JPH02278878A - 固体過電流保護装置 - Google Patents

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、一般に固体過電流保護装置に関し、そしてさ
らに詳細には、外部電流感知抵抗器を用いてプログラム
可能であり、かつ、過電流状態が除去された時自動リセ
ットする固体過電流保護装置に関する。

本発明を要約すれば、外部電流感知インピーダンスでの
使用のための固体過電流保護装置が、第１伝導率形式の
第１領域と、第１伝導率形式と反対の第２伝導率形式で
あり、第１領域に垂直に隣接する第２領域と、第２領域
に垂直に隣接する第３領域と、第３領域に垂直に隣接す
る第４及び第５領域であり、互いに水平に隣接しかつ交
互配置され（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ）　、それ
ぞれ第１及び第２伝導率形式である第４及び第５領域と
、それぞれ第４及び第５領域への交互配置されたゲート
及びカソード接点であり、カソード接点はまた、第４領
域の部分に局所的に連結されたゲート及びカソード接点
と、第１領域へのアノード接点とを有する第１半導体本
体を具備する。半導体本体はまた、第１領域に垂直に隣
接する第６及び第７領域を有し、第６及び第７領域は、
互いに水平に隣接し、かつそれぞれ第１及び第２伝導率
形式である。そして第１領域へのアノード接点は、第６
領域を通して作成され、アノード接点はまた、第７領域
に連結される。過電流保護装置は、遠距離通信交換装置
における回線インターフェースの保護のために特に有益
である。

従来技術及びその課題 過電流及び過電圧保護装置が、交換装置を加入者通信端
末に連結する伝送回線において、過電流及び過電圧状態
から交換装置を保護するために、遠距離通信交換装置に
おいて使用される。そのような過電流又は過電圧状態は
、電撃又は電力伝送線と遠距離通信線の偶然の接触によ
り誘導される。

保護装置は、過電流又は過電圧を保護された交換装置か
らそらすために、指定された過電流又は過電圧状態の下
で迅速に作用し、そして過電流又は過電圧が除去され、
保護された交換装置を正常動作に戻させる時、迅速にリ
セットしなければならない。

従来、−次及び二次保護装置が、遠距離通信交換装置を
保護するために使用される。ガス入り管、炭素用保護装
置又は新しい固体装置である一次保護装置は、主配線盤
の外部プラント・ケーブル側において連結され、そして
交換装置に印加された電流と電圧を、二次保護装置によ
って旭理される値に制限するために作用する。一般に交
換装置に内的な固体装置である二次保護装置は、交換装
置に印加された電流と電圧を、交換装置に損害を与えな
い値にさらに制限するために作用する。

従来の固体二次保護装置は、ツェナー・ダイオード装置
（例えば、Ｔｒａｎｓｏｒｂ）と、バリスター装置と、
サイリスク装置（例えば、５ＩＤＡＣ）を含む。サイリ
スタ装置は、低電圧レベルにおいて入射サージをクラン
プし、そして類似定格のツェナー・ダイオードとバリス
ター装置よりも、低い動的インピーダンスを有する。結
果的に、サイリスタ装置は、小さなパワーしか放散せず
、そして類似定格のツェナー・ダイオードとバリスター
装置よりも小形である。

Ｊ、ボルコウィクズ（Ｂｏｒｋｏｗｉｃｚ）の名義にお
いて１９８８年７月２６日に付与された米国特許第４．
７６０．４３９号と、ヴアン・トンゲル−（ｖａｎ　　
Ｔｏｎｇｅ　ｒ　１ｏｏ）他の名義において１９７５年
１２月２３日に付与された米国特許第３．９２８．０９
３号と、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）他の名義にお
いて１９６９年１１月４日に付与された米国特許第３．
４７６．９９３号が、過電圧保護装置として使用された
２端子サイリスタを開示する。チェン（Ｃｈ　ｅ　ｎ）
他の固体回路のＩＥＥＥｌｆ１誌、Ｖｏｌ、５Ｃ−２１
、Ｎｏ、６、ページ９４７−９５５．１９８６年１２月
と、ナガノ（Ｎａｇａｎｏ）の名義において１９８５年
４月１６日に付与された米国特許第４．５１１，９１３
号と、カツヒコ（Ｋａｔｓｕｈｉｋｏ）の名義において
１９８４年６月６日に公告された日本特許文書、特公昭
第５９−９８５５４号は、過電圧保護装置として使用さ
れた３端子サイリスタを開示する。

