JPS6036708B2 - 電界効果形サイリスタのゲ−ト回路 - Google Patents
電界効果形サイリスタのゲ−ト回路Info
- Publication number
- JPS6036708B2 JPS6036708B2 JP53019660A JP1966078A JPS6036708B2 JP S6036708 B2 JPS6036708 B2 JP S6036708B2 JP 53019660 A JP53019660 A JP 53019660A JP 1966078 A JP1966078 A JP 1966078A JP S6036708 B2 JPS6036708 B2 JP S6036708B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- voltage
- fct
- current
- capacitor
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/06—Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電界効果形サィリスタ（ＦｉｅｌｄＣｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ：以下「ＦＣＴ」とい
う）のゲート回路に関する。
ｒｏｌｌｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ：以下「ＦＣＴ」とい
う）のゲート回路に関する。
ＦＣＴは、ゲート・カソード間に電圧が印加されている
期間だけ非導適状態で、電圧が印加されていないときは
導適状態にあるという新しい半導体素子である。
期間だけ非導適状態で、電圧が印加されていないときは
導適状態にあるという新しい半導体素子である。
第１図によりＦＣＴの動作原理を説明する。
図において、Ａはアノード、Ｋはカソード、Ｇはゲート
、ＥＭは主電源、Ｌは負荷、Ｅｃはゲート電源、Ｓはス
イッチである。図のようにＦＣＴはｐｎ接合のダイオー
ド構造をなし、そのｎ層中にｐ形のゲート電極８！を配
置して成る。このゲート電極■は、それぞれゲートＧに
接続されている。そこでまず、スイッチＳが開いている
状態を考える。このときにはＧ−Ｋ間にゲート電圧Ｖｃ
は印加されない。したがって図中、ＦＣＴ内の実線矢印
で示すように、電流は「ＥＭ−Ｌ−Ａ−Ｋ−ＥＭ」の経
路を流れる。つまりこのとき、ＦＣＴは通常のダイオー
ドと等価状態にある。次に、スイッチＳを閉じた場合を
考える。
、ＥＭは主電源、Ｌは負荷、Ｅｃはゲート電源、Ｓはス
イッチである。図のようにＦＣＴはｐｎ接合のダイオー
ド構造をなし、そのｎ層中にｐ形のゲート電極８！を配
置して成る。このゲート電極■は、それぞれゲートＧに
接続されている。そこでまず、スイッチＳが開いている
状態を考える。このときにはＧ−Ｋ間にゲート電圧Ｖｃ
は印加されない。したがって図中、ＦＣＴ内の実線矢印
で示すように、電流は「ＥＭ−Ｌ−Ａ−Ｋ−ＥＭ」の経
路を流れる。つまりこのとき、ＦＣＴは通常のダイオー
ドと等価状態にある。次に、スイッチＳを閉じた場合を
考える。
今度は、Ｇ−Ｋ間にゲート電圧Ｖｃが印加される。する
と図中、ＦＣＴ内の破線矢印で示すとおり、電流は徐々
に「ＥＮ−Ｌ−Ａ−■−Ｇ−Ｓ−Ｅｃ−ＥＭ」の経路を
流れるようになる。このとき、ゲート電極９付近のキャ
リャも同時に、ゲート電圧ＶｃによりＦＣＴ外部に引き
出される。つまり「Ｅｃ−Ｋ一■−Ｇ−Ｓ−Ｅｃ」の経
路にも電流が流れるのである。その結果、ゲート電極
６の周辺に空乏層が形成され始める。そして空乏層が、
ゲート電極■同志間にくまなく形成されると、いままで
流れていた電流は全てしや断される。一方Ｇ−Ｋ間には
、ゲート電圧Ｖｏが印加され続ける。よってＦＣＴは非
導適状態を保持する。その後、再びスイッチＳを開くと
、ゲート電極■の周辺に形成されていた空乏層は消失し
、ＦＣＴは通常のダイオードと等価状態にもどる。
と図中、ＦＣＴ内の破線矢印で示すとおり、電流は徐々
に「ＥＮ−Ｌ−Ａ−■−Ｇ−Ｓ−Ｅｃ−ＥＭ」の経路を
流れるようになる。このとき、ゲート電極９付近のキャ
リャも同時に、ゲート電圧ＶｃによりＦＣＴ外部に引き
出される。つまり「Ｅｃ−Ｋ一■−Ｇ−Ｓ−Ｅｃ」の経
路にも電流が流れるのである。その結果、ゲート電極
６の周辺に空乏層が形成され始める。そして空乏層が、
ゲート電極■同志間にくまなく形成されると、いままで
流れていた電流は全てしや断される。一方Ｇ−Ｋ間には
、ゲート電圧Ｖｏが印加され続ける。よってＦＣＴは非
導適状態を保持する。その後、再びスイッチＳを開くと
、ゲート電極■の周辺に形成されていた空乏層は消失し
、ＦＣＴは通常のダイオードと等価状態にもどる。
つまりＦＣＴは導適状態になる。このようにスイッチＳ
の開閉操作のみで、ＦＣＴは導通し、また非導通となる
のである。
の開閉操作のみで、ＦＣＴは導通し、また非導通となる
のである。
第２図に、ＦＣＴの「電圧−電流」特性を示す。図にお
