JPS62207023A - Semiconductor switch - Google Patents

Semiconductor switch

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JPS62207023A
JPS62207023A JP4839286A JP4839286A JPS62207023A JP S62207023 A JPS62207023 A JP S62207023A JP 4839286 A JP4839286 A JP 4839286A JP 4839286 A JP4839286 A JP 4839286A JP S62207023 A JPS62207023 A JP S62207023A
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JP
Japan
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transistor
switch
detection
current
terminal
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JP4839286A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Matsuyama
光男 松山
Yasunobu Inabe
井鍋 泰宣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect properly the on/off state of a main current even when a main current switch is in any operating potential to a control power supply by detecting the on/off state of the main current by a current flowing respectively into the 1st detection terminal or not of the 2nd detection termonal. CONSTITUTION:When a PNPN switch 1 is in the on-state and a potential of an anode terminal A is higher than an earth potential of the control side, the 1st detection transistor (TR) Q4 is active and the on-detection current flows from the 1st detection terminal C1. When a potential of a cathode terminal K is lower than the control power supply V2, the 2nd detection TR Q5 is active and the ON-detection current flows to the 2nd detection terminal C2. The flowing current from the 1st and 2nd detection terminals C1, C2 acts like flowing itself to the sensing resistor R3 and the on/off state of the PNPN switch 1 is detected depending on the presence of the current flowing to the sensing resistor R3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はPNPNスイッチなどの主電流スイッチを含む
半導体スイッチに係り、特に主電流スイッチの動作電位
が制御電源に対し浮動していても主電流のオン・オフ状
態を適確に検出できる半導体スイッチに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor switch including a main current switch such as a PNPN switch, and particularly to a semiconductor switch including a main current switch such as a PNPN switch. This invention relates to a semiconductor switch that can accurately detect on/off states.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来から一般に半導体スイッチとしてのPNPNスイッ
チなどは、トランジスタスイッチに比べて双方向に高耐
圧が得られることやオン抵抗を低くできることや大電流
通電時にもオン電圧を低くできることなどの利点がある
が、しかし同時に自己保持機能を有するためにオン・オ
フスイッチとして用いる場合にはオフ制御が比較的離し
いという欠点を有している。このようなPNPNスイッ
チを負荷電流を変えずにオフさせるには、ゲート・カン
ード間を過渡的に短絡し一時的に保持電流を高めて負荷
電流を保持できなくする方法とゲートに逆電流を与えて
オフさせる方法とがあり、電流切断能力や外部回路条件
によって使い分けられる。
Traditionally, semiconductor switches such as PNPN switches have advantages over transistor switches, such as being able to obtain high breakdown voltage in both directions, lower on-resistance, and lower on-voltage even when a large current is applied. However, since it has a self-holding function, it also has the disadvantage that when used as an on/off switch, the off control is relatively distant. In order to turn off such a PNPN switch without changing the load current, there are two methods: temporarily shorting the gate and cand to temporarily increase the holding current and making it impossible to hold the load current, and applying a reverse current to the gate. There are two methods for turning off the power supply, and the method to use depends on the current cutting ability and external circuit conditions.

上記の方法を用いて構成したPNPNスイッチなどの主
電流スイッチを含むオン・オフスイッチにおいて、主電
流スイッチのオン・オフ状態の検出を必要とする場合が
ある。たとえばPNPNスイッチを用いた2個′のオン
・オフスイッチで電流切換えスイッチを構成した場合に
は、まず一方のスイッチをパルス的にオフ駆動してから
他方のスイッチをパルス的にオン駆動することにより負
荷電流を切り換えようとしたときに、オフ駆動をうけた
スイッチが完全にオフ状態にならないまま他方のスイッ
チがオン状態となり、同時に2個のスイッチがオン状態
を保つ場合がでてくる。これはPNPNスイッチの自己
保持機能と一般にターンオフ時間がターンオン時間より
長いことに起因する誤動作現象であるが1.これを防止
するためにはスイッチにオン・オフ状態の検出機能をも
たせてオフ駆動と同期させる必要がある。また消費電力
を低減するためにスイッチのオフ後にオフ駆動を停止す
る機能が求められる場合があるが、このときにはスイッ
チが確実にオフ状態になったことを検出してオフ駆動を
停止させないとオン・オフ機能を満足しない。
In an on/off switch including a main current switch such as a PNPN switch configured using the above method, it may be necessary to detect the on/off state of the main current switch. For example, when a current selection switch is configured with two on/off switches using PNPN switches, first one switch is turned off in a pulsed manner, and then the other switch is turned on in a pulsed manner. When trying to switch the load current, there are cases where the switch that has been driven off does not completely turn off before the other switch turns on, and two switches remain on at the same time. This is a malfunction phenomenon caused by the self-holding function of the PNPN switch and the fact that the turn-off time is generally longer than the turn-on time.1. In order to prevent this, it is necessary to provide the switch with an on/off state detection function and synchronize it with the off drive. In addition, in order to reduce power consumption, there are cases where a function is required to stop the OFF drive after the switch is turned off, but in this case, if the switch is not reliably turned OFF and the OFF drive is not stopped, the ON state will be stopped. Not satisfied with off function.