課題を解決するための手段 本発明の一つの見地は、外部電流感知抵抗器を用いてプ
ログラム可能であり、かつ、過電流状態が除去された時
自動リセットする固体過電流保護装置を設ける。

固体過電流保護装置は、第１伝導率形式の第１領域と、
第１領域に垂直に隣接し、第１伝導率形式と反対の第２
伝導率形式である第２領域とを有する半導体本体を具備
する。半導体本体はまた、第２領域に垂直に隣接し、第
１伝導率形式である第３領域と、第３領域に垂直に隣接
する第４及び第５領域とを有する。第４及び第５領域は
、互いに水平に隣接しかつ交互配置され、そしてそれぞ
れ第１及び第２伝導率形式である。装置はさらに、それ
ぞれ第４及び第５領域に交互配置されたゲート及びカソ
ード接点と、第１領域へのアノード接点とを具備する。

カソード接点はまた、第４領域の部分に局所的に連結さ
れる。

こうして、本発明による保護装置は、交互配置されたカ
ソードとゲートを有する３端子サイリスタである。カソ
ードとゲートの交互配置は、ゲート直列抵抗を有効に低
下させる。低いゲート直列インピーダンスは、過電流保
護装置が保護装置から電流をそらすために動作するしき
い電流と、過電流保護装置が高インピーダンス状態に戻
る保持電流とを有効にセットする外部電流感知抵抗器に
結合されて、過電流保護装置の使用を許容する。

結果的に、単一過電流保護装置は、過電流保護必要条件
の範囲を満たすために、異なる外部電流感知抵抗器によ
り使用され、これにより規模の経済を設ける。少なくと
も一つの保護装置が、遠距離通信交換において各加入者
回線出現（１ｉｎｅ　ａｐｐａａｒａｎｃｅ）に対して
必要とされ、そして最新の遠距離通信交換は、致方の回
線出現をまかなうために、そのような規模の経済は、遠
距離通信交換の全体費用に対して重要である。この過電
流保護装置はまた、特に適切な外部抵抗の選択による動
作特性の調整により、他の非遠距離通信の応用に適用さ
れる。過電流保護装置は、適切な設計による過電流と共
に過電圧に対する保護のために有効となる。

第２及び第３領域によって規定された接合の電子雪崩降
伏電圧は、第２領域のドーピング濃度によって大きく決
定される。電子雪崩（アバランシェ）降伏電流は、過電
流保護装置のサイリスタ作用をトリガーするためのトリ
ガー電流を供給する。こうして、第２領域の適切なドー
ピングにより、過電流保護装置はまた、指定された過電
圧においてトリガーされる。

逆並列に連結された過電流保護装置が、二方向性過電流
保護装置を設けるために、共通半導体本体において集積
され得る。２つの逆並列装置の特別に簡単な集積におい
て、半導体本体は、さらに、第１領域に垂直に隣接する
第６及び第７領域を具備し、第６及び第７領域は、互い
に水平に隣接し、かつそれぞれ第１及び第２伝導率形式
である。そして第１領域へのアノード接点が、第６領域
を通して作成され、アノード接点はまた、第７領域に連
結される。好ましくは、第７領域は、カソード接点に局
所的に連結された第４領域の部分に垂直に整列される。

二方向性装置は、第２領域の適切なドーピングによる過
電流と共に、過電圧に対する保護のために有効にされる
。第１．第２及び第３領域によって規定された接合の電
子雪崩降伏電圧は、第２領域のドーピング濃度によって
大きく決定される。

電子雪崩降伏電流は、過電流保護装置のサイリスタ作用
をトリガーするためのトリガー電流を供給する。こうし
て、第２領域の適切なドーピングにより、過電流保護装
置はまた、指定された過電圧においてトリガーされる。

好ましくは、再接合は、実質的に等しい電子雪崩降伏電
圧を有する。

２対の逆並列過電流保護装置が、共通半導体本体におい
て並べて配置され、２線式遠距離通信伝送インターフェ
ースにおける使用のために適合された過電流保護モジュ
ールを設ける。