いて、ＶＦはＦＣＴの順電圧、１＾は順電流である。ま
たＶｃ，，Ｖ。２，ＶＧ３はそれぞれゲート電圧で、「
ＶＧ．＜Ｖｃ２＜ＶＧ３」の関係を有する。
いて、ＶＦはＦＣＴの順電圧、１＾は順電流である。ま
たＶｃ，，Ｖ。２，ＶＧ３はそれぞれゲート電圧で、「
ＶＧ．＜Ｖｃ２＜ＶＧ３」の関係を有する。
図から判るようにＦＣＴが非導通に移行する際、そこに
かかる順電圧ＶＦが大きければ、それだけ大きなゲート
電圧Ｖｃを必要とする。一方、ある順電圧ＶＦｏのかか
るＦＣＴを阻止し得る。ゲート電圧の最小値ＶＧＭは、
ＦＣＴの素子特性によって定まる。そこで今「ＶＧＭ／
ＶＦｏ，＝ｋ」とおけば、ｋが大きな素子ほど、ＦＣＴ
に印加される大きな順電圧を小さなデート電圧で阻止す
ることができることになる。第３図はＦＣＴを駆動する
基本回路図で、ＣＧはコンデンサ、ＲＧは抵抗である。
かかる順電圧ＶＦが大きければ、それだけ大きなゲート
電圧Ｖｃを必要とする。一方、ある順電圧ＶＦｏのかか
るＦＣＴを阻止し得る。ゲート電圧の最小値ＶＧＭは、
ＦＣＴの素子特性によって定まる。そこで今「ＶＧＭ／
ＶＦｏ，＝ｋ」とおけば、ｋが大きな素子ほど、ＦＣＴ
に印加される大きな順電圧を小さなデート電圧で阻止す
ることができることになる。第３図はＦＣＴを駆動する
基本回路図で、ＣＧはコンデンサ、ＲＧは抵抗である。
また第４図は第３図における各部電圧・電流の時間的変
化を示す。いまスイッチＳが開かれていて、ＦＣＴが導
適状態にあるとする。
化を示す。いまスイッチＳが開かれていて、ＦＣＴが導
適状態にあるとする。
このとき順電圧ＶＦはほぼ零である。また日頃電流１＾
は「ＥＭ−Ｌ−Ａ−Ｋ−ＥＭ」の経路を流れる。一方コ
ンデンサＣＧは、抵抗ＲＧを介してゲート電源ＥＧによ
り図示の樋性に充電されている。その電圧をＶｃとする
。ここでＦＣＴを非導通にするため、第４図の時刻ｔ。
は「ＥＭ−Ｌ−Ａ−Ｋ−ＥＭ」の経路を流れる。一方コ
ンデンサＣＧは、抵抗ＲＧを介してゲート電源ＥＧによ
り図示の樋性に充電されている。その電圧をＶｃとする
。ここでＦＣＴを非導通にするため、第４図の時刻ｔ。
でスイッチＳを閉じる。するとゲートＧから、順電流１
＾とＦＣＴ内のキャリャによる電流とが徐々に引き出さ
れ、ゲート電流ＩＧはだんだん上昇する。これと逆にコ
ンデンサ電圧Ｖｃは低下する。ただし時刻上２からは、
ゲート電源により再び充電されるので、コンデンサ電圧
Ｖｃは上昇を始める。またゲート電流ｌｃが最大となる
時刻ｔ，からは、順電流１＾は低下を始め、順電圧ＶＦ
は上昇を始める。そして時亥蚊３に至ると、ゲート電流
ＩＧおよび順電流１＾は共に零となる。このとき順電圧
ＶＦは、負荷や配線のインダクタンスによって最大値Ｖ
Ｆ，をとる。一方、時刻ｔ３においてコンデンサ電圧Ｖ
ｃは、放電前の電圧より△Ｖだけ小さくなっている。こ
の電圧をＶｃｏとする。ところが順電圧ＶＦ，のかかる
ＦＣＴを阻止し得る、ゲ−ト電圧の最小値をＶＧＭとす
れば、第４図のように「Ｖｃ。＜ＶＧＭ」であるから、
このままではＦＣＴの順電圧を阻止することができない
。この対策としては、コンデンサＣｃの容量またはゲー
ト電源ＥＧの電圧を大きくすることが考えられる。コン
デンサ容量を大きくすればＶｃは図中の破線Ａのように
、また電源電圧を大きくすればＶｃは図中の破線Ｂのよ
うに変わる。こうすれば、いずれの場合もゲート電圧の
最小値ＶＧＭ以上の電圧を確保できる。しかしこの方法
は、経済性や小型・軽量化の要求に全く反するものであ
って、実際的ではない。本発明の目的は、上詫間題点を
解決し、小型・安価でしかも確実にＦＣＴを動作させ得
るゲート回路を提供するにある。
＾とＦＣＴ内のキャリャによる電流とが徐々に引き出さ
れ、ゲート電流ＩＧはだんだん上昇する。これと逆にコ
ンデンサ電圧Ｖｃは低下する。ただし時刻上２からは、
ゲート電源により再び充電されるので、コンデンサ電圧
Ｖｃは上昇を始める。またゲート電流ｌｃが最大となる
時刻ｔ，からは、順電流１＾は低下を始め、順電圧ＶＦ
は上昇を始める。そして時亥蚊３に至ると、ゲート電流
ＩＧおよび順電流１＾は共に零となる。このとき順電圧
ＶＦは、負荷や配線のインダクタンスによって最大値Ｖ
Ｆ，をとる。一方、時刻ｔ３においてコンデンサ電圧Ｖ
ｃは、放電前の電圧より△Ｖだけ小さくなっている。こ
の電圧をＶｃｏとする。ところが順電圧ＶＦ，のかかる
ＦＣＴを阻止し得る、ゲ−ト電圧の最小値をＶＧＭとす
れば、第４図のように「Ｖｃ。＜ＶＧＭ」であるから、
このままではＦＣＴの順電圧を阻止することができない
。この対策としては、コンデンサＣｃの容量またはゲー
ト電源ＥＧの電圧を大きくすることが考えられる。コン
デンサ容量を大きくすればＶｃは図中の破線Ａのように
、また電源電圧を大きくすればＶｃは図中の破線Ｂのよ
うに変わる。こうすれば、いずれの場合もゲート電圧の
最小値ＶＧＭ以上の電圧を確保できる。しかしこの方法
は、経済性や小型・軽量化の要求に全く反するものであ
って、実際的ではない。本発明の目的は、上詫間題点を
解決し、小型・安価でしかも確実にＦＣＴを動作させ得
