JPH03136411A - 半導体スイッチ装置 - Google Patents

半導体スイッチ装置

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JPH03136411A
JPH03136411A JP31456889A JP31456889A JPH03136411A JP H03136411 A JPH03136411 A JP H03136411A JP 31456889 A JP31456889 A JP 31456889A JP 31456889 A JP31456889 A JP 31456889A JP H03136411 A JPH03136411 A JP H03136411A
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cylindrical body
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fet
parallel
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JP31456889A
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Hiroshi Ito
寛 伊藤
Akihiko Iwata
明彦 岩田
Tatsuki Okamoto
達樹 岡本
Yoshihiro Ueda
植田 至宏
Shinji Murata
信二 村田
Takashi Kumagai
隆 熊谷
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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】
この発明は、パルスレーザ装置等に使用されるパルス発
生回路の一部を構成する高電圧、高電流用の半導体スイ
ッチ装置に関するものである。
【従来の技術】
第9図は、例えば「コツバー ペーパー レーザーズ 
カム オン エイジ(レーザー フォーカス、7月号、
 1982年)COPPERνAPORLASER5C
OMEOF AGE (LASERFOCUS、 JU
LY、 1982)Jに記載された従来の銅蒸気レーザ
装置用のパルス発生回路を示す回路図であり、図におい
て1は高圧の直流電源、2は充電用のりアクドル、3は
充電用のダイオード、4は充放電を行うコンデンサ、5
は充電用の抵抗、6は放電用のサイシトロンスイッチ、
7はレーザチューブである。 次に動作について説明する。 直流電源1から発生される高圧電圧(数KV〜数十KV
)は、リアクトル2、ダイオード3及び抵抗5を通って
、コンデンサ4に充電される。次に、サイシトロンスイ
ッチ6のグリッドに導通信号が加えられて、このサイラ
トロンスイッチ6が導通ずると、コンデンサ4に蓄えら
れた電圧は、サイラトロンスイッチ6を通りレーザチュ
ーブ7にパルス電圧として印加される。その際、レーザ
チューブ7のインピーダンスは抵抗5の抵抗値より大幅
に小さくなるため、サイラトロンスイッチ6に流れる電
流は、主としてレーザチューブ7に流れる。これにより
、レーザチューブ7が励起され、レーザ発振を生ずる。 一般に銅蒸気レーザ装置の場合、よりゃ、峻なパルス電
圧をレーザチューブ7に印加すれば、より高いレーザ出
力が得られるので、スイッチとして使用されるサイラト
ロンスイッチ6には数10nsecのスイッチングが要
求される。
【発明が解決しようとする課題】
従来の銅蒸気レーザ装置等に用いられるパルス発生回路
は以上のように構成されているので、レーザチューブ7
に供給するパルス電圧をより急峻にしてレーザ効率のア
ップを図るため、パルス発生回路に使用されるスイッチ
には、大電力用で数10nsecでスイッチングオンが
可能なサイラトロンスイッチ6が用いられているが、サ
イラトロンスイッチ6は真空管であるため、有限の寿命
を持ち、頻繁に交換する必要があり、またサイラトロン
スイッチ6は手作り品であるため、レーザ効率に影響す
る電流の立ち上がりやスイッチング時間に個々のバラツ
キがあり、品質の安定性や信頼性を損ねる等の問題点が
あった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、寿命が半永久的で、また安定性、信頼性を向
上させることのできる、パルス発生回路に用いて好適な
半導体スイッチ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る半導体スイッチ装置は、互いに直
並列接続された複数個の半導体スイッチを第1の筒体に
配すると共に、各半導体スイッチの直列回路の一端を、
上記第1の筒体の内部又は外部に設けた導電体から成る
第2の筒体に接続したものである。 請求項2の発明に係る半導体スイッチ装置は、互いに直
並列接続された複数個の半導体スイッチを第1の筒体に
配すると共に、各半導体スイッチの直列回路の一端を、
上記第1の筒体の内部又は外部に設けた導電体から成る
第2の筒体に接続し、さらに、第1の筒体の一端部に2
つの支持リングを嵌め込み、それらの間に複数のコンデ
ンサを並列に接続すると共に、一方の支持リングに上記
直列回路の他端を接続したものである。
【作用】
請求項1の発明における半導体スイッチ装置は、第2の
筒体により、各半導体スイッチから見た回路のインダク
タンスが均等になり、従って、電流分布が均等になり、
良好なスイッチング特性が得られる。 請求項2における半導体スイッチ装置は、第2の筒体に
より、均等な電流分布が得られると共に、パルス電圧を
得るためのコンデンサを含めて一体化されたパルス発生
回路をコンパクトな形で得ることができる。
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
〜3図はこの発明の第1の実施例を示すもので、第7図
と対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。 第3図において、8は複数個の半導体スイッチで、この
