JPS6179321A - スイツチ装置 - Google Patents

スイツチ装置

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JPS6179321A
JPS6179321A JP60204570A JP20457085A JPS6179321A JP S6179321 A JPS6179321 A JP S6179321A JP 60204570 A JP60204570 A JP 60204570A JP 20457085 A JP20457085 A JP 20457085A JP S6179321 A JPS6179321 A JP S6179321A
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JP
Japan
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transistor
switch
pair
switching
switching device
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Pending
Application number
JP60204570A
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English (en)
Inventor
アントン マーセル バツクス
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Smiths Group PLC
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Smiths Group PLC
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic 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
    • H03K17/687Electronic 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 the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6877Electronic 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 the devices being field-effect transistors the control circuit comprising active elements different from those used in the output circuit

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、信号入力部と、信号出力部と、前記入力部と
出力部との間で直列に背中合わせに、すなわち同極性に
接続された第1の対の単向電流装置と、前記入力部と出
力部との間で、直列に逆向きの背中合わせに、すなわち
逆向きの同極性に、かつ前記第1の対と並列に接続され
た第2の対の単向電流装置とを備える型式のスイッチ装
置に関する。
(従来の技術と問題点) 固体装置を用いて交流を切り換える場合に、従来よりト
ライアックが使用されている。
しかし、トライアックは、オフの状態にあっても、供給
入力部における電圧のスパイクによって、オンの状態に
切り換えられるという欠点をもつ。
この効果は、「コミュテーションJ (Commuta
tion)と呼ばれ、トライアックの欠点として周知で
ある。
トライアックは、一旦トリガされると、供給電流が停止
するまで導電状態を維持するので、長時間に亘って電流
が不必要に流れることになり、その結果、トライアック
の出力に接続された回路が損傷するおそれがある。
一般に、フィルタを用いて、トライアックが被曝する高
速の電圧スパイクまたは電圧エツジを少なくすることに
よって、上述のコミュテーション効果を少なくしようと
する試みが行われている。
しかし、このようにフィルタを用いることによって、ト
ライアックを通過しうる有用な電力の量が少なくなり、
かつフィルタが、大きなインダクタンス及びコンデンサ
を備えるので、装置全体の寸法及び重量が大きくなる。
(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、上述の欠点を解消したスイッチ装置を
提供することにある。
本発明によれば、上述の型式のスイッチ装置であって、
第1の対の単向電流装置間の接続部と第2の対の単向電
流装置間の接続部との間に接続されたトランジスタスイ
ッチング装置を備えており、前記トランジスタスイッチ
ング装置が導電性をもつときは、前記第1の対のうち一
方の単向電流袋=4− 置と前記第2の対のうち一方の単向電流装置とを介して
、信号電流が入力部と出力部との間を流れ、かつ前記ト
ランジスタスイッチング装置が導電性をもたないときは
、信号電流が前記入力部と出力部との間で遮断されるこ
とを特徴とするスイッチ装置が提供される。
本発明によるトランジスタスイッチング装置は、そのス
イッチ動作が、該装置のターミナルにおける大きな電圧
の暴走の影響を受けないので、コミュテーションの問題
を排除することができる。
また、トランジスタスイッチング装置のゲートまたはベ
ースにおける異常入力によっても、通常の場合、その異
常入力の期間に該装置がスイッチ動作をするだけである
。これにより、トランジスタスイッチング装置を流れる
電流によって損傷を生じるおそれが少なくなる。
前記トランジスタスイッチング装置が、MOSFET、
すなわち酸化金属半導体電界効果トランジスタであり、
かつ前記単向電流装置がダイオードであると、好都合で
ある。
前記スイッチ装置が、トランジスタスイッチング装置の
スイッ動作を制御するスイッチング制御ユニットを備え
るのがよい。
このスイッチング制御ユニットが、その電荷によってト
ランジスタスイッチング装置のスイッチ動作を制御する
コンデンサに備え、かつ、前記コンデンサに接続され、
該スイッチング制御ユニットによって、トランジスタス
イッチング装置がオンの状態にあるときは、入力部にお
ける信号の交番によって、前記l〜ランジスタスイッチ
ング装置がオフの状態に切り換えられるのを阻止する抵
抗器を備えていると都合がよい。
前記スイッチング制御ユニットが、コンデンサの充電を
制御するスイッチを備えており、かつこのスイッチが、
前記コンデンサと直Xf電圧電源とに直列に接続された
トランジスタを備えていると、さらに好都合である。
以下に、本発明に交流スイッチ装置を、添付図面を参照