従来のこの種のPNPNスイッチのオン・オフ状態を検
出する方法として、たとえば特開昭59−17861号
公報に示されるようにPNPNスイッチのNPN部と並
列接続された検出用NPNトランジスタの流入電流の有
無によりオン・オフ状態の検出を行う方法が知られてい
る。
A conventional method for detecting the on/off state of this type of PNPN switch is to detect the inflow current of a detection NPN transistor connected in parallel with the NPN section of the PNPN switch, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-17861. A method is known in which the on/off state is detected based on the presence or absence.

しかしこの従来方法ではスイッチの動作電位が制御電源
より低い場合にのみ有効であり、より高い動作電位のと
きには検出用トランジスタが動作できず検出機能を満足
しない問題点がある。
However, this conventional method is effective only when the operating potential of the switch is lower than the control power supply, and when the operating potential is higher, the detection transistor cannot operate and the detection function is not satisfied.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は主電流スイッチが制御電源に対してどの
ような動作電位にあっても主電流のオン・オフ状態を適
確に検出できる半導体スイッチを提供するにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor switch that can accurately detect the on/off state of the main current no matter what operating potential the main current switch has with respect to the control power supply.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記の目的を達成するため、PNPNスイッ
チ等の主電流スイッチを含む主電流スイッチ回路に電流
流出形の第1の主電流オン・オフ検出手段およびその検
出用端子と、電流流入形の第2の主電流オン・オフ検出
手段およびその検出用端子を備え、主電流スイッチの動
作電位にかかわりなく適確な主電流のオン・オフ状態の
検出を可能に構成した半導体スイッチである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a main current switch circuit including a main current switch such as a PNPN switch with a current outflow type first main current on/off detection means and its detection terminal, and a current inflow type first main current on/off detection means and its detection terminal. This semiconductor switch is equipped with a second main current on/off detection means and its detection terminal, and is configured to be able to accurately detect the on/off state of the main current regardless of the operating potential of the main current switch.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に本発明の実施例を第1図ないし第4図により説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は本発明による半導体スイッチの第1の実施例を
示す回路構成図である。第1図において、1はPNPN
スイッチ(主電流スイッチ)、2はターンオフ用スイッ
チ回路、3は主電流スイッチ回路である。Ql、C2は
4端子PNPNスイツチ1を等価的に構成するPNP部
とNPN部のPNP トランジスタとNPN トランジ
スタ、C3はターンオフ用スイッチ回路2を構成するN
PN トランジスタ、C4,C5は主電流スイッチ回路
3を構成する第1.第2のオン・オフ検出用のトランジ
スタ、R1はPNPNスイッチ1のdtt/dt効果に
よる誤動作の防止用抵抗である。Vl、R2はそれぞれ
負荷用電源と抵抗、DI、D2は逆流防止用ダイオード
、C6は電流変換用のトランジスタ、V2.R3はそれ
ぞれ制御電源と検出用抵抗である。またA、にはそれぞ
れアノード端子とカソード端子、Gはゲート端子、CI
 、C2は第1.第2の検出用端子、Bはオフ制御用端
子である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a semiconductor switch according to the present invention. In Figure 1, 1 is PNPN
A switch (main current switch), 2 is a turn-off switch circuit, and 3 is a main current switch circuit. Ql and C2 are PNP transistors and NPN transistors of the PNP section and NPN section that equivalently constitute the 4-terminal PNPN switch 1, and C3 is the NPN transistor that constitutes the turn-off switch circuit 2.
PN transistors C4 and C5 constitute the main current switch circuit 3. The second on/off detection transistor R1 is a resistor for preventing malfunction due to the dtt/dt effect of the PNPN switch 1. Vl and R2 are respectively a load power supply and a resistor, DI and D2 are reverse current prevention diodes, C6 is a current conversion transistor, and V2. R3 is a control power supply and a detection resistor, respectively. Also, A and C have an anode terminal and a cathode terminal, respectively, G has a gate terminal, and CI
, C2 is the first. The second detection terminal B is an off control terminal.

