JPS60210026A - 半導体スイツチ回路 - Google Patents
半導体スイツチ回路Info
- Publication number
- JPS60210026A JPS60210026A JP6574584A JP6574584A JPS60210026A JP S60210026 A JPS60210026 A JP S60210026A JP 6574584 A JP6574584 A JP 6574584A JP 6574584 A JP6574584 A JP 6574584A JP S60210026 A JPS60210026 A JP S60210026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- switch circuit
- capacitor
- switch element
- semiconductor switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
- H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野〕
本発明は、半導体を用いたスイッチ回路に係り、特に、
半導体素子を複数個直列にして構成した半導体スイッチ
回路に関する。
半導体素子を複数個直列にして構成した半導体スイッチ
回路に関する。
半導体素子の高耐圧化の進展に伴い、直流高電圧回路の
スイッチにも従来からの真空管に代り得る半導体素子を
複数個直列接続したスイッチ回路が検討されるようにな
ってきた。第１図は、ＭＯ５ＦＥＴｔｌ−ｎ個直列接続
した追従点弧方式のスイッチ回路である。図において、
１１〜１ｏはＭＯＳＦＥＴ、２１〜２．、は分圧用コン
デンサ、３１〜３ｒｌは抵抗、４１〜４ｒｌはダイオー
ド、５１〜５ｏ−い６、〜６□はツェナーダイオード、
７□〜７□は分圧用抵抗である。このスイッチ回路では
、ＭＯＳ ＦＥＴ１ 、にゲート信号が印加されていな
い時は、１．はしゃ断状態である。この時、ＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１□〜１ 、のゲート、ソース間の電圧は、カット
オフ電圧以下であり、１２〜１ｈもしゃ断状態にある。
スイッチにも従来からの真空管に代り得る半導体素子を
複数個直列接続したスイッチ回路が検討されるようにな
ってきた。第１図は、ＭＯ５ＦＥＴｔｌ−ｎ個直列接続
した追従点弧方式のスイッチ回路である。図において、
１１〜１ｏはＭＯＳＦＥＴ、２１〜２．、は分圧用コン
デンサ、３１〜３ｒｌは抵抗、４１〜４ｒｌはダイオー
ド、５１〜５ｏ−い６、〜６□はツェナーダイオード、
７□〜７□は分圧用抵抗である。このスイッチ回路では
、ＭＯＳ ＦＥＴ１ 、にゲート信号が印加されていな
い時は、１．はしゃ断状態である。この時、ＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１□〜１ 、のゲート、ソース間の電圧は、カット
オフ電圧以下であり、１２〜１ｈもしゃ断状態にある。
コンデンサ２．〜２ｈは、スイッタ回路に印加される電
圧をほぼ抵抗７１〜７ｏで分圧した電圧に充電されてい
る。本スイッチ回路のターンオン動作は、１１がゲート
信号によってターンオンすると、２１が電源になって１
□のゲートをバイアスして、１２のゲート入力容量の電
圧をカットオフ電圧以上にさせ、１２をターンオンさせ
る。以降、同様にして１３，１４・・・１．１がターン
オンして、ターンオン動作を完了する。一方、ターンオ
フ動作は、１１がターンオフすると、オン時に充電され
た１２のゲート入力容量の電荷が１２のドレイン、ゲー
ト、４１及び２１の回路で放電し、その電圧がカット電
圧以下になることによって、１２がターンオフする。以
降、同様にしてｔ、、ｉ４・・・１．がターンオフして
、ターンオフ動作を完了する。分圧抵抗７１〜７ｒｌで
定まるほぼ均等な電圧分担に達するまでは、下段のコン
デンサ程ターンオフ時に蓄積する電荷量が多いので電圧
が高くなり、第２図に示す腎性になる。しゃ断時間を短
くするため、コンデンサ容量を小さくすればする程、こ
の傾向が大きくなる。ターンオフ時の分担電圧が不平衡
になり、素子耐圧を有効に活用したスイッチ回路ができ
ないという欠点がある。
圧をほぼ抵抗７１〜７ｏで分圧した電圧に充電されてい
る。本スイッチ回路のターンオン動作は、１１がゲート
信号によってターンオンすると、２１が電源になって１
□のゲートをバイアスして、１２のゲート入力容量の電
圧をカットオフ電圧以上にさせ、１２をターンオンさせ
る。以降、同様にして１３，１４・・・１．１がターン
オンして、ターンオン動作を完了する。一方、ターンオ
フ動作は、１１がターンオフすると、オン時に充電され
た１２のゲート入力容量の電荷が１２のドレイン、ゲー