発明の別の見地は、上記の過電流保護装置と、過電流保
護装置のゲート接点とカソード接点と間に連結された電
流感知抵抗器とを具備する過電流保護回路を設ける。

発明のさらに別の見地は、遠距離通信交換装置のチップ
及びリング線を保護するための過電流保護回路を設ける
。過電流保護回路は、上記の如く、２つの過電流保護装
置を具備する。一方゛の過電流保護装置は、伝送回線の
チップ線への連結のためのカソード接点と、遠距離通信
交換装置のチップ線への連結のためのゲート接点と、接
地への連結のためのアノード接点とを有する。他方の過
電流保護装置は、伝送回線のリング線への連結のための
カソード接点と、遠距離通信交換装置のリング線への連
結のためのゲート接点と、接地への連結のためのアノー
ド接点とを有する。保護回路は、さらに、２つの電流感
知抵抗器を具備し、各々は、過電流保護装置のそれぞれ
のカソード接点とゲート接点の間に連結される。

過電流保護回路は、過電流状態が、一般に、遠距離通信
伝送回線において過電圧状態よりも早期に発生するため
に、遠距離通信交換装置のチップ及びリング線を保護す
るために、過電圧保護回路よりも好ましい。例えば、入
りサージが、毎秒１００ボルト〜ｌキロボルトにおいて
増大し、かつ保護されたシステムが、接地への１００オ
ームのインピーダンスと、１００ミリアンペアの最大動
作電流と、２００ボルトの最大動作電圧とを有するなら
ば、最大動作電流は、０．１マイクロ秒の後、超過され
るが、最大動作電圧は、２マイクロ秒後まで超過されな
い。結果的に、過電流保護回路は、一般に、過電圧保護
回路よりも早期にトリガーし、これにより保護回路がト
リガーされる前に、保護された交換装置に適用されたエ
ネルギー又はストレスを縮小させる。

さらに、過電流保護回路は、電源電圧とは独立であり、
そしてこのため、２つ以上の電源電圧を有する交換装置
を保護するために使用される。

過電圧保護回路とは異なり、過電流保護回路は、伝送回
線への呼び出し信号の適用中、回路から切られる必要は
ない。事実、過電流保護回路は、呼び出し信号中口路に
残されるために、それは、呼び出し信号中、呼び出し信
号発生器をサージ電流から保護する。こうして、過電流
保護回路の使用は、過電圧保護回路が、呼び出し信号の
適用中、回路から切られる場合に必−要とされる別個の
呼び出し信号発生器保護装置の必要性を回避する。

実施例 発明の実施態様が、添付の図面を参照して、実施例のみ
により以下に記載される。

第１図は、遠距離通信交換において設置された加入者ル
ープ・インターフェース（ＳＬＩＣ）２０のチップ及び
リング線２２．２４を保護するための過電流保護回路１
０の配線図である。保護回路ｌＯは、５ＬＩＣ２０のチ
ップ及びリング線２２．２４と、遠距離通信伝送回線３
０の対応するチップ及びリング線３２．３４との間に連
結される。

保夏回路ｌＯは、伝送回線３０のチップ及びリング線３
２．３４の間に直列に連結された２つの過電流保護装置
１１０，１２０を含む過電流保護モジュール１００を具
備する。一方の保護装置１１０は、伝送回線３０のチッ
プ線３２に連結されたカソード接点１１２と、５ＬＩＣ
２０のチップ線２２に連結されたゲート接点１１４と、
接地に連結されたアノード接点１１６とを有する。他方
の保夏装置１２０は、伝送回線３０のリング線３４に連
結されたカソード接点１２２と、５ＬＩＣ２０のリング
線３４に連結されたゲート接点１２４とを有し、そして
接地されたアノード接点１１６を保護装置１１０と共有
する。保護回路１００は、さらに、２つの電流感知抵抗
器１２．１４を具備する。一方の電流感知抵抗器１２は
、一方の保護装置１１０のカソード接点１１２とゲート
接点１１４の間に連結され、そして他方の電流感知抵抗
器１４は、他方の保護装置１２０のカソード接点１２２
とゲート接点１２４との間に連結される。

過電流及び過電圧状態は、電撃又は電力伝送線と伝送回
線３０の偶然の接触により、伝送回線３０のチップ及び
リング線３２．３４において誘導される。伝送回線３０
のチップ線３２における過電流状態は、チップ線３２に
連結された保護装置１１０のカソード接点１１２とゲー
ト接点１１４との間の大きな電圧差を生成する。保護装
置１１０は、過電流状態に対応する電圧差が、保護装置
１１０をトリガーする如く、構成され、接地へ保護装置
１１０を通った過電流を分路させ、これにより５ＬＩＣ
２０のチップ線２２を保護する。伝送回線３０のチップ
線３２における過電圧状態は、保護袋［１１０のカソー
ド接点１１２とアノード接点１１６の間に大きな電圧差
を生成する。保護装置１１０は、過電圧状態がまた、保
護装置１１０をトリガーする如く、構成され、接地へ保
護装置１１０を通った過電圧を分路させ、これにより５
ＬＩＣ２０のチップ線２２を保護する。他方の保護装置
１２０は、伝送回線３０のリング線３２における過電流
及び過電圧状態から５ＬＩＣ２’０のリング線２４を保
護するために、同様に構成される。

