JPS593896B2 - バイポ−ラトランジスタスイツチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１対の入力端子、１対の出力端子、エミツタ、
ベース及びコレクタ端子を有するＰＮＰバイポーラトラ
ンジスタであつて、そのエミツタが該１対の入力端子の
一方に接続されているＰＮＰバイポーラトランジスタ、
エミツタ、ベース及びコレクタを哨するＮＰＮバイポー
ラトランジスタであつて、そのエミツタが該１対の入力
端子の他方に接続されているＮＰＮバイポーラトランジ
スタ及びスイツチ制御信号に応動して該トランジスタを
付勢する制御回路とを自むバイポーラトランジスタスイ
ツチ装置に関する。

商用通信システムにおいて種々の半導体交換回路網交点
が見出されている。

これらの従来技術の半導体交換網で用いられている交点
素子にはＰＮＰＮ素子、バイポーラトランジスタ、ダイ
オード、ＳＣＲ、又は電界効果トランジスタがある。こ
れらの素子の各々は交点素子として用いると無視できな
い欠点があるが、グループの中では飽和したバイポーラ
トランジスタ交点は理想に近い交点特性を持つ。これは
、飽和したバイポーラトランジスタ交点が低い交点オン
抵抗を与えること、大きい電流を流せること、高い回線
電圧に耐えられることなどのためである。このような性
能を実現するためには、トランジスタを飽和モードに保
つために比較的大きな駆動電流をバイポーラトランジス
タの各々に印加しなければならない。従来技術によるバ
イポーラトランジスタ交点構成では、この駆動電流を発
生するために２つ以上の電源を使用した。しかし、交点
駆動電流が大きいと通信リードに大きいと通信リードに
大きい雑音を印加するとともに、電源のために回線が不
平衡になりやすく、また大きな電力を消費する。この１
駆動電流の欠点の他に、バイポーラトランジスタは内部
感応性の問題がある。理想的には、交点の接触及び制御
はともに交点節点に印加される電圧及び電流の極性及び
振幅には感応すべきではない。しかし、バイポーラトラ
ンジスタは元来相互に依存しやすく、バイポーラトラン
ジスタによる交点で同じトランジスタの他の節点の変化
に感応させないためには、付加回路が必要である。付加
回路の必要性は従来技術によるバイポーラトランジスタ
交点を調べて見てもより明確となる。

このような従来技術の１つとして、１対のバイポーラ相
補形トランジスタを通信リードと直列に接続し飽和モー
ドで動作させる半導体交点がある。この交点トランジス
タのベースは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）による制
御回路によつて相互接続されており、交点は通信リード
から直接電力を受け、閉路電流を流すことができる。し
かし、この従業技術において交点素子として用いられて
いるバイポーラトランジスタには保護回路が設けられて
いない。

動作中交点は完全に一方向性であり、また交点自体と制
御論理回路の間で直接接続が維持される。よつて、従来
技術による交点はバイポーラトランジスタ交点に付随す
る前述の内部感応性の問題を解決していない。従来技術
によるすべての交点構成では次の問題に触れられていな
い。すなわち、過電圧保護、供給電圧の反転、交点オフ
切換えの保証、交点と制御論理回路の干渉、及び交換回
路網における交点の並列動作である。従つて、これらの
従来技術のバイポーラトランジスタ交点は同じトランジ
スタの他の節点に生じる変化に不感性を持たせるために
必要な付加回路が無いため、有用な半導体交点として用
いることができない。以上の観点に立ち、本発明の目的
は通信リードのみから電力を受けるバイポーラトランジ
スタ交点を提供することにある。

本発明の他の目的は、交点素子と付随する制御回路との
間を完全に分離したバイポーラトランジスタ交点を提供
することにある。

本発明の他の目的は、印加される電圧及び電流の極性及
び振幅に対して交点を感応させないために、同じトラン
ジスタの他の節点で生じる変化に不感性を哨するバイポ
ーラトランジスタ交点を提供することにある。

本発明の他の目的は、通信リードにおいて両方向の伝送
を行うバイポーラトランジスタ交点構成を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、集積回路技術を用いて完全に製造
できるバイポーラトランジスタ交点構成を提供すること
にある。

以上の問題は、本発明に従い保護回路が制御回路とそれ
ぞれのトランジスタのベースの間、及び出力端子の各々
とそれぞれのトランジスタのコレクタとの間とに接続さ
れているバイポーラトランジスタスイツチ素子によつて
解決された。

本発明に従い、基本的バイポーラトランジスタ対を有用
な半導体交換回路交点に変換するに必要な付加回路が提
供される。

これは、基本バイポーラ相補形トランジスタ対の各々の
まわりに”保護制御回路゛を設け、６浮動゛交点を作る
ことによつて達成された。保護制御回路は、交点素子を
形成する基本バイポーラ相補形トランジスタ対のまわり
にトランジスタ、光アイソレータ及びダイオードを含ん
でいる。