しつつ、実施例を用いて説明する。
(実 施 例) 本発明によるスイッチ装置は、信号入力部(2)と信号
出力部(3)との間で直列に接続されたスイッチングユ
ニツl−(1)からなる。スイッチングユニッ1〜(1
)の動作は、線路(5)から制御信号を受信するスイッ
チング制御ユニット(4)により制御される。
スイッチングユニット(]−)は、入力部(2)と出力
部(3)との間で直列に背中合せに、すなわち同極性に
接続された1対の第1のダイオード(11)(12)、
またはこれに類似の単向電流装置を備えている。これら
2個のダイオードのカソードは、共通の接続部(13)
に接続されている。
また、スイッチングユニット(1)は、第1のダイオー
ド対(]]、)(]、2)と平列をなし、かつ入力部(
2)と出力部(3)との間で直列に背中合せに、すなわ
ち同極性に接続された1対の第2のダイオード(21)
 (22)を備えている。
第2のダイオード対は、第1−のダイオード対とは逆向
きに同極性に接続されており、それらのアノードは、共
通の接続部(23)に接続されている。
スイッチンゲユニット(1)は、さらに、ソースと、接
続部(13) (23)と交差するドレーンとに接続さ
れたN−チャネルの酸化金属半導体電界効果トランジス
タ(MOS FET)(30)を備える。
電界効果トランジスタ(30)は、スイッチとしてオン
オフの動作をさせることができるので、該トランジスタ
を介して接続部(1,3)(23)間を電流が流れるよ
うにしたり、遮断することができる。
電界効果トランジスタ(30)がオンの状態にあると、
スイッチングユニット(1)は導電性を示すので、信号
電流が、入力部(2)と出力部(3)との間を流れるこ
とができる。
入力部(2)において、交番人力信号自身の電流は、そ
のサイクルが正値をとるとき、入力部(2)からダイオ
ード(11)、電界効果トランジスタ(3o)及びダイ
オード(22)を経て出力部(3)へ流れ、そのサイク
ルが負値をとるとき、出力部(3)からダイオード(1
2)、電界効果トランジスタ(3o)及びダイオード(
21)を経て入力部(2)へ流れる。従って、電界効果
トランジスタ(30)を流れる電流は、常に同じ方向で
ある。
電界効果1ヘランジスタ(30)がオフの状態にあると
、スイッチングユニッl〜(1)は非導電性を示すので
、入力部(2)と出力部(3)との間における電流の流
れは遮断される。入力部(2)における交番信号は、サ
イクルが正値をとるときは、ダイオード(21)により
、サイクルが負値をとるときは、ダイオード(22)(
11)により遮断される。
電界効果l・ランジスタ(30)のスイッチ動作、すな
わちスイッチングユニツI−(! )のスイッチ動作は
、スイッチング制御ユニットにより達成されるが、その
−実施例を以下に説明する。
スイッチング制御ユニッh(4)の出力は、電界効果ト
ランジスタ(30)のゲート及びソースへと接続されて
おり、該1〜ランジスタは、ゲート電圧が正のときにス
イッチオンの状態となる。スイッチング制御ユニット(
4,)は、前記出方へ接続され、かつツェナーダイオー
ド(42)及び抵抗器(43)と並列に接続されたコン
デンサ(41)を備えている。
このツェナーダイオ−1へのカソードは、電界効果トラ
ンジスタ(30)のゲートと接続されている。
トランジスタ(44)が、正電圧の線路(45)と、抵
抗器(46)とダイオード(47)とを介して、並列に
接続された抵抗器(43)、ツェナーダイオード(42
)及びコンデンサ(41)と直列に接続されている。ト
ランジスタ(44)のベースは、スイッチング制御ユニ
ット(4)の入力線(5)と接続している。
作動時、低電圧が入力線(5)にかかることによって、
トランジスタ(44)は導電性を呈する。入力部(2)
における信号の値が負になると、電流が、電界効果トラ
ンジスタ(30)を介して流れて、コンデンサ(41)
を充電する。
これにより、スイッチングユニット(1)の電界効果ト
ランジスタ(30)は、スイッチのオンの状態となる。
入力部(2)における信号の値が正に変わると、トラン
ジスタ(44)を流れる電流は完全に遮断されるが、コ
ンデンサ(41)及び抵抗器(43)の時定数は、スイ
ッチングユニット(1)の電界効果トランジスタ(30
)がスイッチのオンの状態のままに維持されることを保
証しうる値である。
スイッチングユニット(1)が導電性を示さないように
したいときは、線路(5)にかかるスイッチング制御ユ
ニツ!−(4,)への入力信号の値を正に転換すること
により、該スイッチング制御ユニットのトランジスタ(
44)は、オフの状態となる。
コンデンサ(41)の残留電荷が、抵抗器(43)を介
して消失するので、電界効果トランジスタ(30)のゲ
ート電位は、該トランジスタをオンの状態に維持するの
に必要なレベルよりも低下し、かつそれにより、スイッ
チングユニット(1)は、オフの状態となる。
電界効果トランジスタ(30)は、入力部(2)におけ
る大きな電圧のスパイクに対して感度をもたないので、
トライアックの場合のように、このようなスパイクによ
ってオンの状態にならないということはない。たとえば
、電気的干渉によって、スイッチング制御ユニット(4
)から異常出力が発生し、それが、前記スイッチングユ
ニットをオンの状態にする程度まで、電界効果トランジ
スタ(30)のゲート電位を上げることはありうる。
しかし、電界効果1〜ランジスタ(30)の伝導は、ゲ
ート電位が高く維持されることによるので、それが下が
ると、該トランジスタは、再び導電性を失なうことにな
る。
第2図に示すような回路によって、正の直流線路(45
)を用いる必要がなくなる。この場合に、トランジスタ
(44)のエミッタが、入力部(2)に接続される。
いずれの回路の場合にも、伝導のために、ダイオード(
11) (12) (21) (22)をバイアスする
高圧電源を全く必要としないので、大きな高圧回路を用
いる必要がない。入力信号が、自然に伝導するダイオー
ドを介して入力部(2)と出力部(3)との間を流れる
ので、入力電圧は全く制限されない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるスイッチ装置の実施例を示す回
路図である。 第2図は、第1図示のスイッチ装置の変更例を示す回路
図である。 (1)スイッチングユニット  (2)入力部(3)出
力部 (4)スイッチング制御ユニット (5)線 路         (11)(12)ダイ
オード(13)接続部         (21) (
22)ダイオード(23)接続部 (30)酸化金属半導体電界効果トランジスタ(41)
コンデンサ       (42)ツェナーダイオード
(43)抵抗器         (44)トランジス
タ(45)線 路         (46)抵抗器(
47)ダイオード