第1図の半導体スイッチはPNPNスイッチ(主電流ス
イッチ)1の主電極用のアノード端子Aおよびカソード
端子にと、オン制御用ゲート端子Gと、電流流出形の第
1の主電流オン・オフ検出手段(この場合は検出用トラ
ンジスタQ4)および第1の検出用端子C1および電流
流入形の第2の主電流オン・オフ検出手段(この場合は
検出用トランジスタQ5)および第2の検出用端子C2
を有する主電流スイッチ回路3と、この主電流スイッチ
回路3のゲート端子Gとカソード端子にの間に接続すれ
かつオフ制御用端子Bを有するターンオフ用スイッチ回
路2から成り、PNPNスイッチ(主電流スイッチ)1
のオン・オフ状態を上記第1.第2の検出用端子(1,
C2からの流出入電流により検出用抵抗R3で検出する
構成である。また上記主電流スイッチ回路3はPNPN
スイッチ1と、このPNPNスイッチ1を等価的に構成
するPNP部とNPN部のPNPトランジスタQ1とN
PN トランジスタQ2のエミッタ、ベースにそれぞれ
エミッタ、ベースを接続された第1.第2の検出用トラ
ンジスタから成り、この第1.第2の検出用トランジス
タのコレクタがそれぞれ上記第1.第2の検出用端子C
I 、C2に接続され・上記ターンオフ用スイッチ回路
2はNPN トランジスタQ3から成り、このNPN 
トランジスタQ3のベースが上記オフ制御用端子Bに接
続される。
The semiconductor switch in Fig. 1 has an anode terminal A and a cathode terminal for the main electrodes of a PNPN switch (main current switch) 1, a gate terminal G for on control, and a current outflow type first main current on/off detection terminal. means (in this case, the detection transistor Q4) and the first detection terminal C1, and a current inflow type second main current on/off detection means (in this case, the detection transistor Q5) and the second detection terminal C2.
The turn-off switch circuit 2 is connected between the gate terminal G and the cathode terminal of the main current switch circuit 3 and has a turn-off control terminal B. )1
The on/off state of the above 1. Second detection terminal (1,
The configuration is such that the detection resistor R3 detects the current flowing in and out from C2. Moreover, the main current switch circuit 3 is PNPN.
Switch 1 and PNP transistors Q1 and N of the PNP part and NPN part that equivalently constitute this PNPN switch 1
The first . consisting of a second detection transistor; The collectors of the second detection transistors are respectively connected to the first and second detection transistors. Second detection terminal C
The turn-off switch circuit 2 consists of an NPN transistor Q3, which is connected to I and C2.
The base of transistor Q3 is connected to the off control terminal B.

この回路構成において、まず主電流スイッチ回路3のP
NPNスイッチ(主電流スイッチ)1のオン制御はゲー
ト端子Gからオン駆動電流を供給することによって行わ
れ、このとき等価的にトランジスタQ1.Q2により構
成されるPNPNスイッチ1がオン状態となって、外部
回路の負荷用111tV1と抵抗R2で定まる主電流が
アノード端子Aからカソード端子にへ流れる。これと同
時にPNPNスイッチ1のトランジスタQ1.Q2のエ
ミッタ、ベースとそれぞれエミッタ、ベースが接続され
た第1.第2の検出用トランジスタQ4.Q5もオン状
態となルタめ、PNPNスイッチ1の動作電位に応じて
?PJ1または第2の検出用端子C1またはC2から電
流が流出または流入し、ダイオードD1D2.トランジ
スタQ6を経由して検出用抵抗R3に制御電源v2と抵
抗R3で定まるオン検出信号電流が流れる。ついでオフ
制御はオフ制御端子Bヘオフ駆動電流を流し込むことに
ょって行われ、このときターンオフ用スイッチ回路2の
トランジスタQ3がオン状態になって、PNPNスイッ
チ1のゲート端子Gとカソード端子にの間すなわちトラ
ンジスタQ2のベース・エミッタ間を短絡することによ
りPNPNスイッチ1の保持電流値を高め、アノード端
子Aからカソード端子Kに向って流れていた主電流をオ
フする。これと同時に第1.第2の検出用トランジスタ
Q41Q5もオフ状態となるため、第1.第2の検出用
端子C1またはC2からの流出または流入電流により検
出用抵抗R3に流れていたオン検出信号電流もオフとな
る。
In this circuit configuration, first, P of the main current switch circuit 3
Turn-on control of the NPN switch (main current switch) 1 is performed by supplying an on-drive current from the gate terminal G, and at this time, equivalently, the transistors Q1. The PNPN switch 1 constituted by Q2 is turned on, and the main current determined by the load 111tV1 of the external circuit and the resistor R2 flows from the anode terminal A to the cathode terminal. At the same time, transistor Q1 of PNPN switch 1. The emitter and base of Q2 are connected to the first . Second detection transistor Q4. Is Q5 also in the on state depending on the operating potential of PNPN switch 1? A current flows out or flows in from PJ1 or the second detection terminal C1 or C2, and the diode D1D2. An on-detection signal current determined by the control power supply v2 and the resistor R3 flows through the detection resistor R3 via the transistor Q6. Next, off control is performed by flowing an off drive current into the off control terminal B, and at this time, the transistor Q3 of the turn-off switch circuit 2 is turned on, and the voltage between the gate terminal G and the cathode terminal of the PNPN switch 1 is turned on. That is, by short-circuiting the base and emitter of the transistor Q2, the holding current value of the PNPN switch 1 is increased, and the main current flowing from the anode terminal A to the cathode terminal K is turned off. At the same time, the first. Since the second detection transistor Q41Q5 is also turned off, the first detection transistor Q41Q5 is also turned off. The on-detection signal current flowing through the detection resistor R3 is also turned off due to the outflow or inflow current from the second detection terminal C1 or C2.