これらの付加素子は、バイポーラトランジスタスイツチ
ング特性に影響を与えることなく、過電圧保護と交点オ
フ切換え保証を行つている。保護制御回路は、交点バイ
ポーラトランジスタと通信線との間のバツフアとして働
くことによつてバイポーラ相補形トランジスタを保護し
ている。このような構成により、保護制御回路は通信線
に現れる過電圧又は逆電圧を吸収又は阻止し、交点とし
て働くバイポーラトランジスタは正しい動作範囲内で動
作する。この保護制御回路を用いると交点素子は印加さ
れる電圧及び電流の極と振幅の両方に感応しなくなる。
さらに、保護制御回路は自己バイアス装置を用い交点の
電力を通信線自体のみから取ることにより、バイポーラ
トランジスタの外部電源依存性を完全に除去している。
光アイソレータ制御回路は、交点素子と外部制御回路と
を完全に分離している。このように、ここでは装置にお
いては、交トランジスタ及び通信リード及び交点制御回
路との間のバツフアとして保護制御回路を用いることに
より完全な浮動交点が実現されている。

また保護制御回路は哨用な両方向性半導体交換回路の交
点を実現するために必要な、同じトランジスタの他の節
点に生じる変化に対する不感性を与えている。従つて、
本発明の特徴は半導体交換回路において、印加される電
圧及び電流の極性と振幅の両方に対して交点を独立させ
ていることにある。本発明の他の特徴は、通信リードの
みから交点に電力を与えているところにある。本発明の
他の特徴は、交点を制御回路から完全に分離させている
ところにある。

本発明の他の特徴は、両方向性交換回路網において交点
を一方向性交点素子として用いることを可能にしている
ところにある。

第１図は、バイポーラ相補形トランジスタ交換回路の交
点として実現した本発明の広いシステム構成を示してい
る。

本実施例では、垂直及び水平路を持つたマトリクスの如
き完全な交換回路は示されていない。すなわち、簡単の
ために、電話局線路１０４すなわち垂直路（図示してい
ない）と電話機（図示していない）すなわち水平路との
間に挿入された単一の交点１０６が、本発明の特徴と利
点とを明確に示している。電話局線路１０４は、それぞ
れチツプ及びリング導体ＣＯＴ及びＣＯＲから成り、図
示した交換交点１０６の上側すなわち垂直路に接続され
ている。

通信線対１０５はチツプ及びリング導体Ｔ及びＲから成
り、交換回路交点１０６の右側すなわち水平路を電話機
（図示していない）に接続する。図示した交換回路交点
自体は、１対のバイポーラ相補形トランジスタ１００及
び１０１を自み、これらはそれぞれの”保護制御回路゛
１０２及び１０３によつて囲われている。これらの保護
制御回路は、バイポーラ相補形トランジスタ対１００及
び１０２を゛浮動゛交点対に変える機能を持つ。この浮
動交点は電話局と電話端末との間での一方向性通信路を
与える。ＤＣ監視電圧が電話局線路１０４に印加され、
交点がオンになると、電流が交点を一方向に流れる。

電話局線路のリードＣＯＴが正電圧で、りードＣＯＲが
負電圧であると、ＤＣ電流が電話局線路のリードＣＯＴ
から交点トランジスタ１００を介してリードＴに流れ、
さらに電話端末へと流れる。また電流は電話端末から、
リードＲ、トランジスタ１０１を介してリードＣＯＲへ
と戻る。このようにして、第１図に示した交点は、閉路
電流の一方向性の利点を利用しており、電話局線から電
話端末への一方向性電流路をバイポーラ相補形トランジ
スタによつて実現している。第２図は、保護制御回路１
０２及び１０３をより詳細にプロツク図形式で示したも
のである。

各保護制御回路は、種々の保護素子及び制御素子を自み
、これらはバツフアとして働くとともに、付随するバイ
ポーラトランジスタを、浮動交点において電圧及び電流
に感応しない接点に交換する。特に、バイポーラトラン
ジスタ１００は保護制御回路１０２に囲まれており、こ
れは素子２００，２０１，２０２及び２０３から成る。
素子２００は交点のオン・オフ状態を調整する制御回路
から成る。素子２００自体は、交点制御回路（図示して
いない）から供給される交点制御信号によつて制御され
る。素子２０１，２０２及び２０３は、バイポーラトラ
ンジスタ１００を囲む保護回路を構成している。素子２
０２は逆方向保護回路を構成し、リードＣＯＴ及びＴか
ら交点トランジスタ１００に逆電圧がかかることを防止
する。素子２０１はインピーダンス及び電流減少回路か
ら成り、交点トランジスタ１００の順方向インピーダン
ス特性に関して、逆方向保護回路２０２と逆の働きをす
る。素子２０３はオフ切換え保証回路と漏れ保護回路と
の働きをする。素子２０３の回路は、コレクタ電流漏れ
を減少させ、交点がオフになつた時に、ベースエミツタ
接合の逆電圧保護も扱う。保護制御回路１０３の素子２
００，２０４，２０５及び２０６は、交点トランジスタ
１０１及び付随したリードＣＯＲ及びＲに対して同様の
機能を持つ。以上のように、保護制御回路１０２内の保
護回路は、通信線対１０４及び１０５に現れる電圧から
交点トランジスタ１００を分離する。

