JPH04133397A - スイッチ装置 - 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】

この発明は多数の電界効果トランジスタ等の固体スイッ
チ素子を用い、これらの固体スイッチ素子を同時にＯＮ
・ＯＦＦするようにしたスイッチ装置であって、特に、
放電励起レーザ装置等における高電圧スイッチとして用
いて好適なスイッチ装置に関するものである。

【従来の技術】

第２図は従来の放電励起レーザ装置としてのエキシマレ
ーザ（Ｅｘｃｉｍｅｒ　：　匝ｔｅｄ　Ｄｉｏ＋ム±装
置に用いられる放電回路を示す回路図である。図におい
て、１０は高圧電源、１１は高圧電源ｌＯの一端に接続
された充電用のりアクドル、２はリアクトル１１に直列
に接続された充電用のコンデンサ、９はコンデンサ２と
高圧電源１０の他端との間に設けられた放電用の一対の
電極、１３は電極９間の放電により発生したレーザ光、
１２は電極９と並列に接続された充電用のりアクドル、
８は電極９と並列に接続されコンデンサ２から電荷が転
送されるコンデンサ、１はリアクトル１１とコンデンサ
２との接続点と高圧電源１０の他端との間に接続された
電荷転送用の高電圧スイッチとしてのサイラトロンであ
る。なお、一対の電極９は希ガス、ハロゲンガス等の放
電ガス中に配されている。 第３図は上記第２図の放電回路を用いたエキシマレーザ
装置を示す斜視図であり、第２図と同一部分には同一符
号が付されている。 尚、第２図の高圧電源１０及びリアクトル１１゜１２は
図示を省略されている。 第３図において、高電圧スイッチとしてのサイラド・ロ
ン１は導電材から成る円筒形の容器６に収納され、この
容器６の一端には絶縁体から成る蓋７が設けられている
。 上記充電用のコンデンサ２は複数個設けられ一列に配さ
れている。このコンデンサ２の一端とサイラトロンエの
一端とは略り字状を成す導電板４を介して接続されてい
る。また、コンデンサ２の他端は細長い導電板３に接続
されている。 また、細長い箱状の導電材から成る容器５が設けられ、
この容器５には上記放電ガスが満たされると共に、一対
の細長い放電用の電極９が設けられ、その一方の電極９
は上記導電板３に設けられ、他方の電極９はこの容器５
の底部に設けられている。またこの容器５の一端は上記
容器６を介してサイラトロン１の他端に接続されている
。 また容器５０両側の内壁と導電板３の両側面との間には
電荷が転送される上記コンデンサ８が複数個接続されて
いる。 以上の構成により第２図ど等価な放電回路が構成される
。 次に動作について説明する。 第２図において、サイラトロン１がＯＦＦの状態で高圧
電源１０が投入されると、先ず、高圧電源１０−リアク
トル１１−コンデンサ２−リアクトル１２−高圧電源１
０の充電ループが形成されてコンデンサ２が充電される
。次いでサイラトロン１が点弧すると、コンデンサ２−
サイラトロンニーコンデンサ８の電荷転送ループが形成
されて、コンデンサ２が放電し、その電荷がコンデンサ
８に転送される。従って、このコンデンサ８０両端電圧
、即ち、一対の電極９間の電圧が上昇し、放１ｔｔ圧に
達すると電極９間に放電が生じる。この放電により容器
５内のガスが励起され、その際にパルス状のレーザ光１
３が発生する。 上述した従来の放電回路においては、高電圧スイッチと
してサイラトロン１を用いている。しかしながらサイラ
トロン１はインダクタンスが大きく、このため電極９間
の電圧の立上りが遅くなって、安定な放電が得られず、
また、予熱時間を要したり、さらには温度に対して敏感
であるため、温度制御のための装置を設ける必要がある
等の種々の欠点がある。 この対策として、本出願人は、サイラトロンに代えて多
数の固体スイッチ素子を用いたスイッチ装置を提案して
いる。第４図は固体スイッチ素子として電界効果トラン
ジスタ（以下、ＦＥＴと言う）１４を用い、多数のＦＥ
Ｔ１４を直並列に接続することにより、スイッチ装置１
５を構成した例を示す、このスイッチ装置１５を構成す
る全てのＥＦＴ１４を同時にＯＮと成すことにより、上
記コンデンサ２の放電電流を流すことができる。 このスイッチ装置１５を実現する場合は、複数のＦＥＴ
１４を互いに接続して一体化することにより、１個のモ
ジュールを作り、このモジュールを複数個接続してスイ
ッチ装置１５を構成することになる。 第５図はサイラトロンＩに代えて上記モジュールで構成
したスイッチ装置１５を用いたエキシマレーザ装置の実
施例を示すもので、第３図と同一部分には同一符号が付
されている。 第５図において、１６は上記モジュールであり、それぞ
れ端子板１６ａが設けられている。このモジュール１６
はその複数個づつを１組として各組が複数の導電板１７
上にそれぞれ設けられている。 各導電板１７どうしは各モジュール１６の端子板１６ａ
を介して接続されている。各導電板１７は、上部がＴ形
に形成された導電板１８の両側に絶縁体１９を介して設
けられている。最上段の導電板１７に設けられたモジュ
ール１６の端子板１６ａは導電板１８のＴ形部分に接続
されている。最下段の導電板１７はこの図では容器５と
一体的に接続されているが別体に接続してもよい。導電
板１８の下端部は複数のコンデンサ２の一端に接続され
ている。 次に動作について説明する。 先ず、導電板１８の上部から上記高圧電源１０の電圧を
加えることにより、この導電板１８を通じてコンデンサ
２が充電される。次に、全てのモジュール１６内の全て
のＦＥＴ１４を同時に制御してＯＮと成すと、コンデン
サ２−スイッチ装置１５−容器５−コンデンサ８の電荷
転送ループが形成されて、コンデンサ２の電荷がコンデ
ンサ８に転送される。これによって、電極９間の電圧が
上昇して放電が生じる。 以上によれば、全てのＦＥＴは高速でオンするので、電
極９間の電圧の立上がりが速くなり、安定な放電を得る
ことができる。