ここで主電流のオン・オフ状態検出は主電流電流しるP
NPNスイッチ1のトランジスタQ1、C2とそれぞれ
接続された第1.第2の検出用トランジスタQ41Q5
のコレクタ電流の有無によって行われる。まずPNPN
スイッチ1がオン状態にあるときに、アノード端子Aの
電位が制御側のアース電位に対して約2 X VEI(
ベース・エミッタ電圧)より高い場合には、第1の検出
用トランジスタQ4が能動となって、そのコレクタに接
続された第1の検出用端子C1からオン検出電流が流出
する。またカソード端子にの電位が制御電源v2に対し
て約3×N’BKより低い場合には、第2の検出用トラ
ンジスタQ5が能動となりて、そのコレクタに接続され
た第2の検出用端子C2ヘオン検出電流が流入する。こ
れらの第1.第2の検出用端子CI。
Here, the on/off state detection of the main current is performed using the main current P.
The first . Second detection transistor Q41Q5
This is determined by the presence or absence of the collector current. First, PNPN
When switch 1 is in the on state, the potential of anode terminal A is approximately 2 × VEI (
(base-emitter voltage), the first detection transistor Q4 becomes active, and an on-detection current flows out from the first detection terminal C1 connected to its collector. Further, when the potential at the cathode terminal is lower than approximately 3×N'BK with respect to the control power supply v2, the second detection transistor Q5 becomes active and the second detection terminal C2 connected to its collector becomes active. Heon detection current flows. The first of these. Second detection terminal CI.

C2からの流出入電流は何れも検出用抵抗R3へ電流を
流し込むように働らき、第1.第2の検出用トランジス
タQ4 、C5のオン・オフ動作はPNPNスイッチ1
のオン・オフ動作に同期しているので、検出用抵抗R3
に流れる電流の有無によってPNPNスイッチ1のオン
・オフ状態を検出できる。しかも第1.第2の検出用ト
ランジスタQ4tQ5はPNPNスイッチ1の動作電位
に応じて何れか一方または両方が能動動作となり、かつ
相互に補完するように作動するから、逆流防止用ダイオ
ードDI、D2を接続してあれば第1.第2の検出用端
子C1C2への逆電流による悪影響もなく、PNPNス
イッチ(主電流スイッチ)1が制御電源v2に対してど
のような動作電位にあっても、その主電流のオン・オフ
状態を適確に検出できる。
Both the currents flowing in and out of C2 act to flow the current into the detection resistor R3, and the current flows into the detection resistor R3. The on/off operation of the second detection transistors Q4 and C5 is performed by the PNPN switch 1.
Since the detection resistor R3 is synchronized with the on/off operation of
The on/off state of the PNPN switch 1 can be detected by the presence or absence of current flowing through the switch. And number one. One or both of the second detection transistors Q4tQ5 becomes active depending on the operating potential of the PNPN switch 1, and they operate to complement each other, so it is recommended to connect the reverse current prevention diodes DI and D2. First. There is no adverse effect due to reverse current to the second detection terminal C1C2, and no matter what operating potential the PNPN switch (main current switch) 1 has with respect to the control power supply v2, the on/off state of the main current can be controlled. Can be detected accurately.

第2図は本発明による半導体スイッチの第2の実施例を
示す回路構成図である。第2図において、各図面を通じ
て同一符号または記号は同一または相当部分を示すもの
とし、C7はターンオフ用スイッチ回路2を構成するP
NPトランジスタ、B2は第2のオフ制御用端子、G2
は主電流スイッチ回路3の第2のゲート端子である。第
2図の半導体スイッチは第1図の回路mtのターンオフ
用スイッチ回路2に第2のオフ制御用端子B2を有する
PNPトランジスタQ7を付加し、主電流スイッチ回路
3に第2のゲート端子(アノードゲート端子)G2を設
けて、PNPNスイッチ(主電流スイッチ)1が制御電
源v2に対して完全に正方向にあってもオン・オフ動作
ができるようにした実施例であり、その主電流スイッチ
回路3はPNPNスイッチ1のカソードゲート端子とア
ノードゲート端子をそれぞれ第1.第2のオン制御端子
G1、G2として有し、そのターンオフ用スイッチ回路
2はNPNトランジスタQ3とPNP トランジスタQ
7の並列回路から成り、2つのトランジスタQ3tQ7
のベース端子がそれぞれ第1、第2のオフ制御用端子B
1 、B2となる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the semiconductor switch according to the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals or symbols indicate the same or corresponding parts throughout the drawings, and C7 is P that constitutes the turn-off switch circuit 2.
NP transistor, B2 is the second off control terminal, G2
is the second gate terminal of the main current switch circuit 3. The semiconductor switch shown in FIG. 2 has a PNP transistor Q7 having a second off control terminal B2 added to the turn-off switch circuit 2 of the circuit mt shown in FIG. This is an embodiment in which a gate terminal) G2 is provided to enable on/off operation even when the PNPN switch (main current switch) 1 is in the completely positive direction with respect to the control power supply v2, and the main current switch circuit 3 connects the cathode gate terminal and anode gate terminal of the PNPN switch 1 to the first . The turn-off switch circuit 2 includes an NPN transistor Q3 and a PNP transistor Q.
7 parallel circuits, two transistors Q3tQ7
The base terminals of are the first and second off control terminals B, respectively.
1, B2.