交点トランジスタ１００には正常なバイアスと通信信号
のみが印加され、それでいて交点全体としては電圧反転
や過電圧印加を行うことができ、これらの電圧がトラン
ジスタに印加されたり、大きな漏れ電流が生じることは
ない。さらに、制御回路２００は、交点トランジスタ１
００のベースをインピーダンス減少回路２０１及び２０
４を介してトランジスタ１０１のベースに接続すること
により、外部電力の供給無しに交点を動作させる。この
接続により、バイアス電流は、リードＣＯＴから、交点
トランジスタ１００、制御回路２００、及び交点トラン
ジスタ１０１を介してリードＣＯＲへ流れる。よつて、
交点は外部電源を用いず、通信リードのみから得られる
バイアス電流によつて動作する。これにより、両方の交
点トランジスタが同じバイアス電流で動作してこれらの
トランジスタの動作点が同じになるため、交点のバラン
スのとれた動作が保証される。このように保護制御回路
１０２及び１０３は敏感な交点トランジスタ１００及び
１０１と通信リード１０４及び１０５との間のバツフア
として働いて、がん丈な交点を構成する。この交点は印
加される電圧及び電流の振幅と極性には影響されず、し
かも通信リードのみから電力を供給される。このような
相補形バイポーラトランジスタ交点は、次のような理想
的な交点特性を持つ。すなわち、交点の低いオン抵抗を
持つこと、大電流を通過できること、高い回線電圧に耐
え得ること、交点とその制御回路とを分離していること
、外部電源を必要としないこと、オフ状態では入力、出
力及び制御節点の間で電圧変化に対する高度の不感性を
持つことなどである。次に第３図について詳細に述べる
。第３図は本発明の実施例における種々の素子がいかに
共同して、一方向性の浮動バイポーラ相補形トランジス
タ交点を構成しているかを示すものである。

第３図において、種々の保護及び制御素子は第２図と同
様の位置に配置されている。第３図のバイポーラ相補形
トランジスタ交点は第２図の交点と同じ条件に置かれて
い゛るものと仮定する。すなわち、電話局線路１０４は
、正電圧をリードＣＯＴに、また負電圧をリードＣＯＲ
に持つＤＣバイアス電圧を印加するものと仮定する。さ
らに、電話端末（図示していない）は、リードＴ及びＲ
の間で通信線対１０５に接続されているものとする〇次
に制御回路２００について述べる。

制御回路２００は２つのフオトトランジスタ３０５及び
３０８を自んでおり、これらは発光ダイオードを含む交
点制御回路（図示していない）によつて供給される交点
制御信号によつて動作する。

このような制御回路の動作については第４図に関連して
後述する。交点制御回路はその発光ダイオードを駆動す
ることにより、フオトトランジスタ３０８をオンに、ま
たフオトトランジスタ３０５をオフに維持することによ
つて交点を付勢し、また逆の状態にすることによつて交
点をオフに切り換えるとともに、オフに保つ。よつて、
ＤＣバイアスが通信線対１０４に印加されている時、交
点制御回路内の発光ダイオードが、フオトトランジスタ
３０５をオフにし、フオトトランジスタ３０８をオンに
切り換えた時にのみ相補形バイポーラトランジスタ１０
０及び１０１に交点電流が流れる。この制御方式の説明
を続けるに当り、交点はオフ状態に切り換えられるもの
と仮定する。以下に交点のオフ状態について述べる。交
点をオフに切換えるためには、交点制御回路はフオトト
ランジスタ３０８をオフに切換え、フオトトランジスタ
３０５をオンに切換える。

フオトトランジスタ３０８がオフであると、交点トラン
ジスタ１００及び１０１のベース間のバイアス電流が流
れず、これらのトランジスタはオフになる。しかし、こ
れらのトランジスタのエミツタベース接合が保護されて
おらず、またトランジスタ３１３及び３２３のベースが
浮いているとコレクタ漏れ電流（β。。）は無視できな
い。従つて、保護制御回路１０２及び１０３は、オフ切
換え・漏れ保護回路２０３及び２０６を自み、これらは
上記の影響を阻止する。次にオフ切換え・漏れ保護回路
２０３及び２０６について述べる。

保護回路２０３及び２０６内のそれぞれのダイオード３
１２及び３２２は、両方の交点トランジスタ１００及び
１０１と、インピーダンス減少回路２０１及び２０４の
トランジスタとのエミツタベース接合に対し、逆方向電
圧に対して低インピーダンスを与えることによつて逆バ
イアス保護を行う。

保護トランジスタ３１０，３１１，３２０及び３２１は
交点トランジスタ１００及び１０１の各各に対してオフ
切換え保証を行う。

これらの保護トランジスタは、，駆動されると、交点ト
ランジスタ１００及び１０１のエミツタベース接合に対
して短絡回路を与え、これによつてコレクタ電流漏れの
効果を最少にする。これらのオフ切換え保証トランジス
タは、オンとなつたフオトトランジスタ３０５によつて
１駆動され、交点トランジスタと同様の方法でバイアス
される。電流は、リードＣＯＴから、保護回路２０３の
トランジスタ３１１のエミツタベース接合、ダイオード
３０１、フオトトランジスタ３０５、制御回路２００の
ダイオード３０４及び保護回路２０６のトランジスタ３
２０のベースエミツタ接合を介してリードＣＯＲに流れ
る。このバイアス電流によつて保護トランジスタ３１１
及び３２０は飽和し、これによつて交点トランジスタ１
００及び１０１、及びインピーダンス減少トランジスタ
３１３及び３２３のベースエミツタ接合は短絡される。
制御回路２００のダイオード３０１乃至３０４は、通信
線対１０４に現れる電圧の極性にかかわらずフオトトラ
ンジスタ３０５に一方向性の電流を流すようブリツジ構
成を取つている。もし、逆の電圧が線１０４に現れると
、保護トランジスタ３２１及び３１０にバイアスが与え
られ、その電流はダイオード３０３、フオトトランジス
タ３０５及びダイオード３０２を流れる。この電流は保
護トランジスタ３１０及び３２１を飽和させ、これによ
つて交点トランジスタ１００及び１０１のベースエミツ
タ接合が短絡されて、通信回路対１０４に現れる逆電圧
から保護される。このように、交点トランジスタ１００
及び１０１のベースエミツタ接合は、保護回路２０３及
び２０６のダイオード３１２及び３２２によつて、逆電
圧に対して連続的に保護される。