過電流保護モジュール１００は、第２図に平面図におい
て示されたシリコン本体１３０を具備する。保護装置１
１０．１２０は、シリコン本体１３０において並べて配
置される。保護装置１１０のカソード接点１１２は、２
つの平行な行において配置された３０個の平行指１４０
を具備し、６指１４０は、約１０対１の長さ対輻のアス
ペクト比を有する。指１４０は、スパイン１４４により
結合パッド１４２に連結される。同一保護装置１１０の
ゲート接点１１４はまた、２つの平行な行において配置
された３０個の平行な指１５０を具備し、６指１５０は
、約１０対ｌの長さ対幅のアスペクト比を有する。ゲー
ト接点１１４の指１５０は、カソード接点１１２の指１
４０と交互配置され、そして一対の平行なスパイン１５
４によって結合パッド１５２に連結される。

同様に、他方の保護装置１２０のカソード接点１２２は
、２つの平行な行において配置された３０例の平行な指
１６０を具備し、６指１６０は、約ｌＯ対ｌの長さ対幅
のアスペクト比を有する。

指１６０は、スパイン１６４によって結合パッド１６２
に連結される。他方の保護装置１２０のゲート接点１２
４はまた、２つの平行な行において配置された３０個の
平行な指１７０を具備し、６指＋７０は、約１０対ｌの
長さ対幅のアスペクト比を有する。ゲート接点１２４の
指１７０は、カソード接点１２２の指１６０と交互配置
され、そして一対の平行なスパイン１７４によって結合
パッド１７２ｉこ連結される。

第３図は、■とラベル付けされた点線の矩形に閉鎖され
た第２図の領域を拡大して示す。第４図は、第３図の切
断線ＩＶ−ＩＶに沿って取られたシリコン本体１３０の
断面図である。

第４図に示された如く、シリコン本体１３０は、ｐ形不
純物をドープされた第１領域１３１を有する。第２領域
１３２は、第１領域１３１に垂直に隣接し、かつｎ形不
純物でドープされる。第３領域１３３は、第２領域１３
２に垂直に隣接し、かつｐ形不純物でドーグされる。第
４及び第５領域１３４．１３５は、第３領域に垂直に隣
接し、かつそれぞれｐ形及びｎ形不純物でドープされる
。

第４領域１３４は、ゲート接点１１４の指１５０の下に
ある３０個の指１８０と、ゲート接点１１４のスパイン
１５４の下にある一対のスパイン１８２と、カソード接
点１１２の結合パッド１４２の下にある矩形部分１８４
とを具備する。第５領域１３５は、カソード接点１１２
の指１４０の下にある３０個の指１９０と、カソード接
点１１２のスパイン１４４の下にある一対のスパイン１
９２と、カソード接点１１２の結合パッド１５２の下に
ある矩形部分１９４とを具備する。こうして、第４及び
第５領域１３４．１３５は、互いに水平に隣接し、かつ
交互配置され、そしてカソード接点１１２は、第４領域
１３４の部分１８４に局所的に連結される。

シリコン本体１３０は、第１領域１３１に垂直に隣接す
る第６及び第７領域１３６．１３７をさらに具備し、そ
れぞれｐ形及びｎ形不純物でドープされる。第６及び第
７領域１３６，１３７は、互いに水平に隣接し、そして
第７領域１３７は、カソード接点１１２の結合パッド１
４２の下にある第４領域１３４の部分と垂直に整列され
る。

アノード接点ｌ１６は、第６及び第７領域１３６．１３
７を横切って延びており、そして同一伝導率形式である
第６領域１３６を介して、第１領域１３１にオーム接点
を作る。

領域１３１−１３７は、カソード、ゲート及びアノード
接点１１２．１１４．１１６と共に、保護モジュール１
００の一方の保護装置１１０を規定する。他方のカソー
ド及びゲート接点１２２．１２４と、同一の共通アノー
ド接点１１６と共に、同様に構成されかつドープされた
領域は、保護モジュール１００の他方の保護装置１２０
を規定する。