ト、４１及び２１の回路で放電し、その電圧がカット電
圧以下になることによって、１２がターンオフする。以
降、同様にしてｔ、、ｉ４・・・１．がターンオフして
、ターンオフ動作を完了する。分圧抵抗７１〜７ｒｌで
定まるほぼ均等な電圧分担に達するまでは、下段のコン
デンサ程ターンオフ時に蓄積する電荷量が多いので電圧
が高くなり、第２図に示す腎性になる。しゃ断時間を短
くするため、コンデンサ容量を小さくすればする程、こ
の傾向が大きくなる。ターンオフ時の分担電圧が不平衡
になり、素子耐圧を有効に活用したスイッチ回路ができ
ないという欠点がある。
本発明の目的は、ターンオフ時の各スイッチ素子の分担
電圧の改善を図った半導体スイッチ回路を提供するにあ
る。
電圧の改善を図った半導体スイッチ回路を提供するにあ
る。
本発明の要点は、ＭＯＳ ＦＥＴのターンオフに必要な
電荷量を考慮して、分圧コンデンサ容量を変え、電圧分
担を均等にしたことにある。
電荷量を考慮して、分圧コンデンサ容量を変え、電圧分
担を均等にしたことにある。
第１図に示すように、ＭＯＳ ＦＥＴの直列数がｎの時
に、ＭＯＳ ＦＥＴＬｒ１がターンオフした時、ｌ≦ｍ
≦ｎのＭＯＳ ＦＥＴＩｍの分圧コンデンサ２Ｉ１１の
電荷Ｑｍｌは、各ＭＯ８ＦＥＴをターンオフさせるに必
要な電荷をＱ。イとすると、Ｑ ｍｌ ＝ （ｎ−ｍ）
Ｑｏ４． ・・・（１）となる。分圧抵抗７．〜７ｈ
の値は大きいので放電は無視でき、１ｎのターンオフ後
の各分圧コンデンサ２１〜２イの電荷の増加分Ｑ８は等
しいので、スイッチ回路しゃ断完了後の２．の電荷ＱＩ
１１２は、 Ｑ ｍ ２ ＝ Ｑ ｍ ＋ ＋ Ｑ Ｂ ・・・（２
）となる。従って、分担電圧を均等にするためには、が
一定になるようにＣｍを選択すればよい。（第２図） 例えば、電源電圧がＥｏで回路インダクタンスが小さく
、無視できるような負荷の場合は１回路インダクタンス
分による過充電は生じないので、０ に＝−・・・（４） となることが望ましい。
に、ＭＯＳ ＦＥＴＬｒ１がターンオフした時、ｌ≦ｍ
≦ｎのＭＯＳ ＦＥＴＩｍの分圧コンデンサ２Ｉ１１の
電荷Ｑｍｌは、各ＭＯ８ＦＥＴをターンオフさせるに必
要な電荷をＱ。イとすると、Ｑ ｍｌ ＝ （ｎ−ｍ）
Ｑｏ４． ・・・（１）となる。分圧抵抗７．〜７ｈ
の値は大きいので放電は無視でき、１ｎのターンオフ後
の各分圧コンデンサ２１〜２イの電荷の増加分Ｑ８は等
しいので、スイッチ回路しゃ断完了後の２．の電荷ＱＩ
１１２は、 Ｑ ｍ ２ ＝ Ｑ ｍ ＋ ＋ Ｑ Ｂ ・・・（２
）となる。従って、分担電圧を均等にするためには、が
一定になるようにＣｍを選択すればよい。（第２図） 例えば、電源電圧がＥｏで回路インダクタンスが小さく
、無視できるような負荷の場合は１回路インダクタンス
分による過充電は生じないので、０ に＝−・・・（４） となることが望ましい。
従って、ｎ段目では、
ｈ
Ｑ５＋＝−Ｅｏ ・・・ （６）
となる。ｍ段目では
でめることができる。
ｎと１０とした半導体スイッチ回路の分担電圧の測定値
を第３図に示す。式（７）で定まる値に近い分圧コンデ
ンサを用いることにより、分担電圧を大幅に改善できる
ことが判る。なお、ターンオフに必要な電荷Ｑ０３．が
小さなため、Ｆｏに比較してｖｏの値が小さいのでｖｏ
の値を無視することも可能である。
を第３図に示す。式（７）で定まる値に近い分圧コンデ
ンサを用いることにより、分担電圧を大幅に改善できる
ことが判る。なお、ターンオフに必要な電荷Ｑ０３．が
小さなため、Ｆｏに比較してｖｏの値が小さいのでｖｏ
の値を無視することも可能である。
なお、ＭＯＳ ＦＥＴの代りにＱＴＯを用いても同様に
して分担電圧の改善を図ることができるのは勿論である
。但し、ＧＴＯの場合は、ターンオフに必要な電荷がス
イッチ回路電流に依存するので、使用するスイッチ回路
電流の範囲を考えて分圧コンデンサを決める必要がある
。
して分担電圧の改善を図ることができるのは勿論である
。但し、ＧＴＯの場合は、ターンオフに必要な電荷がス
イッチ回路電流に依存するので、使用するスイッチ回路
電流の範囲を考えて分圧コンデンサを決める必要がある
。
なお、２１〜２ｈを何段階かのブロックに分け。
ブロック間でコンデンサ容量を変えることも可能であり
、この場合もほぼ同等の分圧効果を持つことができる。
、この場合もほぼ同等の分圧効果を持つことができる。
本発明によれば、ターンオフ時の各スイッチ素子の分担
電圧をほぼ均等にできるので、素子耐圧を有効に活用し
た半導体スイッチ回路を提供できる。
電圧をほぼ均等にできるので、素子耐圧を有効に活用し
た半導体スイッチ回路を提供できる。
第１図は本発明の一実施例のＭＯＳ ＦＥＴを直列接続
して追従点弧する方式の半導体スイッチ回路図、第２図
は分担電圧関係を示す説明図、第３図は分圧コンデンサ