さらに、保護回路２０３及び２０６はフオトトランジス
タ３０５の制御のもとで、交点トランジスタ１００及び
１０１のベースエミツタ接合に短絡回路を与え、これに
よつてオフ状態におけるコレクタ漏れ電流を防止する。
フオトトランジスタ３０８によつて結合されたベースエ
ミツタ短絡回路は、交点が通信回線１０４と１０５との
間で開回路となることを保証している。次に交点のオン
状態について述べる。

交点をオンにするためには、前述のベースエミツタ短絡
回路を除去し、交点トランジスタ１００及び１０１にバ
イアス電流を印加しなければならない。

これは、交点制御回路が交点制御信号を印加して制御回
路２００のフオトトランジスタ３０８をオンにし、フオ
トトランジスタ３０５をオフにすることによつて行われ
る。フオトトランジスタ３０５がオフになると、保護ト
ランジスタ３１０及び３２１及び３２０からのバイアス
電流が除去される。

このバイアス電流が除去されると、これらの保護トラン
ジスタはオフとなり、これによつて交点トランジスタ１
００及び１０１のベースエミツタ接合から短絡回路が除
去される。フオトトランジスタ３０８がオンであると、
交点トランジスタ１００のベースと交点トランジスタ１
０１のベースとの間にＤＣ路ができる。

交点トランジスタ１００及び１０１は相補形バイポーラ
トランジスタであるため、これらのエミツタ接合にＤＣ
バイアス電圧が印加されると、ＤＣバイアス電流はリー
ドＣＯＴから、交点トランジスタ１００のエミツタベー
ス接合、トランジスタ３１３のエミツタベース接合、ダ
イオード３０６、付勢されているフオトトランジスタ３
０８、トランジスタ３２３のベースエミツタ接合、及び
交点トランジスタ１０１のベースエミツタ接合を介して
リードＣＯＲへと流れる。よつて、両方の交点トランジ
スタに正確に同じバイアス電流が流れ、両方のトランジ
スタを同じ状態にバイアスする。両方の交点トランジス
タに同じバイアス電流を流すことにより、交点はバラン
スして動作することが保証される。さらに、このバイア
ス電流は外部電源ではなく通信リードのみから取り出さ
れているため、交換網において交点は他の交点から分離
される。制御回路２００のダイオード３０６及び３０７
は、フオトトランジスタ３０８に逆電圧を印加すること
を防止している。

ダイオード３０６はフオトトランジスタに一方向電流を
流すことを保証するとともに、リード２０９及び２１０
からフオトトランジスタ３０８に印加される逆バイアス
を吸収する。ダイオード３０７はフオトトランジスタ３
０８と並列に接続されており、フオトトランジスタ３０
８の逆方向に対して低インピーダンスを与え、リード２
０９及び２１０から現れる逆方向バイアスをフオトトラ
ンジスタ３０８を介せずに吸収する。次に逆方向保護回
路２０２，２０５について述べる。

前述のＤＣバイアス電流を交点トランジスタ１００及び
１０１に流してこれらをオンにすると、リードＣＯＴ（
５Ｔとの間、及びリードＲ（５Ｃ０Ｒとの間で一方向性
のエミツタコレクタ電流路が形成される。

保護制御回路１０２及び１０３はそれぞれダイオード３
１５及び３２５を台む逆方向保護回路を交点トランジス
タ１００及び１０１と直列に含んでいる。ダイオード３
１５及び３２５はそれぞれ交点トランジスタ１００及び
１０１のコレクタエミツタ接合に対して印加される逆バ
イアスを吸収する。次にインピーダンス減少回路２０１
，２０４について述べる。

逆方向保護回路２０２及び２０５を保護制御回路１０２
及び１０３で用いると、通信路に余分な直列インピーダ
ンスが付加されてしまうため、インピーダンス減少回路
２０１及び２０４を用いてこの効果を相殺している。

インピーダンス減少回路２０１及び２０４はそれぞれト
ランジスタ及びダイオード３１３，３１４及び３２３，
３２４から成り、これらは交点トランジスタのベースと
通信線路１０５との間に接続されている。これらのイン
ピーダンス減少回路は交点トランジスタ及び逆方向保護
回路と並列に接続されており、交点の順方向インピーダ
ンスを減らす働きをする。交点がオフ状態にあると、保
護制御回路は漏れ電流の発生を防止して、バイポーラ交
点トランジスタ１００及び１０１に過電圧が印加される
のを防止する。保護制御回路はさらに、交点がオン状態
にある時にも、必要なバイアスを交点トランジスタ１０
０及び１０１に印加する他に、交点トランジスタ１００
及び１０１に過電圧が印加されることを防止する。交点
全体は通信リードのみから電力を受け、外部電源及び制
御回路に対する直接の接続が無い。交点制御信号は光信
号であり、それによつて一方向性信号路は完全に分離さ
れている。このようにして保護制御回路は印加される電
圧及び電流の振幅と極性には感応せず浮いた状態の交点
を形成しており、低いオン状態インピーダンスと高いオ
フ状態インピーダンスとを通信路に与える。次に第４図
の交点制御回路について述べる。