領域１３１−１３７は、公知のシリコン装置処理技術に
よって形成される。例えば、第１、第２及び第３領域１
３１，１３２．１３３は、ｌＱｌｆｃｍ−３の表面濃度
と２２マイクロメートルの深さを有するｐ形拡散を、４
オ一ムＣｍの抵抗率と、０．００７〜０．００９インチ
の厚さを有するｎ形シリコン・ウェーハの各表面に行う
ことにより、形成される。それから、第４、第５、第６
及び第７領域１３４．１３５．１３６．１３７は、ｌＯ
”ｃｍ−”の表面濃度と７マイクロメードルの深さを有
するｎ形拡散を、第５及び第７領域１３５．１３７が望
まれるシリコン・ウェーハに行うことにより形成される
。ｌ　Ｑ”ｃｍ−”の表面濃度と０゜５マイクロメート
ルの深さを有するｐ形ベース増速拡散（ｅｎｈａｎｃｅ
ｍｅｎｔ　　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）が、それから行われ
る。これら及び等価のシリコン処理技術が、非常に公知
であるために、それらは、ここで詳細には記載されない
。

保護装置１１０．１２０のゲート接点１１４．１２４は
、ｔ＄２図に参照番号２００において示された如く、接
点１１４．１２４の間の第３及び第４領域１３３．１３
４を通って延びているアイソレーション−トレンチ又は
ｐ形アイソレージ２ン拡散によって、互いから電気的に
隔離される。

保護モジュールは、シリコン・パワー装置のために共通
に使用される非常に公知な技術を使用して、パッケージ
において閉鎖される。

保護モジュール１００のための近似的に等価回路の配線
図が、第５図において示される。Ｑｌは、第５０形領域
１３５と、第３及び第４ｐ形領域１３３．１３４と、第
２０形領域１３２とを含むｎｐｎトランジスタを表現す
る。Ｑ２は、第１ｐ形領域１３１と、第２ｎ形領域１３
２と、第３ｐ形領域１３３とを含むｐｎｐ）ランジスタ
を表現する。ＤＩは、第２ｎ形領域と第３ｐ形領域１３
３を含む接合を表現する。Ｒ１は、第３及び第４ｐ形領
域１３３．１３４を介した、カソード接点１１２とゲー
ト接点１１４の間の分路インピーダンスを表現する。分
路インピーダンスＲ１は、カソード接点１１２が、ｎ形
の第５領域１３５と共にｐ形の第４領域１３４に連結さ
れるために存在する。Ｒ２は、トランジスタＱｌのゲー
トにおける、寄生直列インピーダンスを表現する。Ｒ２
は、カソード及びゲート接点１１２．１１４の交互配置
と、交互配置した接点１１２．１１４の下にある第４及
び第５ｐ形及びｎ影領域１３４．１３５の交互配置によ
って小さくされる。

伝送回線３０のチップ線３２が、５ＬＩＣ２０のチップ
線２２から電流を引き出すならば、電圧が、電流感知抵
抗器１２に生成される。寄生直列抵抗Ｒ２は、分路抵抗
Ｒ１よりもずっと小さいために、外部電流感知抵抗器１
２の両端に現れる電圧は、Ｑｌのベース・エミッター接
合に実質的に現れる。電流感知抵抗器１２の値は、過電
流が、トランジスタＱｌをオンにするために十分な電圧
を電流感知抵抗器１２の両端に生成することを保証する
ように選択される。トランジスタＱｌは、トランジスタ
Ｑ２をオンにし、そして過電流が、保護装置１１１０に
よって接地から伝送回線３０のチップ線３２に供給され
、これによりＳＬ　Ｉ　Ｃ２０のチップ線２２を保護す
る。

電流感知抵抗器１２の値は、伝送回線３０と５ＬＩＣ２
０の標準動作電流が、保護装置１１０をトリガーしない
が、５ＬＩＣ２０に危険な電流が、保護装置１１０をト
リガーすることを保証するように選択される。これらの
電流値は、５ＬＩＣ２０の特定の設計によるために、電
流感知抵抗器１２を保護モジュール１００の外部にする
ことは都合が良く、その結果同一保護モジュール１００
は、種々の応用に対して抵抗器１２の選択によってプロ
グラムされ、これにより規模の経済を実現する。