実施例においてはFET(電界効果トランジスタ)8が
用いられている。これらのFET8は、n個のFET8
のドレイン端子りのソース端子Sとが互いに接続されて
成る複数の直列回路が、ダイオード3とコンデンサ4の
接続点と直流電源1との間に並列に接続されると共に、
さらに各FET8の1個づつが並列に接続されて成る直
並列回路を構成している。91〜9.は導通信号の入力
端子であり、FET8のn個の並列回路における各FE
T8のゲート端子Gに共通に接続されている。 第1図及び第2図において、10は絶縁体から成る円筒
状の第1の筒体、11は第1の筒体10の内部に同軸的
に所定間隔を以って配された導電体から成る円筒体の第
2の筒体、12は第1及び第2の筒体10.11の一端
面に設けられた短絡リング、13.14は第1の筒体1
0の端部外側に所定間隔を以って配されたリング状の導
電体から成るコンデンサの支持リングで、それぞれ互い
に向い合うフランジ13a、14aを有している。 4aは上記フランジ13a、14aに両端を接続されて
支持されることにより、互いに並列に接続された複数個
のコンデンサで、全体として第3図の大容量コンデンサ
4を構成する。15は支持リング14に接続された端子
、16は第2の筒体11に接続された端子である。 上記第1の筒体lOの外周面には、第3図における複数
のFET8が互いに直並列に接続されて配されている。 第1の筒体10の軸方向に沿ってn個のFETBが直列
に接続され、この直列回路が平行に複数列設けられ、各
直列回路の一端のFET8のドレイン端子りが支持リン
グエ3に接続され、他端のFET8のソース端子Sが短
絡リング12に接続されている。また、各FET8のド
レイン端子りとソース端子Sとの接続点が円周方向の複
数のリード線17によって接続されている。 次に動作について説明する。 スイッチの安定性を向上させ、かつ寿命レスとするため
に、従来の真空管であるサイラトロンスイッチ6に代え
て、この実施例では半導体スイッチとしてのFET8を
用いている。しかしながらミサイラトロンスイッチ6が
実現してきたような数に■〜数10KV、数IQnse
cのスイッチングを可能とする単一の半導体スイッチは
現在存在し得ない。数10nsecのスイッチングを実
現する半導体スイッチとしてのFET等は耐圧が最大で
もlKV程度しか無いため、数KV〜数10KVの耐圧
を得るためには、第3図のように、FET8等の高速半
導体の複数個の直並列接続が必要となる。 しかしながら、FET8の直並列接続を行った場合、特
に並列接続では各FET8に対する電流の均等な分布が
難しい。銅薫気レーザ装置の極めて速い時間(数100
 n5ec)において電流の分布は、FET8の特性か
ら決まるON電圧よりも、幾何学的形状から決まる回路
のインダクタンスの逆起電力によって決まる。 この発明の第1の実施例による第1図においては、直並
列接続されたFET8が配された第1の筒体10の内部
に同輔状に導電体から成る第2の筒体11が配され、こ
の第2の筒体11により、電流の帰還路が形成される。 従って、各FET8からみたインダクタンスは均一で電
流は均等に流れ、FET8の全体としてのスイッチング
特性が良好になる。なお、端子15は第3図のダイオー
ド3とコンデンサ4との接続点に接続され、端子16は
直流電源1、レーザチューブ7及び抵抗5の各一端に接
続される。 第4図は第2の実施例を示し、第1の筒体10の外周面
に鉤形を成す複数個のFETの固定金具18を設け、各
固定金具18により、FET8を縦に支持したものであ
る。この場合、FET8のドレイン端子D(図示せず)
は固定金具18に直接に接続され、隣接するFET8の
ソース端子Sとの接続は固定金具18を介して行われる
。また円周方向の接続はリード線19及び固定金具18
を介して行われる。 上記構成によればFET8が縦に配されるので、第1及
び第2の筒体10,11の長さを、第1図のものより短
くすることができる。 なお、上記第1及び第2の実施例では、第1の筒体10
と第2の筒体11とを所定の間隔を置いて同軸的に配し
、両者を短絡リング12で接続したが、第3の実施例を
示す第5図のように、FET8のソース端子Sを直接筒
2の筒体11に接続して短絡リング12を省略してもよ
い。 また、第1〜3の実施例では、第1及び第2の筒体10
.11を円筒状としたが、第4の実施例を示す第6図の
ように、四角形状の第1及び第2の筒体10.11を用
いてもよい。 第7図及び第8図は第5の実施例を示すもので、この実
施例では、第1の筒体10は第2の筒体11の内部に配
されている。また第1の筒体1oは、複数個の導電体か
ら成るFET取付用の取付リング10aと、これらの取
付リング10aを互いに一接続して全体的に筒体を形成
する絶縁体リング10bとから構成されている。そして
、取付はリング10aの内側には放熱部10cが一体的
に設けられ、この放熱部10cにFET8が、そのドレ
イン端子りを接続されて取付けられている。また第1の
筒体10の一端に支持リング13.14が、第2の筒体
11から外方に突出する形で設けられ、それらのフラン
ジ13a、14aの間には複数個のコンデンサ4aが設
けられている。 第1の筒体10の軸方向に沿ってn個のFET8が直列
に接続され、この直列回路が平行に複数列(第8図では
4列)設けられ、各直列回路の一端のFET8のドレイ
ン端子りが放熱部10cを介して支持リング13に接続
され、各直列回路の他端のFET8のソース端子Sが短
絡リング12に接続されている。また、第8図のように
、各FET8のドレイン端子りが接続された放熱部10
Cとソース端子Sとの接続点aが円周方向の複数(7)
 T)−ド線17によって接続されることにより、n個
の並列回路が構成されている。 この第5の実施例によれば、導電体である第2の筒体1
1により、第1の筒体10の周囲が覆われているので、
ノイズ等が外部へ漏洩するのを防ぐ等のシールド効果が
得られる。 なお、この第5の実施例においても、FET8のソース
端子Sを直接第2の筒体11に接続して短絡リング12
を省略してもよく、また第1及び第2の筒体10,11