第４図は第３図のバイポーラ相補形トランジスタ交点の
オン・オフ状態の制御に用いることのできる交点制御回
路の一実施例を示す。第４図の交点制御回路は標準のフ
リツプフロツプの形をとつており、トランジスタ４０３
及び４０４はリード０Ｐ及び０Ｐに現れるパルス信号に
応じて２つの補を成す安定状態の一方を取る。もしリー
ド０Ｐに高レベル信号があると、トランジスタ４０３が
オンとなり、この結果リード０Ｐは低レベルになるため
トランジスタ４０４はオフとなる。制御信号がリード０
Ｐ及び０Ｐから除去されても各トランジスタのコレクタ
から他のトランジスタのベースへのフイードバツク路に
信号が存在するためトランジスタは夫々オン・オフ状態
を維持する。トランジスタ４０３及び４０４のオン・オ
フ状態は夫々付随した発光ダイオード４０５及び４０６
のオン・オフ状態に反映される。上の例ではトランジス
タ４０３がオンであると電流が電圧＋Ｖから抵抗４０１
、発光ダイオード４０５７｝びトランジスタ４０３のコ
レクタ・エミツタ接合を介してア一スに流れる。これに
よつて発光ダイオード４０５はトランジスタ４０３と同
じオン・オフ状態となる。同様に発光ダイオード４０６
はトランジスタ４０４のオン・オフ状態に従う。交点の
制御は発光ダイオード４０５及び４０６の光出力（交点
制御信号）を夫々フオトトランジスタ３０５汲び３０８
のベースに印加することによつて行われる。

土の例では発光ダイオード４０５はオフであり、それに
付随したフオトトランジスタ３０５もオフとなつて、オ
フ切り換え漏れ保護回路２０３及び２０６はオフになる
。保護回路２０３及び２０６がオフであると交点トラン
ジスタ１００及び１０１のベース・エミツタ接合に付加
されていた短絡回路が除去される。この後発光ダイオー
ド４０６がオンになりフオトトランジスタ３０８のベー
スに光が印加される。これによつてフオトトランジスタ
３０８がオンになり交点にバイアス電流が印加される。
これによつて交点はオンになり、ＤＣバイアス電流は両
方の交点トランジスタ１００及び１０１のベースエミツ
タ接合を流れる。交点制御回路のトランジスタ４０３及
び４０４のオン・オフ状態を逆にすると交点フオトトラ
ンジスタ３０８がオフになり交点フオトトランジスタ３
０５がオンになることによつて、交点はオフに切り換え
られる。

これによつてフオトトランジスタ３０８によつて供給さ
れていた交点ＤＣバイアス電流が除去され、また、交点
フオトトランジスタ３０５が保護回路２０３及び２０６
を付勢する。保護回路２０３及び２０６は交点トランジ
スタ１００及び１０１のベースエミツタ接合に短絡回路
を付加することによつて交点のオフ状態を保証する。以
上に示した交点制御回路は、交点回路に直接接続される
ことなくバイポーラ相補形トランジスタ交点のオンオフ
状態を制御する。

発光ダイオードとフオトトランジスタの組合せによつて
、実質的に無限大のインピーダンスを信号と逆方向に与
えており、これによつて完全に一方向性の信号流を実現
している。このように、交点制御回路は、交点端子に現
れる電圧及び電流に対して完全に独立している。この方
法により、交点は交点制御回路とそれに付随した電圧に
関しで浮動゛状態となる。次に、第５図の両方向交換回
路について述べる。

第５図は、両方向性ＤＣ伝送における交点構成゜を示し
ている。素子５００及び５０１の各々は第３図の交点か
ら成り、２つの交点を並列に設け、素子５０１を素子５
００と逆方向に接続することによつて両方向性伝送路が
得られる。すなわち、素子５００はリードＣＯＴからリ
ードＴ．及びリードＲからリードＣＯＲへの一方向性電
流路を与え、素子５０１はリードＴからリードＣＯＴ及
びリードＣＯＲからリードＲへの逆の一方向性電流路を
与えている。同様に、各交点素子に付随した交点制御回
路も並列に設けられ、１方の交点制御回路は他方の交点
制御回路と逆に接続される。このようにして、図示した
構成の交点は、ＤＣ閉路電圧の極性に拘わらず、電話局
と電話端末との通信路を与える。次に、第６図の通信路
状態表示について述べる。

第６図は上記のバイポーラ相補形トランジスタ交点構成
とともに実現可能な通信路状態表示回路の一実施例を示
している。発光ダイオード３１５及び３２５は第３図の
逆方向保護回路２０２及び２０５を構成し、それぞれ交
点トランジスタ１００及び１０１と直列に接続されてい
る。ＤＣバイアスが通信線１０４に印加され、また交点
がオンに切換えられると、発光ダイオード３１５及び３
２５は通信線対１０５に電流が流れていることを表示す
る。電話機の受話器が上げられていると、電流がリード
ＣＯＴからリードＴへ流れ、発光ダイオード３１５を駆
動する。