るゲート回路を提供するにある。
本発明の要点は、前述のような低下電圧△Ｖを補償する
ため、Ｇ−Ｋ間に加える電圧を２種類の回路、すなわち
ゲート電源により充電される第１のコンデンサを含む、
インピーダンスの小さな回路と、同じくゲート電源によ
り充電される第２のコンデンサを含む、インピーダンス
の大きな回路とから供給するところにある。
ため、Ｇ−Ｋ間に加える電圧を２種類の回路、すなわち
ゲート電源により充電される第１のコンデンサを含む、
インピーダンスの小さな回路と、同じくゲート電源によ
り充電される第２のコンデンサを含む、インピーダンス
の大きな回路とから供給するところにある。
ここで、小さなインピーダンスの回路はＦＣＴ内に素早
く空乏層を形成する機能を有し、大きなインピーダンス
の回路はＦＣＴの順電圧阻止のために必要なゲート電圧
をＧ−Ｋ間に与える機能を有する。この場合、ゲート電
源は、第１、第２のコンデンサのそれぞれに備えてもよ
いし、１つのゲート電源を両コンデンサに共用させても
よい。
く空乏層を形成する機能を有し、大きなインピーダンス
の回路はＦＣＴの順電圧阻止のために必要なゲート電圧
をＧ−Ｋ間に与える機能を有する。この場合、ゲート電
源は、第１、第２のコンデンサのそれぞれに備えてもよ
いし、１つのゲート電源を両コンデンサに共用させても
よい。
また両コンデンサは事実上、直列または並列に接続され
る。どちらの接続にしても、回路動作はほとんど変わら
ないので、以下、本発明の実施例は、まず両コンデンサ
を直列にした場合について詳述し、並列の場合について
はその後、略述するにとどめる。第５図は、２つのコン
デンサを直列接続して成る、本発明の一実施例を示す回
路図である。
る。どちらの接続にしても、回路動作はほとんど変わら
ないので、以下、本発明の実施例は、まず両コンデンサ
を直列にした場合について詳述し、並列の場合について
はその後、略述するにとどめる。第５図は、２つのコン
デンサを直列接続して成る、本発明の一実施例を示す回
路図である。
図において、Ｅｃ，，Ｅｃ２はそれぞれ抵抗Ｒｃ，，Ｒ
Ｇ２を介してコンデンサＣＧ，．Ｃｃ２を充電するゲー
ト電源、Ｓ，，Ｓ２はそれぞれスイッチ、Ｒｃ３はスイ
ッチＳ２に流れる電流を制限する抵抗である。また第６
図は、第５図における各部電圧・電流の時間的変化を示
す。いま導適状態にあるＦＣＴを非導通にするため、第
６図の時亥巾。
Ｇ２を介してコンデンサＣＧ，．Ｃｃ２を充電するゲー
ト電源、Ｓ，，Ｓ２はそれぞれスイッチ、Ｒｃ３はスイ
ッチＳ２に流れる電流を制限する抵抗である。また第６
図は、第５図における各部電圧・電流の時間的変化を示
す。いま導適状態にあるＦＣＴを非導通にするため、第
６図の時亥巾。
でスイッチＳ，，Ｓ２を閉じたとする。このときゲート
回路には、３種の電流ｉ，，ｉ２，ｉ３が流流れる。電
流ｉ，はは「ＣＯ．−Ｓ，一Ｋ−Ｇ−ＣＯ．」の経路を
流れる放電電流、電流ｉ２は「Ｃｃ２−Ｒｃ３−Ｓ２−
Ｓ，一Ｃｃ２」の経路を流れる環流電流、電流ｉ３は「
Ｃｃ２一ＲＧ３一Ｓ２一Ｋ−Ｇ−Ｃｃ，一Ｃｃ２」の経
路を流れる放電電流である。したがって今、ゲート電流
をＩＧ，Ｓ，を流れる電流を１３，、Ｓ２を流れる電流
をｌｓ２とすれば、次の関係式が成り立つ。ｌｃ＝ｉｔ
＋１３・ＳＩニ１１一１２ ｌｓ２＝ｉ２十ｉ３ 図のように電流ｉ，の流れる回路は低インピーダンス回
路なので、電流ｉ，は十分大きなピーク値を有するもの
とすることができる。
回路には、３種の電流ｉ，，ｉ２，ｉ３が流流れる。電
流ｉ，はは「ＣＯ．−Ｓ，一Ｋ−Ｇ−ＣＯ．」の経路を
流れる放電電流、電流ｉ２は「Ｃｃ２−Ｒｃ３−Ｓ２−
Ｓ，一Ｃｃ２」の経路を流れる環流電流、電流ｉ３は「
Ｃｃ２一ＲＧ３一Ｓ２一Ｋ−Ｇ−Ｃｃ，一Ｃｃ２」の経
路を流れる放電電流である。したがって今、ゲート電流
をＩＧ，Ｓ，を流れる電流を１３，、Ｓ２を流れる電流
をｌｓ２とすれば、次の関係式が成り立つ。ｌｃ＝ｉｔ
＋１３・ＳＩニ１１一１２ ｌｓ２＝ｉ２十ｉ３ 図のように電流ｉ，の流れる回路は低インピーダンス回
路なので、電流ｉ，は十分大きなピーク値を有するもの
とすることができる。
一方、電流ｉ２，ｉ３は抵抗ＲＧ３により制限されるの
で、Ｒｃ３を十分大きくすれば、ｉ２，ｉ３を小さくで
きる。
で、Ｒｃ３を十分大きくすれば、ｉ２，ｉ３を小さくで
きる。
実際上、ｉ２，ｉ３は小さくなるようにしておく。ＦＣ
Ｔがさらに阻止状態に移行するにつれて、１１は徐々に
小さくなり、時亥ＵＴ３でほぼ零となる。
Ｔがさらに阻止状態に移行するにつれて、１１は徐々に
小さくなり、時亥ＵＴ３でほぼ零となる。
するとｉ２の方がｉ，より大きくなるので、スイッチＳ
，を流れる電流ｌｓ，は、流れる方向が逆になる。この
ときスイッチＳ，を開く。ただしスイッチＳ２は閉じた
ままにしておく。これで電流ｉ，，ｊ２は零となり、ま
たｉ３も零となる。ＦＣＴのＧ−Ｋ間には時刻Ｔ３にお
けるコンデンサ電圧Ｖｃｏ，，Ｖｃｏ２が加算印加され
る。コンデンサＣＧ，とＣＧ２が直列接続されているか
らである。ＦＣＴが非導通となった際、ＣＧ，はＧ−Ｋ