過電流状態が、伝送回線３０のチップ線３２にもはや存
在しない時、保護装置１１０は、ＳＬ■Ｃ２０の標準動
作を許容するためにリセットしなければならない。保護
装置１１０は、外部電流感知抵抗器１２を流れる電流が
、トランジスタＱｌをオンにするために適切なトランジ
スタＱｌのベース・エミッター接合の両端に電圧を生成
するために小さすぎ、かつトランジスタＱｌのベース・
エミッター接合を流れる電流が、サイリスタ動作を持続
させるために小さすぎる時、リセットする。

過電流状態が静まる時、電流感知抵抗器１２を流れる電
流は、方向を逆転させ、そしてこのため、トランジスタ
Ｑｌをオンにするために不良極性である。しかし、トラ
ンジスタＱｌとＱ２は、５ＬＩＣ２０のチップ線が、サ
イリスタ動作を持続させるためにトランジスタＱｌのベ
ース・エミッター接合に十分な電流を引き出すならば、
オンのままである。分路インピーダンスＲ１と寄生直列
抵抗Ｒ２は、各々、トランジスタＱｌのベース・エミッ
ター接合から電流をそらす。寄生直列インピーダンスＲ
２は、カソード及びゲート接点１１２．１１４の交互配
置と、交互配置した接点１１２．１１４の下にある第４
と第５のｐ形及びｎ影領域１３４．１３５の交互配置と
により、分路インピーダンスＲ１よりもずっと小さい。

外部電流感知抵抗器１２はまた、分路インピーダンスＲ
１よりも小さい。結果的に、そらされた電流の大部分は
、寄生直列インピーダンスＲ２と外部電流感知抵抗器１
２を流れる。

５ＬＩＣ２０のチップ線２２への電流は、そらされた電
流と、外部電流感知抵抗器１２と直列なトランジスタＱ
ｌのベース・エミッター接合を流れる電流との合計であ
る。こうして、保護装置１１０を低インピーダンス状態
に保持するために必要とされた５ＬＩＣ２０のチップ線
２２への電流は、保護装置１１０を低インピーダンス状
態に保持するためにトランジスタＱｌのベース・エミッ
ター接合を流れなければならない電流よりもかなり大き
い。さらに、保護装置１１０を低インピーダンス状態に
保持するために必要とされた５ＬＩＣ２０のチップ線２
２への電流は、外部電流感知抵抗器１２の値によって大
きく決定され、そしてこのため、電流感知抵抗器の適切
な選択によって調整される。電流感知抵抗器は、保護装
置１１０を低インピーダンス状態に保持するＩ；めに必
要とされた５ＬＩＣ２０のチップ線２２への電流が、５
ＬＩＣ２０の標準動作電流を超過することを保証するよ
うに選択される。

伝送回線３０のチップ線３２における電圧が、相当に低
く下降するならば、接合Ｄｉは、通電子雪崩降伏になり
、トランジスタＱｌと０２をオンにするために十分な電
流を設ける。第２領域１３２のドーピングは、接合ＤＩ
の逆降伏電圧を、５ＬＩＣ２０と伝送回線３０のチップ
線２２．３２の標準動作電圧よりも大きな電圧において
セットするために選択されるが、固体リレーの如く、回
路における５ＬＩＣ２０と他の構成成分に損傷を与える
過電圧よりも小さい。こうして、保護装置１１０は、５
ＬＩＣ２０の標準動作を許容しながら、過電流と共に、
過電圧から５ＬＩＣ２０と他の構成成分を保護するため
に動作する。

Ｑ３は、第１ｐ形領域１３１と、第２０形領域１３２と
、第３及び第４ｐ形領域１３３．１３４とを含むｐｎｐ
　トランジスタを表現する。Ｑ４は、第７ｎ形領域＋３
７と、第１ｐ形領域１３１と、第２０形領域１３２とを
具備するｎｐｎトランジスタを表現する。Ｄ２は、第１
ｐ形領域１３１と、第２ｎ形領域１３２とを具備する接
合を表現する。

Ｒ３は、第６ｐ形領域１３６と第７ｎ形領域の間で、こ
れらの内領域に連結されたアノード接点１１６を介した
分路インピーダンスを表現する。Ｒ４は、トランジスタ
Ｑ３のゲートにおける寄生直列インピーダンスを表現す
る。

