JPS60107917A - 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
- JPS60107917A JPS60107917A JP58215778A JP21577883A JPS60107917A JP S60107917 A JPS60107917 A JP S60107917A JP 58215778 A JP58215778 A JP 58215778A JP 21577883 A JP21577883 A JP 21577883A JP S60107917 A JPS60107917 A JP S60107917A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gto
- capacitor
- gate
- gto1
- circuit
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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）を用いた複合形半導体スイッチに関する。
称す）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て
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て
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のカソード側に別のＧＴＯやバイポーラトラン
ジスタあるいは電界効果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ＧＴ０１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のカソード側に別のＧＴＯやバイポーラトラン
ジスタあるいは電界効果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ＧＴ０１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、ＧＴＯｌ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が接続され
ている。
と反対側の端子との間に定電圧ダイオード３が接続され
ている。
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−カソード→スイッチ素子２の経路で６１０
１に順方向のゲート電流が供給され、ＧＴＯ１は導通ず
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−カソード→スイッチ素子２の経路で６１０
１に順方向のゲート電流が供給され、ＧＴＯ１は導通ず
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−ＧＴＯのゲート→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。
遮断させるとＧＴＯ１のアノード電流はＧＴＯｌのアノ
ード−ＧＴＯのゲート→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。
このようにして、第１図に示した原理的な回路により比
較的簡単な回路構成でＧＴＯの制御が可能となるが、実
用化に際しては電圧源４は、変圧器、ダイオード整流器
、平滑回路などで構成された複雑なものになる。
較的簡単な回路構成でＧＴＯの制御が可能となるが、実
用化に際しては電圧源４は、変圧器、ダイオード整流器
、平滑回路などで構成された複雑なものになる。
本発明の目的はこのような不都合を解消し、独自のゲー
ト駆動用電源を不要として回路構成を簡素化して、高圧
の直流スイッチ回路などに適用するのに、非席に有利な
複合形半導体スイ・ノチを提供することにある。
ト駆動用電源を不要として回路構成を簡素化して、高圧
の直流スイッチ回路などに適用するのに、非席に有利な
複合形半導体スイ・ノチを提供することにある。
この目的は本発明によれば、ＧＴＯのカソードに自己消
弧形スイッチ素子を直列に接続したものにおいて、該Ｇ
ＴＯのゲートとスイッチ素子のＧＴＯ側と反対側の端子
との間に、コンデンサと抵抗の直列回路を接続し、該コ
ンデンサに並列に定電圧素子を接続し、ＧＴＯに順方向
のゲート電流を阻止する方向でダイオードを前記抵抗に
並列に接続し、該抵抗とコンデンサの接続点とＧＴＯの
アノードあるいは、このスイッチ回路が適用される主回
路電源の正極との間に第２の抵抗を接続することにより
達成される。
弧形スイッチ素子を直列に接続したものにおいて、該Ｇ
ＴＯのゲートとスイッチ素子のＧＴＯ側と反対側の端子
との間に、コンデンサと抵抗の直列回路を接続し、該コ
ンデンサに並列に定電圧素子を接続し、ＧＴＯに順方向
のゲート電流を阻止する方向でダイオードを前記抵抗に
並列に接続し、該抵抗とコンデンサの接続点とＧＴＯの
アノードあるいは、このスイッチ回路が適用される主回
路電源の正極との間に第２の抵抗を接続することにより
達成される。
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図と同様の構成要素には同一の参照
番号を付したものである。
回路図で、前記第１図と同様の構成要素には同一の参照
番号を付したものである。
負荷電流を制御するためのＧＴＯ１のカソードに自己消
弧形スイッチ素子２が直列接続されていて、ＧＴＯ１の
ゲートとスイッチ素子２のＧＴＯのカソード側と接続さ
れていない側の端子間には抵抗５とコンデンサ６の直列
回路が接続されている。
弧形スイッチ素子２が直列接続されていて、ＧＴＯ１の
ゲートとスイッチ素子２のＧＴＯのカソード側と接続さ
れていない側の端子間には抵抗５とコンデンサ６の直列
回路が接続されている。
さらに、抵抗５とコンデンサ６の接続点とＧＴＯｌのア
ノーー（あるいはこのスイッチ回路が適用される主回路
電源の正極）との間に第２の抵抗８が接続されている。
ノーー（あるいはこのスイッチ回路が適用される主回路
電源の正極）との間に第２の抵抗８が接続されている。