間に放電電流を流した結果、その電圧Ｖｃ，は低下して
いる。ところがＣＧ２の方は、抵抗ＲＧ３によって放電
が抑制されているので、その電流Ｖｃ２の低下はほとん
どない。かくしてＶｃ，の低下電圧△Ｖがある程度大き
くなっても、電圧低下のほとんどない電圧Ｖｃ２がＦＣ
ＴのＧ−Ｋ間に印加されるので、本例によれば必要最小
電圧ＶＧＮを確保できることになる。ここでコンデンサ
ＣＯ．の容量は、ＦＣＴが導適状態から非導適状態に移
行する際に必要な最小限の電荷量をゲートから引き出し
得る容量であればよい。
，を流れる電流ｌｓ，は、流れる方向が逆になる。この
ときスイッチＳ，を開く。ただしスイッチＳ２は閉じた
ままにしておく。これで電流ｉ，，ｊ２は零となり、ま
たｉ３も零となる。ＦＣＴのＧ−Ｋ間には時刻Ｔ３にお
けるコンデンサ電圧Ｖｃｏ，，Ｖｃｏ２が加算印加され
る。コンデンサＣＧ，とＣＧ２が直列接続されているか
らである。ＦＣＴが非導通となった際、ＣＧ，はＧ−Ｋ
間に放電電流を流した結果、その電圧Ｖｃ，は低下して
いる。ところがＣＧ２の方は、抵抗ＲＧ３によって放電
が抑制されているので、その電流Ｖｃ２の低下はほとん
どない。かくしてＶｃ，の低下電圧△Ｖがある程度大き
くなっても、電圧低下のほとんどない電圧Ｖｃ２がＦＣ
ＴのＧ−Ｋ間に印加されるので、本例によれば必要最小
電圧ＶＧＮを確保できることになる。ここでコンデンサ
ＣＯ．の容量は、ＦＣＴが導適状態から非導適状態に移
行する際に必要な最小限の電荷量をゲートから引き出し
得る容量であればよい。
つまり従来のように、電圧低下△Ｖを考慮した容量とす
る必要がない。したがってＣｃ，は小容量で足りる。ま
たコンデンサＣｃ２を含む回路には、高抵抗Ｒｃ３を接
続して放電時定数を大きくする。したがってＣｃ２の容
量もづ・さくなってよい。またスイッチＳ，，Ｓ２につ
いて、まずＳ．は短時間であるがＦＣＴの順電流とほぼ
等しい大きさの電流が流れるので、装置の価格面から考
えると、通常のサィリスタとするのがよい。またＳ２は
、微小電流しか流れないので、小容量で簡単にオン・オ
フできるトランジスタがよい。スイッチＳ，，Ｓ２とし
て、それぞれサイリスタ、トランジスタを使用した場合
の回路構成例を第７図に示す。
る必要がない。したがってＣｃ，は小容量で足りる。ま
たコンデンサＣｃ２を含む回路には、高抵抗Ｒｃ３を接
続して放電時定数を大きくする。したがってＣｃ２の容
量もづ・さくなってよい。またスイッチＳ，，Ｓ２につ
いて、まずＳ．は短時間であるがＦＣＴの順電流とほぼ
等しい大きさの電流が流れるので、装置の価格面から考
えると、通常のサィリスタとするのがよい。またＳ２は
、微小電流しか流れないので、小容量で簡単にオン・オ
フできるトランジスタがよい。スイッチＳ，，Ｓ２とし
て、それぞれサイリスタ、トランジスタを使用した場合
の回路構成例を第７図に示す。
図において、ＳＣＲは第５図のスイッチＳ，に相当する
サイリスタ、Ｔｒ，はスイッチＳ２に相当するトランジ
スタ、Ｔｒ２はパルストランスＴを介して点弧用の電流
を、制御回路電源ＶｃｃからＳＣＲとＴｒ，に流すため
のトランジスタ、Ｄはダィオ−ド、ｒ，〜ｒ５は抵抗で
ある。いまトランジスタＴｒ２が非導通の時は、ＳＣＲ
もＴｒ，も共に非導適状態にある。
サイリスタ、Ｔｒ，はスイッチＳ２に相当するトランジ
スタ、Ｔｒ２はパルストランスＴを介して点弧用の電流
を、制御回路電源ＶｃｃからＳＣＲとＴｒ，に流すため
のトランジスタ、Ｄはダィオ−ド、ｒ，〜ｒ５は抵抗で
ある。いまトランジスタＴｒ２が非導通の時は、ＳＣＲ
もＴｒ，も共に非導適状態にある。
このときＦＣＴのＧ−Ｋ間に電圧は印加されないので、
ＦＣＴは導適状態を保持する。ところがＴｒ２にベース
電流が流れると、パルストランスＴを介してＳＣＲのゲ
ートにもＴｒ２のベースにもそれぞれ電流が流れるので
、ＳＣＲとＴｒ，は導適する。
ＦＣＴは導適状態を保持する。ところがＴｒ２にベース
電流が流れると、パルストランスＴを介してＳＣＲのゲ
ートにもＴｒ２のベースにもそれぞれ電流が流れるので
、ＳＣＲとＴｒ，は導適する。
つまりこれは、第５図のスイッチＳ，，Ｓ２が閉じたこ
とに相当する。これによって前と同様、電流ｉ，，ｉ２
，ｉ３が各回路を流れる。電流ｉ，はＦＣＴが非導通状
態へ移行するに従って減少する。そして「ｊ．＜ｉ２」
になると、ＳＣＲを流れる電流は逆電流となるので、Ｓ
ＣＲは非導適状態となる。しかしＴｒ２が導適している
間はＴｒ，も導適している。このときＦＣＴは、Ｇ−Ｋ
間に十分な電圧が印加されているので非導適状態を保つ
。一方、Ｔｒ２が非導通になるとＴｒ，も非導通になる
。このときＦＣＴは、そのＧ−Ｋ間に与えられていた電
圧がなくなるので、導適状態に転ずる。以上の動作を繰
り返すことによって、ＦＣＴは導通または非導通のどち
らかの状態をとるのである。第８図は第７図のＳＣＲ点
弧回路にコンデンサを付加したものである。ＦＣＴの動
作自体は第７図と同じ。本例が第７図と異なるのは、Ｓ
ＣＲのゲート電流によってコンデンサＣを図示の極性に
充電するところである。コンデンサＣの充電が終了する