なお第1図と同様の外部回路は省略しである。Note that external circuits similar to those in FIG. 1 are omitted.

この回路構成において、その動作は第1図とほぼ同様で
あるが、PNPNスイッチ(主電流スイッチ)1が制御
電源V2に対して正方向の電位にあっても、第2のゲー
ト端子(アノードゲート端子)G2からオン駆動電流を
引き出すことによりPNPNスイッチ1をオン制御でき
、また第2のオフ制御用端子B2からオフ駆動電流を引
き出すことによりオフ制御できる。第1゜第2の検出用
トランジスタQ ’ + Q sの動作は第1図と同様
であり、PNPNスイッチ1がどのような動作電位にあ
ってもその主電流のオン・オフ状態を切れ目なく検出で
きる。なお第2図の半導体スイッチを逆並列接続するこ
とによって1交流用オン・オフスイッチを構成すること
も可能である。
In this circuit configuration, its operation is almost the same as that shown in FIG. The PNPN switch 1 can be controlled to be turned on by drawing an on-drive current from the terminal (terminal) G2, and can be controlled to be turned off by drawing an off-drive current from the second off-control terminal B2. 1゜The operation of the second detection transistor Q' + Qs is the same as that shown in Fig. 1, and no matter what operating potential the PNPN switch 1 is at, it seamlessly detects the on/off state of its main current. can. Note that it is also possible to configure a 1-AC on/off switch by connecting the semiconductor switches shown in FIG. 2 in antiparallel.

第3図は本発明による半導体スイッチの第3の実施例を
示す回路構成である。第6図において、C8tQ9は電
流分流用の第1.第2のトランジスタである。第3図の
牛導体スイッチは第1図の回路構成の主電流スイッチ回
路3に電流分流用の第1.第2のトランジスタQ a 
t Q9を付加し、半導体スイッチとしても電流切断能
力をさらに高めるようにした実施例であり、その主電流
スイッチ回路3はPNPNスイッチ(主電流スイッチ)
1と、電流分流用の第1゜第2のトランジスタQ8 、
Q9と、第1.第2の検出用トランジスタQ4.Q5か
ら成り、上記PNPNスイッチ1の一方の主電極は第1
の電流分流用トランジスタQ8のエミッタに接続され、
他方の主電極は第2の電流分配用トランジスタQ9のベ
ースに接続されるとともに、第1の電流分流用トランジ
スタQ8のベース、コレクタはそれぞれ第2の電流分流
用トランジスタのコレクタ、エミッタに接続される。
FIG. 3 is a circuit configuration showing a third embodiment of a semiconductor switch according to the present invention. In FIG. 6, C8tQ9 is the first current shunt. This is the second transistor. The cow conductor switch shown in FIG. 3 has a main current switch circuit 3 having the circuit configuration shown in FIG. Second transistor Q a
t Q9 is added to further increase the current cutting ability as a semiconductor switch, and the main current switch circuit 3 is a PNPN switch (main current switch).
1, a first and second transistor Q8 for current shunting,
Q9 and 1st. Second detection transistor Q4. Q5, one main electrode of the PNPN switch 1 is the first
is connected to the emitter of the current shunting transistor Q8,
The other main electrode is connected to the base of the second current dividing transistor Q9, and the base and collector of the first current dividing transistor Q8 are respectively connected to the collector and emitter of the second current dividing transistor. .