伝送回線３０のチップ線３２が、５ＬＩＣ２０のチップ
線２２から過電流を供給するならば、十分な電圧が、電
流感知抵抗器１２の両端に生成され、トランジスタＱ３
をオンにする。Ｑ３は、Ｑ４をオンにし、そして過電流
が、保護装置１１０によって、伝送回線３０のチップ線
３２から接地に引かれ、これにより５ＬＩＣ２０のチッ
プ線２２を保護する。上記の如く、電流感知抵抗器１２
の値は、伝送回線３０と５ＬＩＣ２０の標準動作電流が
、保護装置１１０をトリガーしないが、５ＬＩＣ２０に
危険な電流が、保護装置１１０をトリガーすることを保
証するように選択される。

過電流状態が、伝送回線３・０のチップ線３２にもはや
存在しない時、保護装置１１０は、５ＬＩＣ２０の標準
動作を許容するためにリセットしなければならない。保
護装置１１０は、外部電流感知抵抗器１２を流れる電流
が、トランジスタＱ３をオンにするために適切な電圧を
、トランジスタＱ３のベース・エミッター接合の両端に
生成するために小さすぎ、かつトランジスタＱ３のベー
ス・エミッター接合を流れる電流が、サイリスタ動作を
持続するために小さすぎる時、リセットする。

過電流状態が静まる時、電流感知抵抗器１２を流れる電
流は、トランジスタＱｌをオンにするために小さすぎる
。さらに、５ＬＩＣ２０のチップ線は、接地に関して負
ポテンシャルにあり、そのため、５ＬＩＣは、サイリス
ク作用を持続させるトランジスタＱ３のベース・エミッ
ター接合に電流を流さない。

伝送回線３０のチップ線３２における電圧が、十分に低
く下降するならば、接合Ｄ２は、トランジスタＱ３とＱ
４をオンにするために十分な電流を設けるために、逆電
子雪崩降伏に入る。第２領域１３２のドーピングは、５
ＬＩＣ２０と伝送回線３０のチップ線２２．３２の標準
動作電圧よりも大きな電圧において接合Ｄ２の逆降伏電
圧をセットするために選択されるが、５ＬＩＣ２０に損
傷を与える過電圧よりも小さい。対称動作に対して、Ｄ
２の逆降伏電圧は、通常、ＤＩの逆降伏電圧と実質的に
同一の値にセットされる。

５ＬＩＣ２０のリング線２４の保護のための保護装置１
２０の動作は、チップ線２２の保護のための保護装置１
１０の動作に対する上記と本質的に同様である。

上記のドーピング極性は、応用における電源電圧の極性
のために、上記の実施態様の意図された応用に対して好
ましいことに注意せよ。しかし、他の応用に８いて、上
記と反対のドーピング極性を使用することが望ましい。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、外部電流感知インピーダンスと共に使用する固体過
電流保護装置において、 第１伝導率形式の第１領域と、 第１領域に垂直に隣接し、第１伝導率形式と反対の第２
伝導率形式である第２ｆＲ域と、第２領域に垂直に隣接
し、第１伝導率形式である第３領域と、 第３領域に垂直に隣接し、互いに水平に隣接しかつ交互
配置されており、それぞれ第１及び第２伝導率形式であ
る第４及び第５領域と、それぞれ第４及び第５領域への
交互配置されたゲート及びカソード接点であり、カソー
ド接点はまた、第４領域の部分に局所的に連結されるゲ
ート及びカソード接点と、 第１領域へのアノード接点ト を有する半導体本体を具備することを特徴とする固体過
電流保護装置。

２、半導体本体が、さらに、第１領域に垂直に隣接した
第６及び第７領域であり、第６及び第７領域は、互いに
水平に隣接し、かつそれぞれ第１及び第２伝導率形式で
ある第６及び第７領域を具備し、 第１領域へのアノード接点が、第６領域を通して作られ
、アノード接点はまた、第７領域に連結される請求項１
に記載の過電流保護装置。

３．第７領域が、カソード接点に局所的に連結された第
４領域の部分と垂直に整列される上記２に記載の過電流
保護装置。

４、第２及び第３領域が、第１接合を一緒に規定し、第
１及び第２領域が、第２接合を一緒に規定し、そして第
１及び第２接合が、実質的に等しい通電子雪崩降伏電圧
を有する上記２に記載の過電流保護装置。