とＳＣＲのゲ−ト電流は流れなくなる。ここでＴｒ２が
非導通となると、コンデンサＣに充電されていた電荷は
「Ｃ−ｒ２一Ｎ−ｒ，一Ｃ」の経路で放電するので、Ｓ
ＣＲのゲートはカソードに対して負極性にバイアスされ
る。よってＳＣＲのｄｖ／ｄｔ耐量が増大する。この方
法はＳＣＲの謀点弧の防止に効果がある。なお以上の実
施例では、ＳＣＲとＴｒ，を同時に点弧させてＦＣＴを
非導通にしたが、両者の点弧時点に差を持たせてもＦＣ
Ｔを非導通にすることができる。
とに相当する。これによって前と同様、電流ｉ，，ｉ２
，ｉ３が各回路を流れる。電流ｉ，はＦＣＴが非導通状
態へ移行するに従って減少する。そして「ｊ．＜ｉ２」
になると、ＳＣＲを流れる電流は逆電流となるので、Ｓ
ＣＲは非導適状態となる。しかしＴｒ２が導適している
間はＴｒ，も導適している。このときＦＣＴは、Ｇ−Ｋ
間に十分な電圧が印加されているので非導適状態を保つ
。一方、Ｔｒ２が非導通になるとＴｒ，も非導通になる
。このときＦＣＴは、そのＧ−Ｋ間に与えられていた電
圧がなくなるので、導適状態に転ずる。以上の動作を繰
り返すことによって、ＦＣＴは導通または非導通のどち
らかの状態をとるのである。第８図は第７図のＳＣＲ点
弧回路にコンデンサを付加したものである。ＦＣＴの動
作自体は第７図と同じ。本例が第７図と異なるのは、Ｓ
ＣＲのゲート電流によってコンデンサＣを図示の極性に
充電するところである。コンデンサＣの充電が終了する
とＳＣＲのゲ−ト電流は流れなくなる。ここでＴｒ２が
非導通となると、コンデンサＣに充電されていた電荷は
「Ｃ−ｒ２一Ｎ−ｒ，一Ｃ」の経路で放電するので、Ｓ
ＣＲのゲートはカソードに対して負極性にバイアスされ
る。よってＳＣＲのｄｖ／ｄｔ耐量が増大する。この方
法はＳＣＲの謀点弧の防止に効果がある。なお以上の実
施例では、ＳＣＲとＴｒ，を同時に点弧させてＦＣＴを
非導通にしたが、両者の点弧時点に差を持たせてもＦＣ
Ｔを非導通にすることができる。
例えば、まずＳＣＲを点弧させて十分大きな電流をＦＣ
Ｔのゲートから引き出し、ＦＣＴの阻止状態が進行する
と共に、ゲートから引き出される電流が減少してきたら
Ｔｒ，を点弧させる、こうすることによって実現できる
。この様にすればコンデンサＣｃ２の放電時間が短くな
り、Ｃｃ２の電圧低下をさらに小さくできる。第９図乃
至第１１図は２つのコンデンサを並列接続して成る、本
発明の他の実施例を示す回路図で、それぞれ第５図、第
７図、第８図に対応するものである。
Ｔのゲートから引き出し、ＦＣＴの阻止状態が進行する
と共に、ゲートから引き出される電流が減少してきたら
Ｔｒ，を点弧させる、こうすることによって実現できる
。この様にすればコンデンサＣｃ２の放電時間が短くな
り、Ｃｃ２の電圧低下をさらに小さくできる。第９図乃
至第１１図は２つのコンデンサを並列接続して成る、本
発明の他の実施例を示す回路図で、それぞれ第５図、第
７図、第８図に対応するものである。
しかも回路動作はほとんど同じだから、以下、相違する
点についてのみ述べる。第９図が第５図と相違する点は
、導適状態から非導適状態に移行したＦＣＴのＧ−Ｋ間
にかかる電圧が、第５図では「Ｖｃ。・十Ｖｃ。２」（
第６図参照）であるのに対して、第９図では「Ｖｃ。
点についてのみ述べる。第９図が第５図と相違する点は
、導適状態から非導適状態に移行したＦＣＴのＧ−Ｋ間
にかかる電圧が、第５図では「Ｖｃ。・十Ｖｃ。２」（
第６図参照）であるのに対して、第９図では「Ｖｃ。
２」であるという点である。
これは両実施例における２つのコンデンサが、直列か並
列かによって生ずる相違点であるが、いずれの場合もＦ
ＣＴ順電圧の阻止状態を確保できる電圧であることはい
うまでもない。第１０図は第９図のスイッチＳ．，Ｓ２
にそれぞれサィリスタＳＣＲ、トランジスタＴｒ，を適
用した場合の回路構成例である。
列かによって生ずる相違点であるが、いずれの場合もＦ
ＣＴ順電圧の阻止状態を確保できる電圧であることはい
うまでもない。第１０図は第９図のスイッチＳ．，Ｓ２
にそれぞれサィリスタＳＣＲ、トランジスタＴｒ，を適
用した場合の回路構成例である。
本図と第７図との相違は、上記第９図と第５図との相違
に同じ。第１１図は第１０図のＳＣＲ点弧回路にコンデ
ンサＣを付加したものである。
に同じ。第１１図は第１０図のＳＣＲ点弧回路にコンデ
ンサＣを付加したものである。
本図と第６図との相違も、上記第９図と第５図との相違
に同じ。以上のように２種類の回路を備える本発明によ
れば、低下電圧△Ｖを簡単に補償できるので、ゲート電
源あるいはコンデンサを大きくすることなく、小型・安
価でしかも確実にＦＣＴを動作させるゲート回路を得る
ことができる。
に同じ。以上のように２種類の回路を備える本発明によ
れば、低下電圧△Ｖを簡単に補償できるので、ゲート電
源あるいはコンデンサを大きくすることなく、小型・安
価でしかも確実にＦＣＴを動作させるゲート回路を得る
ことができる。
第１図はＦＣＴの動作原理の説明図、第２図はＦＣＴの
「電圧−電流」特性図、第３図はＦＣＴを駆動する基本