この回路構成において、オン制御は第1図と同じくゲー
ト端子Gからのオン駆動電流の供給によって行われ、ま
ずPNPNスイッチ1がオンとなり、ついで電流分流用
トランジスタQa+Q9がオフ状態となって、アノード
端子Aからカソード端子にへ主電流が流れる。これと同
時に第1.第2の検出用トランジスタQ4.Q5もオン
状態となっているから、第1.第2の検出用端子C1ま
たはC2に電流(オン検出電流)が流れる。つぎにオフ
制御は第1図と同じくオフ制御端子Bからオフ駆動電流
を流し込むことにより行われ、まずターンオフ用制御回
路2のトランジスタQ3がオンとなり、PNPNスイッ
チ1がターンオフして、ついで電流分流用トランジスタ
Q8.Q9がオフとなって、アノード端子Aからカソー
ド端子にへ流れていた主電流をオフする。この第3図の
実施例においては、主電流がPNPNスイッチ1と電流
分流用のトランジスタQ 8t Q 9とに分流する構
成であるため、第1図よりさらに電流切断能力の大きい
半導体スイッチとなる。またPNPNスイッチ1の動作
電位にかかわらずオン・オフ状態を検出できるのは第1
図と同様である。ただし特にオフ状態の検出の時間につ
いては、電流分流用のトランジスタQ81Q9によるタ
ーンオフ時間が誤差となる傾向をもつ。この点を改良す
るものが次の第4図に示す実施例である。
In this circuit configuration, on-control is performed by supplying an on-drive current from the gate terminal G, as in FIG. The main current flows from A to the cathode terminal. At the same time, the first. Second detection transistor Q4. Since Q5 is also in the on state, the first. A current (ON detection current) flows through the second detection terminal C1 or C2. Next, OFF control is performed by flowing an OFF drive current from the OFF control terminal B in the same way as in FIG. Transistor Q8. Q9 turns off, turning off the main current flowing from the anode terminal A to the cathode terminal. In the embodiment shown in FIG. 3, the main current is divided into the PNPN switch 1 and the current shunting transistors Q8tQ9, so that the semiconductor switch has a greater current cutting ability than that shown in FIG. In addition, the first switch is capable of detecting the on/off state regardless of the operating potential of the PNPN switch 1.
It is similar to the figure. However, especially regarding the time for detecting the off state, there is a tendency for an error to occur in the turn-off time by the current shunting transistor Q81Q9. The following embodiment shown in FIG. 4 improves this point.

第4図は本発明による半導体スイッチの第4の実施例を
示す回路構成図である。第4図において、Q10.Ql
lは主電流スイッチ回路3を構成する第1.第2のオン
・オフ検出用のトランジスタである。第4図の牛導体ス
イッチは第3図の主電流スイッチ回路3の第1.第2の
検出用トランジスタQ4.Q5の接続個所を変えて、第
1.第2の電流分流用トランジスタQ8゜Q9とそれぞ
れ並列に第1.第2の検出用トランジスタQ10.Ql
lを接続した実施例であり、その主電流スイッチ回路3
はPNPNスイッチ1と、電流分配用の第1.第2のト
ランジスタQ8tQ9と、主電流のオン・オフ状態を検
出する第1.第2の検出用トランジスタQ10jQ11
から成り、上記PNPNスイッチ1の一方。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the semiconductor switch according to the present invention. In FIG. 4, Q10. Ql
1.l constitutes the main current switch circuit 3. This is a second on/off detection transistor. The cow conductor switch of FIG. 4 is the first conductor switch of the main current switch circuit 3 of FIG. Second detection transistor Q4. Change the connection point of Q5 and connect it to the 1st. The first current shunting transistors Q8 and Q9 are connected in parallel with each other. Second detection transistor Q10. Ql
This is an embodiment in which the main current switch circuit 3 is connected to
is a PNPN switch 1 and a first . A second transistor Q8tQ9 and a first transistor Q8tQ9 that detects the on/off state of the main current. Second detection transistor Q10jQ11
, one of the above-mentioned PNPN switches 1.

の主電極は第1の電流分流用トランジスタQ8のエミッ
タに接続され、他方の主電極は第2の電流分流用トラン
ジスタQ9のベースに接続されるとともに、第1の電流
分流用トランジスタQ8のベース、コレクタはそれぞれ
第2の電流分流用トランジスタQ9のコレクタ、エミッ
タに接続され、かつ上記第1の検出用トランジスタQ1
0のエミッタ、ベースはそれぞれ第1の電流分流用トラ
ンジスタQ8のエミッタ、ベースに接続され、上記第2
の検出用トランジスタQ11のエミッタ、ベースはそれ
ぞれ第2の電流分流用トランジスタQ9のエミッタ、ベ
ースに接続され、上記第1.第2の検出用トランジスタ
Q10.Qilのコレクタがそれぞれ第1゜第2の検出
用端子CI、C2に接続される。
The main electrode of is connected to the emitter of the first current shunting transistor Q8, the other main electrode is connected to the base of the second current shunting transistor Q9, and the base of the first current shunting transistor Q8, The collectors are connected to the collector and emitter of the second current shunting transistor Q9, respectively, and the collectors are connected to the collector and emitter of the second current shunting transistor Q9, and the first detection transistor Q1
The emitter and base of Q0 are connected to the emitter and base of the first current shunting transistor Q8, respectively, and the emitter and base of the
The emitter and base of the detection transistor Q11 are connected to the emitter and base of the second current shunting transistor Q9, respectively, and the first and second detection transistors Q11 are connected to the emitter and base of the second current shunting transistor Q9, respectively. Second detection transistor Q10. The collectors of Qil are connected to first and second detection terminals CI and C2, respectively.