【発明が解決しようとする課題】

従来の第５図のレーザ装置に用いられるＦＥＴのモジュ
ールから成るスイッチ装置１５は以上のように構成され
ているので、導電板１７上に配されたモジュール１６内
に組み込まれた多数のＦＥＴ１４の動作による発熱によ
りＦＥＴ１４が損傷するおそれがある等の課題があった
。 この発明は上記のような課題を解消するために成された
もので、ＦＥＴの発熱を容器に放熱できるスイッチ装置
を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係るスイッチ装置は、モジュールに設けられ
たドレイン電極板の一端をモジュールから突出させて取
付け、複数のモジュールを、上記ドレイン電極板を挟み
且つ上記突出部分を同一方向に揃えた形で積層したもの
である。

【作用】

この発明における複数の積層されたモジュールの間から
突出したドレイン電極板の部分が放熱フィンとして作用
する。

【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
図においては第５図と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。 第１図において、２０はモジュール１６の底部に設けら
れたドレイン電極板、２０ａはドレイン電極板２０にモ
ジュール１６の端縁から突出して一体的に設けられた放
熱用のフィンである。 この実施例によるスイッチ装置１５は、図示のように複
数のモジュール１６をドレイン電極板２０を挟む形で積
層することにより構成されている。 また各ドレイン電極板２０の各フィン２０ａは同一方向
に揃えられている。モジュール１６はその内部に複数の
ＦＥＴが設けられ、それらが同時にＯＮ・ＯＦＦ制御で
きるように接続されている。 ドレイン電極板２０は複数のＦＥＴが同時にＯＮ・ＯＦ
Ｆするように接続された回路の共通のドレイン電極板で
ある。従って、モジュール１６には、ドレイン電極板２
０の他に、図示せずも共通のソース電極及び共通のゲー
ト電極が設けられている。 ２１は最上段のモジュール１６のソース電極と容器５と
を接続する導電板であり、２２は最下段のモジュール１
６のドレイン電極板２０とコンデンサ２とを接続する導
電板である。また２３はスイッチ装置１５を冷却するた
めのファンである。尚、各モジュール１６のドレイン電
極板２０を含む積層部分をスイッチ部とする。 次に動作について説明する。 コンデンサ２に充電を行った後、各モジュール１６の全
てのＦＥＴをＯＮと成すことにより、コンデンサ２に充
電された電荷が、導電板２２からスイッチ装置１５を通
じさらに導電板２１及び容器５を通じてコンデンサ８に
転送される。これによって一対の電極９間に放電から発
生する。 また、ＦＥＴの動作による発熱は、フィン２０ａを介し
て外部に放熱されるので、モジュール１６の加熱による
ＦＥＴの損傷が防止される。さらに、必要に応じてファ
ン２３を用いてスイッチ装置１５を冷却することができ
る。 なお、上記実施例では、モジュール１６の積層部を１個
設けた例を示したが、複数個の積層部を容器５の長手方
向に沿って設けてもよい。 また、上記実施例では、固体スイッチ素子としてＦＥＴ
を用いたが、サイリスタＩ　ＧＥＴ等を用いてもよい。

【発明の効果】

以上のようにこの発明によれば、モジュールに設けられ
たドレイン電極板をモジュールから突出させて取付け、
複数のモジュールを、上記ドレイン電極板を挟み且つ上
記突出部分を同一方向に揃えた形で積層放熱フィンとす
る構成としたので、多数のＦＥＴの動作に伴う発熱を有
効に抑え、ＦＥＴが損傷することを防止できる効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスイッチ装置を示す
斜視図、第２図は従来のレーザ装置における放電回路を
示す回路図、第３図は従来のサイラトロンを用いたレー
ザ装置を示す斜視図、第４図は従来のＦＥＴを用いたス
イッチ装置を示す回路図、第５図は従来のスイッチ装置
を用いたレーザ装置の斜視図である。 １４は電界効果トランジスタＣＦＥＴ）　、１５はスイ
ッチ装置、１６はモジュール、２０はドレイン電極板、
２０ａはフィン。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の固体スイッチ素子が同時に導通可能となるよう
   に接続された回路が内蔵されると共に上記複数の固体ス
   イッチ素子に対して共通に設けられた板状の第１の電極
   と共通の第２の電極と共通の第３の電極とを有して成る
   モジュールの複数個がそれらの間に上記第１の電極を挟
   んで積層されたスイッチ部と、上記各第１の電極の一端
   を上記各モジュールの一端縁から同一方向に突出されて
   成る複数の放熱用フィンとを備えたスイッチ装置。