回路図、第４図は第３図における各部電圧・電流の時間
的変化図、第５図は２つのコンデンサを直列接続して成
る本発明の一実施例を示す回路図、第６図は第５図にお
ける各部電圧・電流の時間的変化図、第７図は、第５図
のスイッチＳ．，Ｓ２にそれぞれサイリスタおよびトラ
ンジスタを適用した実施例を示す回路図、第８図は第７
図のサィリスタ点弧回路にコンデンサＣを付加した実施
例の回路図、第９図乃至第１１図はそれぞれ２つのコン
デンサを並列接続して成る本発明の他の実施例を示す回
路図である。 Ｅｃ，，Ｅｃ２…・・・ゲート電源、ＣＧ，，Ｃｃ２・
・・・・・コンデンサ、ＲＧ，，Ｒｃ２，ＲＧ３・・・
・・・抵抗、Ｖｃ，，Ｖｃ２・・・・・・コンデンサ電
圧、Ｓ，，Ｓ２・・・・・・スイッチ、１＾・・・・・
・順電流、ＶＦ・・・・・・順電圧、ｌｃ・・・・・・
ゲート電流、ＥＭ・・・・・・主電源。 髪２図 多１図 努３図 多４図 多ゞ図 多５図 多？図 亥７図 努６図 多／ｏ図 多′′図
「電圧−電流」特性図、第３図はＦＣＴを駆動する基本
回路図、第４図は第３図における各部電圧・電流の時間
的変化図、第５図は２つのコンデンサを直列接続して成
る本発明の一実施例を示す回路図、第６図は第５図にお
ける各部電圧・電流の時間的変化図、第７図は、第５図
のスイッチＳ．，Ｓ２にそれぞれサイリスタおよびトラ
ンジスタを適用した実施例を示す回路図、第８図は第７
図のサィリスタ点弧回路にコンデンサＣを付加した実施
例の回路図、第９図乃至第１１図はそれぞれ２つのコン
デンサを並列接続して成る本発明の他の実施例を示す回
路図である。 Ｅｃ，，Ｅｃ２…・・・ゲート電源、ＣＧ，，Ｃｃ２・
・・・・・コンデンサ、ＲＧ，，Ｒｃ２，ＲＧ３・・・
・・・抵抗、Ｖｃ，，Ｖｃ２・・・・・・コンデンサ電
圧、Ｓ，，Ｓ２・・・・・・スイッチ、１＾・・・・・
・順電流、ＶＦ・・・・・・順電圧、ｌｃ・・・・・・
ゲート電流、ＥＭ・・・・・・主電源。 髪２図 多１図 努３図 多４図 多ゞ図 多５図 多？図 亥７図 努６図 多／ｏ図 多′′図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ゲート・カソード間の電圧の有無で導通または非導
通となる電界効果形サイリスタにおいて、ゲート電源に
より充電される第１のコンデンサを含む第１の回路と、
同じくゲート電源により充電される第２のコンデンサを
含む第１の回路よりインピーダンスの大きな第２の回路
とを、それぞれスイツチを介してゲート・カソード間に
接続して成る電界効果形サイリスタのゲート回路。 ２ 特許請求の範囲第１項において、第１のコンデンサ
と第２のコンデンサとが直列接続されることを特徴とす
る電界効果形サイリスタのゲート回路。 ３ 特許請求の範囲第１項において、第１のコンデンサ
と第２のコンデンサとが並列接続されることを特徴とす
る電界効果形サイリスタのゲート回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53019660A JPS6036708B2 (ja) | 1978-02-24 | 1978-02-24 | 電界効果形サイリスタのゲ−ト回路 |
| FR7904758A FR2418569A1 (fr) | 1978-02-24 | 1979-02-23 | Circuit de commande de gachette pour thyristor a effet de champ |
| DE2907147A DE2907147C3 (de) | 1978-02-24 | 1979-02-23 | Gate-Steuerschaltung für einen feldgesteuerten Thyristor |
| US06/015,475 US4292550A (en) | 1978-02-24 | 1979-02-26 | Gate control circuit with capacitor for field controlled thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53019660A JPS6036708B2 (ja) | 1978-02-24 | 1978-02-24 | 電界効果形サイリスタのゲ−ト回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54113238A JPS54113238A (en) | 1979-09-04 |
| JPS6036708B2 true JPS6036708B2 (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=12005393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53019660A Expired JPS6036708B2 (ja) | 1978-02-24 | 1978-02-24 | 電界効果形サイリスタのゲ−ト回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4292550A (ja) |