駆動された発光ダイオード３１５は光出力を発生し、こ
れはフオトトランジスタ６０１のベースへ印加される。
これによつてフオトトランジスタ６０１はオンとなつて
、これがインバータ６０３を駆動し、低レベル信号がア
ンドゲート６０９，６１１に、また高レベル信号が（イ
ンバータ６０ｒを介して）ゲート６１０及び６１２に印
加される。回様に、受話器土げ状態にある電話機はリー
ドＲからリードＣＯＲに電流を流し、発光ダイオード３
２５を駆動する。この光出力はフオトトランジスタ６０
４のベースに印加される。これによつてフオトトランジ
スタ６０４がオンになり、インバータ６０６を，駆動し
て、低レベル信号がゲート６０９，６１２に、又高レベ
ル信号が（インバータ６０８を介して）ゲ−ト６１０，
６１１に印加される。この結果、ゲート６１０の入力の
みが２つとも高レベルになる。これにより、リード゛゜
受話器上げ”に高レベル出力を発生し、付随した電話器
が受話器上げ状態であることが示される。同様にして、
受話器置き状態、リングリードに正電圧があること、チ
ツプリードに負電圧があること、及び縦電圧の存在が発
光ダイオードによつて検出されて、第６図に示した適切
な論理の組合せによつて示される。

このように、保護制御回路素子は、交点と外部電源及び
交点制御回路との完全な分離を保つたまま通信路の状態
を表示するためにも用いることができる。よつて、上記
の保護制御回路は完全に浮いた交点を構成する。さらに
、保護制御回路はチツプ及びリングの状態表示を通信路
状態表示回路に与え、また交点制御回路から交点オン・
オフ制御信号を受信するが、この時交点制御回路、通信
路状態表示回路、及び外部電源への直接の接続は行われ
ない。この方法により、上に示した保護制御回路は、交
真制御回路に影響を与えることなく、また交換回路内の
交点間の信号結合を行うことなく、広範囲の電圧及び電
流を扱うことができる。本発明について特定の実施例に
ついて述べたが、特許請求の範囲内で種々の手法的又構
造的変形が可能である。

上記の構成は本発明の原理を示す１例に過ぎない。当業
渚にとつては、本発明の精神と範囲を逸脱することなく
他の構成を実現することができる。以上を要約するに、 （１）バイポーラトランジスタ交点構成において、１対
の入力端子、１対の出力端子、 エミツタ、ベース及びコレクタ端子を持ち、該エミツタ
が該１対の入力端子の１つに接続されているＰＮＰバイ
ポーラトランジスタ、エミツタ、ベース及びコレクタ端
子を持ち、該エミツタが該１対の入力端子の他の１つに
接続されているＮＰＮバイポーラトランジスタ、交点制
御信号に応動して該トランジスタを付勢する制御手段及
び該制御手段と該トランジスタのそれぞれのベースとの
間と、該制御手段と該トランジスタのそれぞれのエミツ
タとの間と、該出力端子の各各と該トランジスタのそれ
ぞれのコレクタとの間とに接続された保護回路手段とが
食まれている。

（２）上記第１項の構成において、該制御手段と該トラ
ンジスタのそれぞれのエミツタとの間に接続された該保
護回路手段が付随するトランジスタのエミツタベース接
合間に現れる順方向電圧に対して低インピーダンスを与
えるための分流手段を構成している。

（３）上記第２項の構成において該分流手段は、エミツ
タ、ベース及びコレクタ端子を持つＰＮＰバイポーラト
ランジスタ、及びエミツタ、ベース及びコレクタ端子を
持つＮＰＮバイポーラトランジスタとを含み、該分流手
段のＰＮＰ及びＮＰＮバイポーラトランジスタは該付随
したトランジスタの該エミツタベース接合の間に共通コ
レクタ方式で並列に接続されており、該分流手段のバイ
ポーラトランジスタのエミツタは該付随するトランジス
タの該エミツタに接続され、該分流手段のバイポーラト
ランジスタのベースは該制御手段に接続されており、該
制御手段は該付随したトランジスタを消勢するための該
交点制御信号に応動して該分流手段のＰＮＰ及びＮＰＮ
バイポーラトランジスタを付勢する。

（４）上記第３項の構成において、該バイポーラトラン
ジスタ交点構成は、該入力端子にバイアス電圧を印加す
るためのバイアス手段を倫み、該バイアス電圧のより正
の電位が該入力端子の対の該１つに印加され、該制御手
段は該交点制御信号に応動してそれぞれの該分流手段の
ＰＮＰ及びＮＰＮトランジスタの該ベースの間で直接接
続を行う手段を含んでいる。

（５）上記第４項の構成において、該直接接続手段は、
それぞれの該分流手段のＰＮＰ及びＮＰＮトランジスタ
のベースの間に直列に接続されたフオトトランジスタを
倫んでいる。

（６）上記第１項の構成において、該出力端子の各各と
該トランジスタのそれぞれのコレクタとの間に接続され
ている保護回路手段は該出力端子との各々と該付随した
トランジスタのコレクタとの間に現れる逆方向電圧のみ
に対して高インピーダンスを与えるための第２の逆方向
降伏保護手段を含んでいる。