この回路構成において、その動作は第3図とほぼ同様で
あるが、主電流のオン・オフ状態の検出はオフ制御時に
最後にオフ状態となる電流分流用トランジスタQ8.Q
9のエミッタ、ペースとそのエミッタ、ベースをそれぞ
れ共通接続した第1.第2の検出用トランジスタQ10
9Qllのコレクタへの流出入電流の有無ヲソの第1.
第2の検出用端子CI 、C2により検出して行うため
、より正確に主電流のオン・オフ状態を検出できる。ま
たPNPNスイッチ1がどのような動作電位にあっても
適確にオン・オフ状態を同様に検出でき、さらに電流切
断能力も大きくなる。
In this circuit configuration, the operation is almost the same as that in FIG. 3, but the detection of the on/off state of the main current is performed by the current shunting transistor Q8, which is finally turned off during off control. Q
9 emitters and paces, and their emitters and bases are connected in common. Second detection transistor Q10
The first question is whether there is current flowing into or out of the collector of 9Qll.
Since the detection is performed using the second detection terminals CI and C2, the on/off state of the main current can be detected more accurately. Further, no matter what operating potential the PNPN switch 1 is at, the on/off state can be accurately detected in the same way, and the current cutting ability is also increased.

なお、以上の実施例において、主電流スイッチ回路3の
PNPNスイッチ(主電流スイッチ)1はPNPNスイ
ッチに限定されるものではない。またたとえば検出用ト
ランジスタQ 4t Q5、QiO,Qllなどのエミ
ッタに抵抗を接続してカレント・ホギング現象を防止す
るなどの改善を行いうろことは言うまでもない。
In addition, in the above embodiment, the PNPN switch (main current switch) 1 of the main current switch circuit 3 is not limited to a PNPN switch. It goes without saying that improvements could be made, such as connecting resistors to the emitters of the detection transistors Q4t, Q5, QiO, Qll, etc. to prevent the current hogging phenomenon.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように本発明によれば、PNPNスイッ
チなどの主電流スイッチを含む主電流スイッチ回路に設
けた送流流出形の第1の検出手段および検出用端子と電
流流入形の第2の検出手段および検出用端子から主電流
のオン・オフ状態の検出を行うことにより、主電流スイ
ッチがどのような動作電位にあっても適確に検出できる
優れたオン・オフ検出特性の半導体スイッチが提供でき
る。
As explained above, according to the present invention, the main current switch circuit including a main current switch such as a PNPN switch includes a current sending/outflow type first detection means and a detection terminal and a current inflow type second detection means. By detecting the on/off state of the main current from the detection means and detection terminal, we have created a semiconductor switch with excellent on/off detection characteristics that can accurately detect whatever operating potential the main current switch is at. Can be provided.