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)信号入力部と、信号出力部と、前記入力部と出力
    部との間で直列に背中合わせに接続された第1の対の単
    向電流装置と、前記入力部と出力部との間で、直列に逆
    向きの背中合わせに、かつ前記第1の対と並列に接続さ
    れた第2の対の単向電流装置とを備える型式のスイッチ
    装置であって、第1の対の単向電流装置(11)(12
    )間の接続部(13)と第2の対の単向電流装置(21
    )(22)間の接続部(23)との間に、トランジスタ
    スイッチング装置(30)が接続されており、トランジ
    スタスイッチング装置(30)が導電性をもつときは、
    信号電流が、第1の対の一方の単向電流装置(11)ま
    たは(12)と第2の対の単向電流装置(22)または
    (21)とトランジスタスイッチング装置(30)とを
    介して、入力部(2)と出力部(3)との間を流れ、か
    つトランジスタスイッチング装置(30)が導電性をも
    たないときは、信号電流が入力部(2)と出力部(3)
    との間で実質的に遮断されるようになっていることを特
    徴とするスイッチ装置。
  2. (2)トランジスタスイッチング装置が、酸化金属半導
    体電界効果トランジスタ(MOS FET)(30)で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載
    のスイッチ装置。
  3. (3)単向電流装置が、ダイオード(11)(12)(
    21)(22)であることを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項または第(2)項に記載のスイッチ装置。
  4. (4)トランジスタスイッチング装置(30)のスイッ
    チ動作を制御するためのスイッチング制御ユニット(4
    )を備えることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    乃至第(3)項のいずれかに記載のスイッチ装置。
  5. (5)スイッチング制御ユニット(4)が、その電荷に
    よってトランジスタスイッチング装置(30)のスイッ
    チ動作を制御するコンデンサ(41)を備えていること
    を特徴とする特許請求の範囲第(4)項に記載のスイッ
    チ装置。
  6. (6)スイッチング制御ユニット(4)が、コンデンサ
    (41)に接続された抵抗器(43)を備えており、該
    抵抗器が、スイッチング制御ユニット(4)によってト
    ランジスタスイッチング装置(30)がオンの状態にあ
    るときは、入力部(2)における信号の交番によってト
    ランジスタスイッチング装置(30)がオフの状態に切
    換えられるのを阻止することを特徴とする特許請求の範
    囲第(5)項に記載のスイッチ装置。
  7. (7)スイッチング制御ユニット(4)が、コンデンサ
    (41)の充電を制御するスイッチ(44)を備えてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(5)項または第
    (6)項に記載のスイッチ装置。
  8. (8)スイッチが、トランジスタ(44)を備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(7)項に記載のス
    イッチ装置。
  9. (9)トランジスタ(44)が、コンデンサ(41)と
    直流電圧電源とに直列に接続されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(8)項に記載のスイッチ装置。
JP60204570A 1984-09-18 1985-09-18 スイツチ装置 Pending JPS6179321A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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GB848423574A GB8423574D0 (en) 1984-09-18 1984-09-18 Switch
GB8423574 1984-09-18

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JPS6179321A true JPS6179321A (ja) 1986-04-22

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ID=10566887

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JP60204570A Pending JPS6179321A (ja) 1984-09-18 1985-09-18 スイツチ装置

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JP (1) JPS6179321A (ja)
DE (1) DE3531021C2 (ja)
FR (1) FR2570562B1 (ja)
GB (2) GB8423574D0 (ja)

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