（７）上記第６項の構成において、該第２の逆方向降伏
保護手段は該付随したトランジスタの該コレクタと付随
した出力端子との間に順方向に接続された第１のダイオ
ードから成る。

（８）上記第７項の構成において、該第１のダイオード
は該付随したバイポーラトランジスタの該コレクタから
電流が流れていることを示す光出力を発生するための発
光ダイオードから成る。

（９）上記第１項の構成において、該制御手段と該トラ
ンジスタのそれぞれのベースとの間に接続されている保
護回路手段は該制御手段と、該付随したトランジスタの
ベースと、付随した出力端子との間に接続され、該付随
したトランジスタのオン抵抗を減少するためのインピー
ダンス減少手段を台んでいる。（自）上記第９項の構成
において、該インピーダンス減少手段は、エミツタ、ベ
ース及びコレクタ端子を持ち、該ベースが該制御手段に
接続され、該エミツタが該付随したトランジスタのベー
スに接続されたインピーダンス減少バイポーラトランジ
スタと、該インピーダンス減少トランジスタのコレクタ
と該付随した出力端子との間に直列に順方向に接続され
た第２のダイオードとを自み、該制御手段は該交点制御
信号に応動して該インピーダンス減少トランジスタを付
勢する。

（自）上記第１項の構成において、該バイポーラトラン
ジスタ交点構成は該１対の入力端子にバイアス電圧を印
加するためのバイアス手段を？み、該バイアス電圧のよ
り正の電位が該１対のλ力端子の該１つに印加される。
（自）上記第１１項の構成において、該制御手段は該交
点制御信号に応動して該ＰＮＰトランジスタのベースか
ら該ＮＰＮトランジスタのベースへの直接接続を行う手
段を含んでいる。

（自）上記第１２項の構成において、該直接接続手段は
該トランジスタのベースの間に接続され、光信号から成
る該交点制御信号に応動するフオトトランジスタを自ん
でいる〇（自）上記第１項の構成において、該制御手段
と該トランジスタのそれぞれのエミツタとの間に接続さ
れた該保護回路手段は、各々の該トランジスタの該エミ
ツタと該制御手段との間に接続され該付随したトランジ
スタのエミツタベース接合の間に現れる逆方向電圧のみ
に対して低インピーダンスを与える第１の逆方向降伏保
護手段を自んでいる。