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

第1図、第2図、第5図、第4図はそれぞれ本発明によ
る半導体スイッチの第1.第21第3、第4の実施例を
示す回路構成図である。 1・・・PNPNスイッチ(主電流スイッチ)、2・・
・ターンオフ用スイッチ回路、3・・・主電流スイッチ
回路、Ql、Q2・・・PNPNスイッチ構成用トラン
ジスタ、Q3.Q7・・・ターンオフ用トランジスタ、
Q4.Q5.Q10.Qll・・・検出用トランジスタ
(検出手段)、Q8、Q9・・・電流分流用トランジス
タ、A・・・主+、 一一/ 代理人弁理士 小  川  勝  男 第 1 図 第2 図 、3
1, 2, 5, and 4 respectively show a first embodiment of a semiconductor switch according to the present invention. 21 is a circuit configuration diagram showing third and fourth embodiments; FIG. 1...PNPN switch (main current switch), 2...
- Turn-off switch circuit, 3... Main current switch circuit, Ql, Q2... PNPN switch configuration transistor, Q3. Q7...Turn-off transistor,
Q4. Q5. Q10. Qll...Detection transistor (detection means), Q8, Q9...Current shunting transistor, A...Main +, 11/Representative Patent Attorney Katsuo Ogawa Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、主電流スイッチの主電極用のアノード端子およびカ
ソード端子と、オン制御用ゲート端子と、電流流出形の
第1の主電流オン・オフ検出手段およびその検出用端子
と、電流流入形の第2の主電流オン・オフ検出手段およ
びその検出用端子を備えた主電流スイッチ回路と、この
主電流スイッチ回路のオン制御用ゲート端子とカソード
端子間に接続されかつオフ制御用端子を備えたターンオ
フ用スイッチ回路とから成り、主電流のオン・オフ状態
を上記第1の検出用端子または第2の検出用端子からそ
れぞれ流出または流入する電流によって検出するように
構成したことを特徴とする半導体スイッチ。 2、上記主電流スイッチ回路は主電流スイッチをなすP
NPNスイッチと、このPNPNスイッチを等価的に構
成するPNP部とNPN部のエミッタ、ベースにそれぞ
れエミッタ、ベースを接続された第1、第2の検出用ト
ランジスタから成り、この第1、第2の検出用トランジ
スタのコレクタがそれぞれ上記第1、第2の検出用端子
に接続されるとともに、上記ターンオフ用スイッチ回路
はNPNトランジスタから成り、このNPNトランジス
タのベースが上記オフ制御用端子に接続される特許請求
の範囲第1項記載の半導体スイッチ。 3、上記主電流スイッチ回路のPNPNスイッチはカソ
ードゲート、アノードゲートをそれぞれ上記オン制御用
端子、第2のオン制御用端子として備えるとともに、上
記ターンオフ用スイッチ回路は上記NPNトランジスタ
と並列のPNPトランジスタを備えかつこのPNPトラ
ンジスタのベース端子が第2のオフ制御用端子をなす特
許請求の範囲第2項記載の半導体スイッチ。 4、上記主電流スイッチ回路は電流分流用の第1、第2
のトランジスタを備え、上記PNPNスイッチの一方の
主電極は上記第1のトランジスタのエミッタに接続され
、他方の主電極は上記第2のトランジスタのベースに接
続されるとともに、上記第1のトランジスタのベース、
コレクタはそれぞれ上記第2のトランジスタのコレクタ
、エミッタに接続される特許請求の範囲第2項記載の半
導体スイッチ。 5、上記主電流スイッチ回路は主電流スイッチをなすP
NPNスイッチと、電流分流用の第1第2のトランジス
タと、第2、第3の検出用トランジスタから成り、上記
PNPNスイッチの一方の主電極は上記第1のトランジ
スタのエミッタに接続され、他方の主電極は上記第2の
トランジスタのベースに接続されるとともに、上記第1
のトランジスタのベース、コレクタはそれぞれ上記第2
のトランジスタのコレクタ、エミッタに接続され、上記
第1の検出用トランジスタのエミッタ、ベースはそれぞ
れ上記第1のトランジスタのエミッタ、ベースに接続さ
れ、上記第2の検出用トランジスタのエミッタ、ベース
はそれぞれ上記第2のトランジスタのエミッタ、ベース
に接続され、上記第1、第2の検出用トランジスタのコ
レクタがそれぞれ上記第1、第2の検出用端子に接続さ
れる特許請求の範囲第1項記載の半導体スイッチ。
[Claims] 1. An anode terminal and a cathode terminal for the main electrode of the main current switch, a gate terminal for on control, a current drain type first main current on/off detection means and its detection terminal; , a main current switch circuit including a current inflow type second main current on/off detection means and its detection terminal, and a main current switch circuit connected between the on control gate terminal and the cathode terminal of the main current switch circuit and off control. and a turn-off switch circuit equipped with a terminal for detection, and configured to detect the on/off state of the main current by the current flowing out or flowing in from the first detection terminal or the second detection terminal, respectively. A semiconductor switch featuring: 2. The main current switch circuit mentioned above is P which forms the main current switch.
It consists of an NPN switch, and first and second detection transistors whose emitters and bases are connected to the emitters and bases of the PNP and NPN parts, respectively, which equivalently constitute the PNPN switch. The collectors of the detection transistors are connected to the first and second detection terminals, and the turn-off switch circuit is composed of an NPN transistor, and the base of the NPN transistor is connected to the OFF control terminal. A semiconductor switch according to claim 1. 3. The PNPN switch of the main current switch circuit has a cathode gate and an anode gate as the on-control terminal and the second on-control terminal, respectively, and the turn-off switch circuit has a PNP transistor in parallel with the NPN transistor. 3. The semiconductor switch according to claim 2, further comprising a base terminal of the PNP transistor serving as a second off control terminal. 4. The main current switch circuit has two main current switch circuits, a first and a second switch for current shunting.
one main electrode of the PNPN switch is connected to the emitter of the first transistor, the other main electrode is connected to the base of the second transistor, and the base of the first transistor is connected to the base of the first transistor. ,
3. The semiconductor switch according to claim 2, wherein the collector is connected to the collector and emitter of the second transistor, respectively. 5. The main current switch circuit mentioned above is P which forms the main current switch.
It consists of an NPN switch, a first and second transistor for current shunting, and second and third detection transistors, one main electrode of the PNPN switch is connected to the emitter of the first transistor, and the other main electrode is connected to the emitter of the first transistor. The main electrode is connected to the base of the second transistor, and the main electrode is connected to the base of the second transistor.
The base and collector of the transistor are respectively
The emitter and base of the first detection transistor are connected to the emitter and base of the first transistor, respectively, and the emitter and base of the second detection transistor are connected to the emitter and base of the first transistor, respectively. The semiconductor according to claim 1, wherein the semiconductor is connected to the emitter and base of the second transistor, and the collectors of the first and second detection transistors are connected to the first and second detection terminals, respectively. switch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01157118A (en) * 1987-12-14 1989-06-20 Hitachi Ltd Current-voltage conversion circuit

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JPS5895426A (en) * 1981-12-02 1983-06-07 Hitachi Ltd Semiconductor switch
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