を四角形状としてもよい。 さらに、上記第1〜5の実施例では半導体スイッチとし
てFET8を用いたが、SIT、IGBT、Slサイリ
スク、トランジスタ、サイリスク等を用いてもよい。 またさらに、この発明は銅蒸気レーザ装置等に限らず他
の電気回路における半導体スイッチ装置に適用すること
ができる。
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、第1の筒体に複数個の半導体
スイッチの直並列回路を設けると共に、第1の筒体の内
部又は外部に配された導電体から成る第2の筒体に上記
半導体スイッチの直列回路の一端を接続する構成とした
ので、各半導体スイッチから見た回路のインダクタンス
が均等になり、このため、電流が均等に流れ良好なスイ
ッチング特性が得られると共に、各半導体スイッチが定
格で使用でき、信頼性及び安定性が向上する効果が得ら
れる。 請求項2の発明によれば、第1の筒体に複数個の半導体
スイッチの直並列回路を設けると共に、第1の筒体の内
部又は外部に配された導電体から成る第2の筒体に上記
半導体スイッチの直列回路の一端を接続し、さらに第1
の筒体の端部に複数個のコンデンサを接続した2つの支
持リングを設ける構成としたので、各半導体スイッチへ
電流が均等に流れ、信頼性、安定性が向上すると共に、
充放電用のコンデンサを含めたパルス発生回路をコンパ
クト化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例による半導体スイッチ
装置を示す側面図、第2図は同装置の断面正面図、第3
図は同装置を用いたパルス発生回路を示す回路図、第4
図及び第5図はこの発明の第2及び第3の実施例による
半導体スイッチ装置を示す要部側面図、第6図はこの発
明の第4の実施例による半導体スイッチ装置を示す正面
図、第7図はこの発明の第5の実施例による半導体スイ
ッチ装置を示す断面側面図、第8図は同装置の断面正面
図、第9図は従来の銅蒸気レーザ装置のパルス発生回路
を示す回路図である。 4aはコンデンサ、8はFET、10は第1の筒体、1
1は第2の筒体、13.14は支持リング。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第4図 第5図 tコ 第6図 第9図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の筒体と、上記第1の筒体に配され互いに直
    並列接続された複数個の半導体スイッチと、上記第1の
    筒体の内部又は外部に配され上記半導体スイッチの直列
    回路の一端が接続された導電体から成る第2の筒体とを
    備えた半導体スイッチ装置。
  2. (2)第1の筒体と、上記第1の筒体に配され互いに直
    並列接続された複数個の半導体スイッチと、上記第1の
    筒体の内部又は外部に配され上記半導体スイッチの直列
    回路の一端が接続された導電体から成る第2の筒体と、
    上記第1の筒体の一端部に所定間隔を以って嵌め込まれ
    、その一方に上記半導体スイッチの直列回路の他端が接
    続された2つの支持リングと、上記2つの支持リングの
    間に並列に接続された複数のコンデンサとを備えた半導
    体スイッチ装置。
JP31456889A 1989-06-14 1989-12-04 半導体スイッチ装置 Expired - Lifetime JPH071863B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19900313030 EP0431846B1 (en) 1989-12-04 1990-11-30 Semiconductor switching apparatus
US07/621,999 US5122674A (en) 1989-12-04 1990-12-04 Semiconductor switching apparatus
US07/859,903 US5243230A (en) 1989-12-04 1992-03-30 Semiconductor switching apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15194089 1989-06-14
JP1-151940 1989-06-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03136411A true JPH03136411A (ja) 1991-06-11
JPH071863B2 JPH071863B2 (ja) 1995-01-11

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ID=15529534

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31456889A Expired - Lifetime JPH071863B2 (ja) 1989-06-14 1989-12-04 半導体スイッチ装置

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JP (1) JPH071863B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638260U (ja) * 1992-10-20 1994-05-20 株式会社カイジョー 半導体スイッチング素子の並列接続実装構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638260U (ja) * 1992-10-20 1994-05-20 株式会社カイジョー 半導体スイッチング素子の並列接続実装構造

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JPH071863B2 (ja) 1995-01-11

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