０５）上記第１４項の構成において、該第１の逆方向降
伏保護手段は該付随したトランジスタの工ミツタベース
接合間に逆方向に接続されたダイオードから成る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロツク図で示す図であり、第２図は
本発明の一実施例をプロツク図で示す図であり、第３図
は本発明の望ましい実施例を示す図であり、第４図は典
型的な交点制御装置を示す図であり、第５図は両方向伝
送形態として用いる交点を示す図であり、及び第６図は
チツプ及びリング状態表示装置を示す図である。 主要部分の符号の説明、１００・・・・・・ＰＮＰバイ
ポーラトランジスタ、１０１・・・・・・ＮＰＮバイポ
ーラトランジスタ、２００・・・・・・制御回路、２０
１〜２０３，２０４〜２０６・・・・・・保護回路、２
０３，２０６・・・・・・分流回路、３１１，３２１・
・・・・・分流回路のＰＮＰトランジスタ、３１０，３
２０・・・・・・分流回路のＮＰＮトランジスタ、３０
８・・・・・・接続回路、３１５，３２５・・・・・・
第２の逆方向降伏保護回路、２０１，２０４・・・・・
・インピーダンス減少回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の入力端子（例えば１０４）、 一対の出力端子（例えば１０５）、 一方の入力端子に接続されたエミッタと一方の出力端子
   に接続されたコレクタとを有するＰＮＰバイポーラ交点
   トランジスタ（例えば１００）、他方の入力端子に接続
   されたエミッタと他方の出力端子に接続されたコレクタ
   とを有するＮＰＮバイポーラ交点トランジスタ（例えば
   １０１）、スイッチ制御信号に応動して両交点トランジ
   スタをＯＮ又はＯＦＦにする制御回路（例えば３０８）
   、出力端子の各々と関連の交点トランジスタとの間に接
   続され、逆方向電流に対して高インピーダンスを与える
   一方向導通素子（例えば２０２、２０５）、制御回路が
   両交点トランジスタをＯＮにしたことに応動して前記一
   方向導通素子の順方向抵抗の効果を相殺するために、前
   記交点トランジスタのベースと出力端子との間に接続さ
   れたインピーダンス減少回路（例えば２０１、２０４）
   、スイッチ制御信号に応動して前記制御回路と相補的に
   ＯＮ、ＯＦＦする接続回路（例えば３０５）、及び前記
   接続回路を介しての入力端子からのバイアスに応じて両
   交点トランジスタのベースエミッタ間を短絡する分流回
   路（例えば２０３、２０６）を備えたことを特徴とする
   バイポーラトランジスタスイッチ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のバイポーラトランジ
   スタスイッチ装置において；前記分流回路（例えば２０
   ３、２０６）が、ＰＮＰバイポーラトランジスタ、及び
   ＮＰＮバイポーラトランジスタを含み、各分流回路は、
   それぞれに関連する交点トランジスタのエミッタベース
   接合の間に共通エミッタ、共通コレクタ形式で接続され
   ベースが共に接続回路に接続されているＰＮＰバイポー
   ラトランジスタ及びＮＰＮバイポーラトランジスタを有
   し、及び前記接続回路（例えば３０５）が該スイッチ制
   御信号に応動して該両分流回路（例えば２０３、２０６
   ）の該ＰＮＰ及びＮＰＮバイポーラトランジスタのベー
   ス間を接続していることを特徴とするバイポーラトラン
   ジスタスイッチ装置。 ３ 特許請求の範囲第３項に記載のバイポーラトランジ
   スタスイッチ装置において；前記接続回路（例えば３０
   ５）が、該スイッチ制御信号に応動して該分流回路（例
   えば２０３、２０６）の該ＰＮＰ及びＮＰＮトランジス
   タの夫夫のベース同志を直接的に接続することを特徴と
   するバイポーラトランジスタスイッチ装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のバイポーラトランジ
   スタスイッチ装置において；該接続回路（例えば３０５
   ）がフォトトランジスタから成ることを特徴とするバイ
   ポーラトランジスタスイッチ装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載のバイポーラトランジ
   スタスイッチ装置において；前記インピーダンス減少回
   路（例えば２０１、２０４）が該制御回路と該交点トラ
   ンジスタのそれぞれのベースとの間に接続され、該制御
   回路と該関連のトランジスタのベースと関連の該出力端
   子との間に接続されて該関連の交点トランジスタのオン
   抵抗を減少させることを特徴とするバイポーラトランジ
   スタスイッチ装置。 ６ 一対の入力端子（例えば１０４）、 一対の出力端子（例えば１０５）、 一方の入力端子に接続されたエミッタと一方の出力端子
   に接続されたコレクタとを有するＰＮＰバイポーラ交点
   トランジスタ（例えば１００）、他方の入力端子に接続
   されたエミッタと他方の出力端子に接続されたコレクタ
   とを有するＮＰＮバイポーラ交点トランジスタ（例えば
   １０１）スイッチ制御信号に応動して両交点トランジス
   タをＯＮ又はＯＦＦにする制御回路（例えば３０８）出
   力端子の各々と関連の交点トランジスタとの間に接続さ
   れ、逆方向電流に対して高インピーダンスを与える一方
   向導通素子（例えば２０２、２０５）、前記制御回路が
   両交点トランジスタをＯＮにしたことに応動して前記一
   方向導通素子の順方向抵抗の効果を相殺するために、前
   記交点トランジスタのベースと出力端子との間に接続さ
   れたインピーダンス減少回路（例えば２０１、２０４）
   、スイッチ制御信号に応動して前記制御回路と相補的に
   ＯＮ、ＯＦＦ動作する接続回路（例えば３０５）、前記
   接続回路を介しての入力端子からのバイアスに応じて両
   交点トランジスタのベースエミッタ間を短絡する分流回
   路（例えば２０３、２０６）から成る複数の、該バイポ
   ーラトランジスタスイッチを備え、その各々に関連した
   複数個のスイッチ制御信号発生回路（例えば４０５、４
   ０６）を台み、該スイッチ制御信号発生回路の各々が特
   定の該バイポーラトランジスタスイッチを規定する交換
   回路網の垂直及び水平路に関連した選択電位に応動して
   該スイッチ制御信号を発生しており、該特定の該バイポ
   ーラトランジスタスイッチの該制御回路が該スイッチ制
   御信号に応動して該特定のバイポーラトランジスタスイ
   ッチを付勢することを特徴とするバイポーラトランジス
   タスイッチ装置。 ７ 一対の入力端子（例えば１０４）、 一対の出力端子（例えば１０５）、 一方の入力端子に接続されたエミッタと一方の出力端子
   に接続されたコレクタとを有するＰＮＰバイポーラ交点
   トランジスタ（例えば１００）、他方の入力端子に接続
   されたエミッタと他方の出力端子に接続されたコレクタ
   とを有するＮＰＮバイポーラ交点トランジスタ（例えば
   １０１）スイッチ制御信号に応動して両交点トランジス
   タをＯＮ又はＯＦＦにする制御回路（例えば３０８）、
   出力端子の各々と関連の交点トランジスタとの間に接続
   され、逆方向電流に対して高インピーダンスを与える一
   方向導通素子（例えば２０２、２０５）、制御回路が両
   交点トランジスタをＯＮにしたことに応動して前記一方
   向導通素子の順方向抵抗の効果を相殺するために、前記
   交点トランジスタのベースと出力端子との間に接続され
   たインピーダンス減少回路（例えば２０１、２０４）、
   スイッチ制御信号に応動して前記制御回路と相補的にＯ
   Ｎ、ＯＦＦ動作する接続回路（例えば３０５）、及び前
   記接続回路を介しての入力端子からのバイアスに応じて
   両交点トランジスタのベースエミッタ間を短絡する分流
   回路（例えば２０３、２０６）を備えた第１及び第２の
   バイポーラトランジスタスイッチ（例えば５００、５０
   １）から成るバイポーラトランジスタスイッチ装置にお
   いて、第１のバイポーラトランジスタスイッチの該出力
   端子が第２のバイポーラトランジスタスイッチの該入力
   端子に接続されており、該第１のバイポーラトランジス
   タスイッチの該入力端子が該第２のバイポーラトランジ
   スタスイッチの該出力端子に接続されており、これによ
   つて直流信号の両方向性伝送を可能にすることを特徴と
   するバイポーラトランジスタスイッチ装置。