５、共通半導体本体において並べて配置された上記２に
記載の２つの過電流保護装置を具備する過電流保護モジ
ュール。

６．２つの過電流保護装置が、共通アノード接点を共有
する上記５に記載の過電流保護モジュール。

７、第１伝導率形式が、ｐ形であり、そして第２伝導率
形式が、ｎ形である上記ｌに記載の過電流保護装置。

８、半導体本体が、シリコン本体である上記１に記載の
過電流保護装置。

９、請求項１に記載の過電流保護装置と、過電流保護装
置のゲート接点とカソード接点の間に連結された電流感
知抵抗器とを具備する過電流保護回路。

ＩＯ２遠距離通信交換装置のチップ及びリング線を保護
するための過電流保護回路において、請求項２に記載に
２つの過電流保護装置であり、一方の過電流保護装置は
、伝送回線のチップ線への連結のためのカソード接点と
、遠距離通信交換装置のチップ線への連結のためのゲー
ト接点と、接地への連結のためのアノード接点とを有し
、他方の過電流保護装置は、伝送回線のリング線への連
結のためのカソード接点と、遠距離通信交換装置のリン
グ線への連結のためのゲート接点と、接地への連結のた
めのアノード接点とを有する２つの過電流保護装置と、 ２つの電流感知抵抗器であり、各々は、過電流保護装置
のそれぞれのカソード接点とゲート接点の間に連結され
る２つの電流感知抵抗器とを具備することを特徴とする
過電流保護回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施態様による過電流保護モジュールを使用
する過電流保護回路の配線図。 第２図は、第１図に概略的に示された過電流保護モジュ
ールの平面図。 第３図は、拡大スケールで描かれた第２図の一部を示す
、第１１３Ｕと第２図の過電流保護モジュールの断片的
な平面図。 第４図は、第３図における切断線ＩＶ−ＩＶにおいて取
られた、第１図と第２図の保護モジュールの断片的な断
面図。 第５図は、第１図の保護モジュールにほぼ等価な回路の
配線図。 １１０・・・保護装置 １１２・・・カソード接点 １１４・・・ゲート接点 １１６・・・アノード接点 １２０・・・保護装置 １２２・・・カソード接点 １２４・・・ゲート接点 ・第１領域 ・第２領域 ・第３領域 ・第４領域 ・第５領域 ・第６領域 ・第７領域 ＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部電流感知インピーダンスと共に使用する固体過
   電流保護装置において、 第１伝導率形式の第１領域と、 第１領域に垂直に隣接し、第１伝導率形式と反対の第２
   伝導率形式である第２領域と、 第２領域に垂直に隣接し、第１伝導率形式である第３領
   域と、 第３領域に垂直に隣接し、互いに水平に隣接しかつ交互
   配置されており、それぞれ第１及び第２伝導率形式であ
   る第４及び第５領域と、 それぞれ第４及び第５領域への交互配置されたゲート及
   びカソード接点であり、カソード接点はまた、第４領域
   の部分に局所的に連結されるゲート及びカソード接点と
   、 第１領域へのアノード接点と を有する半導体本体を具備することを特徴とする固体過
   電流保護装置。 ２、半導体本体が、さらに、第１領域に垂直に隣接した
   第６及び第７領域であり、互いに水平に隣接し、かつそ
   れぞれ第１及び第２伝導率形式である第６及び第７領域
   を具備し、 第１領域へのアノード接点が、第６領域を通して作られ
   、アノード接点はまた、第７領域に連結される請求項１
   に記載の過電流保護装置。 ３、共通半導体本体において並べて配置された請求項２
   に記載の２つの過電流保護装置を具備する過電流保護モ
   ジュール。 ４、請求項１に記載の過電流保護装置と、 過電流保護装置のゲート接点とカソード接点の間に連結
   された電流感知抵抗器とを具備する過電流保護回路。 ５、遠距離通信交換装置のチップ及びリング線を保護す
   るための過電流保護回路において、請求項２に記載の２
   つの過電流保護装置であり、一方の過電流保護装置は、
   伝送回線のチップ線への連結のためのカソード接点と、
   遠距離通信交換装置のチップ線への連結のためのゲート
   接点と、接地への連結のためのアノード接点とを有し、
   他方の過電流保護装置は、伝送回線のリング線への連結
   のためのカソード接点と、遠距離通信交換装置のリング
   線への連結のためのゲート接点と、接地への連結のため
   のアノード接点とを有する２つの過電流保護装置と、 ２つの電流感知抵抗器であり、各々は、過電流保護装置
   のそれぞれのカソード接点とゲート接点の間に連結され
   る２つの電流感知抵抗器と を具備することを特徴とする過電流保護回路。