| JP (1) | JPS6036708B2 (ja) |
| DE (1) | DE2907147C3 (ja) |
| FR (1) | FR2418569A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944965A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | ゲ−ト駆動装置 |
| US4779126A (en) * | 1983-11-25 | 1988-10-18 | International Rectifier Corporation | Optically triggered lateral thyristor with auxiliary region |
| US4791350A (en) * | 1984-12-04 | 1988-12-13 | Square D Company | Current regulated switching regulator for gating gate turnoff devices |
| JPS62141963A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Toshiba Corp | Ｇｔｏのオフゲ−ト回路 |
| JPH0799931B2 (ja) * | 1989-09-08 | 1995-10-25 | 東洋電機製造株式会社 | スイッチング素子の駆動回路 |
| US5910746A (en) * | 1993-03-26 | 1999-06-08 | Sundstrand Corporation | Gate drive for a power switching device |
| US7777370B2 (en) * | 2007-05-03 | 2010-08-17 | Honeywell International Inc. | Integrated gate drive for use in control and protection of power modules |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1251965A (ja) * | 1968-01-25 | 1971-11-03 | ||
| US3575615A (en) * | 1969-10-02 | 1971-04-20 | Gen Motors Corp | Fast rise electric trigger pulse circuit |
| DE2133856A1 (de) * | 1970-07-08 | 1972-01-20 | Czdk Praha | Anordnung zum Ansteuern von Thyristoren unter Formung der Anstiegsflanke des Ansteuerimpulses an der Primärseite eines Impulstransformators |
| AU448164B2 (en) * | 1970-09-14 | 1974-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | A solid state switch |
| DE2158270C3 (de) * | 1970-11-26 | 1978-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) | Kontaktloser Schalter mit einem Feldeffekt-Thyristor |
| US3694669A (en) * | 1971-04-27 | 1972-09-26 | Food Automation Service Tech | Timing circuit for a programmable timer |
| DE2323258A1 (de) * | 1972-05-15 | 1973-11-29 | Westinghouse Electric Corp | Schaltungsanordnung zur gateunterstuetzten abschaltung eines gategesteuerten halbleiterschalters |
| US4162413A (en) * | 1975-09-12 | 1979-07-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor switch |
| US4037245A (en) * | 1975-11-28 | 1977-07-19 | General Electric Company | Electric field controlled diode with a current controlling surface grid |
