアノー
ド→ゲート→ＧＴＯ７の（カソード−ゲート）−ダイオ
ード６−電圧源４の経路に負荷電流が転流する。両経路
の電流はいずれもＧＴｏ７に対して逆方向ゲート電流と
して流れる。ＧＴＯｌの逆方向ゲート電流は後者の経路
のみを通し°ζ流れるので、ＧＴＯ７の逆方向ゲート電
流を上回ることはなく、またＧＴＯ７としてはＧＴＯ１
より電流容量の小さな素子を用いることがら必ず最初に
ＧＴｏ７が遮断する。
せると最初に第２のＧＴＯ７の（アノード−ゲート）−
ダイオード−電圧源４の経路と第１のＧＴＯ１のアノー
ド→ゲート→ＧＴＯ７の（カソード−ゲート）−ダイオ
ード６−電圧源４の経路に負荷電流が転流する。両経路
の電流はいずれもＧＴｏ７に対して逆方向ゲート電流と
して流れる。ＧＴＯｌの逆方向ゲート電流は後者の経路
のみを通し°ζ流れるので、ＧＴＯ７の逆方向ゲート電
流を上回ることはなく、またＧＴＯ７としてはＧＴＯ１
より電流容量の小さな素子を用いることがら必ず最初に
ＧＴｏ７が遮断する。
ＧＴＯ７が遮断すると負荷電流はＧＴＯｌの（アノード
−ゲート）一定電圧ダイオード３の経路に転流する。Ｇ
ＴＯ１は前記の経路で流れる逆方向ゲート電流によって
遮断する。
−ゲート）一定電圧ダイオード３の経路に転流する。Ｇ
ＴＯ１は前記の経路で流れる逆方向ゲート電流によって
遮断する。
このように、ＧＴＯ７がＧＴＯ１より先に遮断する動作
が確保されているのでＧＴＯ７が遮断する際にはそのア
ノード、カソード間には電圧が発生せず、ＧＴＯ７は遮
断時に破壊することがなくなる。
が確保されているのでＧＴＯ７が遮断する際にはそのア
ノード、カソード間には電圧が発生せず、ＧＴＯ７は遮
断時に破壊することがなくなる。
もし、主たるＧＴＯｌが先に遮断すると補助たるＧＴＯ
７が負荷電流を遮断しなければならなくなり、この時ア
ノード、カソード間に印加される電圧と遮断中の電流と
による責務によってＧＴＯ７は容易に破壊するが本発明
においては、定電圧ダイオード３の電圧を電圧源４より
も高めであるのでこのような危険を除去できるものであ
る。
７が負荷電流を遮断しなければならなくなり、この時ア
ノード、カソード間に印加される電圧と遮断中の電流と
による責務によってＧＴＯ７は容易に破壊するが本発明
においては、定電圧ダイオード３の電圧を電圧源４より
も高めであるのでこのような危険を除去できるものであ
る。
なお、他の実施例として図示は省略するが、抵抗５と並
列にコンデンサを接続したり、定電圧素子として定電圧
ダイオード３の替りに複数５のダイオードを直列接続し
、その順電圧降下を利用することも考えられる。
列にコンデンサを接続したり、定電圧素子として定電圧
ダイオード３の替りに複数５のダイオードを直列接続し
、その順電圧降下を利用することも考えられる。
以上述べたように本発明の複合形半導体スイッチは、負
荷電流を制御するためのＧＴＯのカソードに自己消弧形
スイッチ素子を直列接続したものにおいて、該ＧＴＯを
駆動する順方向と逆方向の２種類のゲート電流を単一の
しかも極めて容量の小さな電圧源で得ることができるの
で、小型及び軽量化を図りコストダウンを達成できるも
のである。
荷電流を制御するためのＧＴＯのカソードに自己消弧形
スイッチ素子を直列接続したものにおいて、該ＧＴＯを
駆動する順方向と逆方向の２種類のゲート電流を単一の
しかも極めて容量の小さな電圧源で得ることができるの
で、小型及び軽量化を図りコストダウンを達成できるも
のである。
第１図は従来の複合形半導体スイッチを示す回路図、第
２図は本発明の実施例を示す回路図である。 １．７・・・ＧＴＯ２・・・スイッチ素子３・・・定電
圧ダイオード ４・・・電圧源 ５・・・抵抗 ６・・・ダイオード 出願人 富士電機製造株式会社 第 第２ 「ト
２図は本発明の実施例を示す回路図である。 １．７・・・ＧＴＯ２・・・スイッチ素子３・・・定電
圧ダイオード ４・・・電圧源 ５・・・抵抗 ６・・・ダイオード 出願人 富士電機製造株式会社 第 第２ 「ト
Claims (1)
- 負荷電流を制御するためのＧＴＯのカソードに自己消弧
形スイッチ素子を直列接続したものにおいて、このＧＴ
Ｏのアノード、ゲート間にこれを制御するための第２の
ＧＴＯのアノード、カソードを並列に接続し、第２のＧ
ＴＯのゲートと前記スイッチ素子のＧＴＯと反対側の端
子との間に第１ならびに第２のＧＴＯに順方向にゲート
電流を流す極性の電圧源と抵抗の直列回路を接続し、こ
の抵抗には前記順方向のゲート電流を阻止する方向にダ
イオードを並列接続し、第１のＧＴＯのゲートとスイッ
チ素子のＧＴＯと反対側の端子との間に前記電圧源より
も高い制限電圧の定電圧素子を接続したことを特徴とす
る複合形半導体スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215777A JPS60107916A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合形半導体スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215777A JPS60107916A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合形半導体スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107916A true JPS60107916A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16678051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215777A Pending JPS60107916A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合形半導体スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8310142B2 (en) | 2003-08-01 | 2012-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device including a dual emission panel |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58215777A patent/JPS60107916A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8310142B2 (en) | 2003-08-01 | 2012-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device including a dual emission panel |
| US8796911B2 (en) | 2003-08-01 | 2014-08-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device including a dual emission panel |
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