容量を変えた時の改善効果を示す説明図である。 １、〜１、・・・ＭＯＳ ＦＥＴ、２１〜２□・・・分
圧コンンデンサ、３１〜３ｈ・・・抵抗、４１〜４ｒｌ
・・・ダイオード、５１〜５ｎ−１９６１〜６ｈ・・・
ツェナーダイオード、７．〜７Ｉ、・・・分圧抵抗。 代理人 弁理士 高橋明夫 第１図
して追従点弧する方式の半導体スイッチ回路図、第２図
は分担電圧関係を示す説明図、第３図は分圧コンデンサ
容量を変えた時の改善効果を示す説明図である。 １、〜１、・・・ＭＯＳ ＦＥＴ、２１〜２□・・・分
圧コンンデンサ、３１〜３ｈ・・・抵抗、４１〜４ｒｌ
・・・ダイオード、５１〜５ｎ−１９６１〜６ｈ・・・
ツェナーダイオード、７．〜７Ｉ、・・・分圧抵抗。 代理人 弁理士 高橋明夫 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、制御信号によりオン、オフ動作を行なう第一のスイ
ッチ素子と、前記第一のスイッチ素子に直列に接続して
前記第一のスイッチ素子の動作に追従して動作する複数
の第二のスイッチ素子と、この第二のスイッチ素子の駆
動端子と下段のスイッチ素子の低電位光の間にコンデン
サを接続して構成した半導体スイッチ回路において、 スイッチ素子のターンオフに必要な電荷量を考慮して下
段のコンデンサの容量が上段のコンデンサの容量と同等
以上になるように構成したことを特徴とする半導体スイ
ッチ回路。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記コンデンサは、何段階のブロックに分け、上段のブ
ロックになる程容量が小さくなるように配置したことを
特徴とする半導体スイッチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6574584A JPS60210026A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体スイツチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6574584A JPS60210026A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体スイツチ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210026A true JPS60210026A (ja) | 1985-10-22 |
Family
ID=13295856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6574584A Pending JPS60210026A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体スイツチ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751408A (en) * | 1985-09-06 | 1988-06-14 | Thomson-Csf | Voltage-switching device |
| JPH06169242A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Toshiba Corp | ドライバ回路 |
| EP1693962A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-23 | E2V Technologies (UK) Limited | High voltage switching apparatus |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP6574584A patent/JPS60210026A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751408A (en) * | 1985-09-06 | 1988-06-14 | Thomson-Csf | Voltage-switching device |
| JPH06169242A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Toshiba Corp | ドライバ回路 |
| EP1693962A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-23 | E2V Technologies (UK) Limited | High voltage switching apparatus |
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