| US4060821A (en) * | 1976-06-21 | 1977-11-29 | General Electric Co. | Field controlled thyristor with buried grid |
-
1978
- 1978-02-24 JP JP53019660A patent/JPS6036708B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-02-23 FR FR7904758A patent/FR2418569A1/fr active Granted
- 1979-02-23 DE DE2907147A patent/DE2907147C3/de not_active Expired
- 1979-02-26 US US06/015,475 patent/US4292550A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2418569A1 (fr) | 1979-09-21 |
| JPS54113238A (en) | 1979-09-04 |
| DE2907147B2 (de) | 1980-09-25 |
| US4292550A (en) | 1981-09-29 |
| DE2907147A1 (de) | 1979-09-06 |
| FR2418569B1 (ja) | 1981-11-27 |
| DE2907147C3 (de) | 1981-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0048758B1 (en) | Field effect transistor circuit configuration | |
| US6924963B2 (en) | ESD protection network utilizing precharge bus lines | |
| US5663672A (en) | Transistor gate drive circuit providing dielectric isolation and protection | |
| US4914540A (en) | Overvoltage-protective device | |
| US4305107A (en) | DC Interrupting apparatus | |
| US4421994A (en) | High speed line driver with ground output capability | |
| JPS6036708B2 (ja) | 電界効果形サイリスタのゲ−ト回路 | |
| JPS5929006B2 (ja) | 感光半導体スイツチ | |
| US4298809A (en) | Gate circuit for gate turn-off thyristor | |
| US3967138A (en) | Device for firing thyristor | |
| US4500797A (en) | Alternating polarity power supply control apparatus | |
| Knöll | High-current transistor choppers | |
| JP3658597B2 (ja) | サージ保護装置 | |
| JPS5931307B2 (ja) | インバ−タ装置 | |
| US4319182A (en) | Alternating polarity power supply control apparatus | |
| JPH03198618A (ja) | 電力変換装置のスナバ回路 | |
| JPH0438164B2 (ja) | ||
| US4359654A (en) | Alternating polarity power supply control apparatus | |
| US3546489A (en) | Complementary bistable circuit having delayed turn-on and turn-off | |
| US4099072A (en) | Variable pulse width circuit | |
| GB2039429A (en) | Ac switch using FET | |
| JPS5858900B2 (ja) | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト回路 | |
| JP2697271B2 (ja) | 無接点スイッチ | |
| JPS58178869A (ja) | 内燃機関の点火装置 | |
| SU1089727A1 (ru) | Формирователь импульсов дл управлени транзисторным преобразователем |