また、コンデンサ６と並列に定電圧ダイオード３が接続
されている。
されている。
なお、この定電圧ダイオード３の替りに、複数個のダイ
オードを直列接続した回路を定電圧素子として用い、そ
の順電圧降下を利用するようにしてもよい。
オードを直列接続した回路を定電圧素子として用い、そ
の順電圧降下を利用するようにしてもよい。
第１の抵抗５にはＧＴＯ１の順方向ゲート電流を阻止す
る方向でダイオード７が並列接続されている。
る方向でダイオード７が並列接続されている。
次に動作について説明すると、本スイッチが遮断してい
る期間中に、コンデンサ６は抵抗８を通して定電圧ダイ
オード３で制限される電圧に充電される。
る期間中に、コンデンサ６は抵抗８を通して定電圧ダイ
オード３で制限される電圧に充電される。
次にスイッチ素子２を導通させると、コンデンサ６に蓄
積されていた電荷が抵抗５−ＧＴＯ１（ゲート−カソー
ド）−スイッチ素子２の経路で放電しＧＴＯ１を導通さ
せる。ＧＴＯ１のアノード電流が保持電流以上であれば
、前記の順方向ゲート電流が流れなくなった後もＧＴＯ
１に導通し続ける。
積されていた電荷が抵抗５−ＧＴＯ１（ゲート−カソー
ド）−スイッチ素子２の経路で放電しＧＴＯ１を導通さ
せる。ＧＴＯ１のアノード電流が保持電流以上であれば
、前記の順方向ゲート電流が流れなくなった後もＧＴＯ
１に導通し続ける。
次いでスイッチ素子２を遮断させると、負荷電流はＧＴ
Ｏ１（アノード−ゲート）−ダイオード７→コンデンサ
６の経路に転流する。
Ｏ１（アノード−ゲート）−ダイオード７→コンデンサ
６の経路に転流する。
コンデンサ６の端子電圧が定電圧ダイオード３を超える
時点よりコンデンサ６を流れていた電流は定電圧ダイオ
ード３に転流し、ＧＴＯ１が遮断するまでの期間流れ続
りる。ＧＴＯ１においてアノード−ゲートの方向で流れ
る電流は通常行われるカソード−ゲート方向のゲート電
流印加、すなわち、逆方向ゲート電流印加と同様の効果
を有し、ＧＴＯｌはこの電流によって遮断する。
時点よりコンデンサ６を流れていた電流は定電圧ダイオ
ード３に転流し、ＧＴＯ１が遮断するまでの期間流れ続
りる。ＧＴＯ１においてアノード−ゲートの方向で流れ
る電流は通常行われるカソード−ゲート方向のゲート電
流印加、すなわち、逆方向ゲート電流印加と同様の効果
を有し、ＧＴＯｌはこの電流によって遮断する。
第３図は本発明の他の実施例を示ず回路図で、本実施例
では第２図の回路に対して第２のダイオード９、第２の
コンデンサ１０による直列回路が第１のコンデンサ６と
並列に接続されている。
では第２図の回路に対して第２のダイオード９、第２の
コンデンサ１０による直列回路が第１のコンデンサ６と
並列に接続されている。
このような追加回路を設ければ、第２のコンデンサ１０
には定電圧ダイオード３で制限された安定な直流電圧が
発生するので、この電圧を他の例えばスイッチ素子２な
どの制御回路１１のための電源として利用することがで
きる。
には定電圧ダイオード３で制限された安定な直流電圧が
発生するので、この電圧を他の例えばスイッチ素子２な
どの制御回路１１のための電源として利用することがで
きる。
なお、以上の実施例ではスイッチ素子２として用いる自
己消弧形スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ （ＭＯ５形
電界効果トランジスタ）を採用しているが、この他にバ
イポーラトランジスタ、ＧＴＯなどの素子も適用できる
。
己消弧形スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ （ＭＯ５形
電界効果トランジスタ）を採用しているが、この他にバ
イポーラトランジスタ、ＧＴＯなどの素子も適用できる
。
以上述べたように本発明の複合形半導体スイッチは、Ｇ
ＴＯのカソードに自己消弧形スイッチ素子を直列に接続
したものにおいて、電圧源を抵抗とコンデンサのみで構
成される極めて簡単な回路にすることで、独自のゲート
駆動用電源を不要とし、特にこの部分の電気的絶縁がか
なり困難となる高圧の直流スイッチ回路などに通用した
場合は、非常に有利になるものである。
ＴＯのカソードに自己消弧形スイッチ素子を直列に接続
したものにおいて、電圧源を抵抗とコンデンサのみで構
成される極めて簡単な回路にすることで、独自のゲート
駆動用電源を不要とし、特にこの部分の電気的絶縁がか
なり困難となる高圧の直流スイッチ回路などに通用した
場合は、非常に有利になるものである。
第１図は従来の複合形半導体スイッチ回路図、第２図は
本発明の実施例を示す回路図、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図である。 １・・・ＧＴＯ２・・・スイッチ素子 ３・・・定電圧ダイオード ４・・・電圧源 ５・・・抵抗 ６・・・コンデンサ ７・・・ダイオード８・・・抵抗
９・・・ダイオード
本発明の実施例を示す回路図、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図である。 １・・・ＧＴＯ２・・・スイッチ素子 ３・・・定電圧ダイオード ４・・・電圧源 ５・・・抵抗 ６・・・コンデンサ ７・・・ダイオード８・・・抵抗
９・・・ダイオード
Claims (1)
- ＧＴＯのカソードに自己消弧形スイッチ素子を直列に接
続したものにおいて、該ＧＴＯのゲートと該スイッチ素
子のＧＴＯ側と反対側の端子との間に、コンデンサと抵
抗の直列回路を接続し、該コンデンサに並列に定電圧素
子を接続し、ＧＴＯに順方向のゲート電流を阻止する方
向でダイオードを前記抵抗に並列に接続し、該抵抗とコ
ンデンサの接続点とＧＴＯのアノードあるいは、このス
イッチ回路が適用される主回路電源の正極との間に第２
の抵抗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 |
|---|---|---|---|
| JP58215778A JPS60107917A (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 |
|---|---|---|---|
| JP58215778A JPS60107917A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合形半導体スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107917A true JPS60107917A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16678068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215778A Pending JPS60107917A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合形半導体スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107917A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637992U (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-19 | ||
| FR2611098A1 (fr) * | 1987-02-13 | 1988-08-19 | Telemecanique Electrique | Interrupteur de puissance a montage serie compose d'un thyristor gto et d'un transistor a effet de champ mos |
| JP2008176180A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Olympus Corp | 視覚表示装置 |
| US7602157B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-10-13 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
| US7957160B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-06-07 | Flyback Energy, Inc. | Current waveform construction to generate AC power with low harmonic distortion from localized energy sources |
| US8638074B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-01-28 | Flyback Energy, Inc. | Controllable universal supply with reactive power management |
| US8860273B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-10-14 | Flyback Energy, Inc. | External field interaction motor |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58215778A patent/JPS60107917A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637992U (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-19 | ||
| FR2611098A1 (fr) * | 1987-02-13 | 1988-08-19 | Telemecanique Electrique | Interrupteur de puissance a montage serie compose d'un thyristor gto et d'un transistor a effet de champ mos |
| US7602157B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-10-13 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
| US7898229B2 (en) | 2005-12-28 | 2011-03-01 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
| US8729842B2 (en) | 2005-12-28 | 2014-05-20 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
| JP2008176180A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Olympus Corp | 視覚表示装置 |
| US7957160B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-06-07 | Flyback Energy, Inc. | Current waveform construction to generate AC power with low harmonic distortion from localized energy sources |
| US8638074B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-01-28 | Flyback Energy, Inc. | Controllable universal supply with reactive power management |
| US8860273B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-10-14 | Flyback Energy, Inc. | External field interaction motor |
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