JPS61219216A - 半導体スイツチ回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体スイッチ回路に係り、特に過電流処理に
好適な半導体スイッチ回路に関する。

〔発明の背景〕

半導体を用いたスイッチ回路における過電流を処理する
方法として例えば特開昭５９−１４３５５号公報に示さ
れるようにサイリスタのゲートとカソードをトランジス
タで短絡してサイリスタをターンオフさせ、事故時等に
発生する過電流を遮断する方法が知られている。

このサイリスタを用いる方法は、サイリスタのサージ電
流耐量や、許容電流二乗時間積（Ｉ”ｔ）以下でターン
オフさえすれば、サイリスタの破壊に至らず、回路及び
システムの保護が容易に行なえるものではあるが、ター
ンオフ電流値には限界値があり、この値を大きく許容す
るためには、特に熱的な余裕を必要とするために、サイ
リスタや、短絡用トランジスタのチップ寸法を大きくす
る必要があった。

又、外部回路によって過電流の検出、サイリスタのター
ンオフ制御の信号供給を行なう必要があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、スイッチ回路上で限流作用を持たせ、
サイリスタ等のチップ破壊電流となる以前に自己消弧す
ることができる半導体スイッチ回路を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明はサイリスタのカソード側に直列接続された微少
の抵抗器の両端電圧を電源として、過電流発生時に、前
述した抵抗器の両端電圧をトランジスタのベース、エミ
ッタ間のビルトイン電圧以上とすることにより、前記ト
ランジスタがオンすることを実験により確認し、このト
ランジスタのオンにより、サイリスタのゲートから電流
が引き抜くトランジスタをオンさせ、サイリスタの自己
ターンオフ動作が起こるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

エミッタをアノード端子１とし、ベースをｎゲート端子
４としたｐｎｐ　トランジスタ６のベースおよびコレク
タが、ベースをｐゲート端子３としたｎｐｎ）ランジス
タフのコレクタおよびベースと各々接続され１両トラン
ジスタ６．７でＰゲートおよびＮゲートを有するサイリ
スタを構成している。

前記ｎｐｎトランジスタ７のエミッタには、抵抗器９の
一端と、ｎｐｎトランジスタ１ｏのベースが接続されて
おり、前記ｎｐｎｈランジスタ１０のコレクタが、エミ
ッタを前述したサイリスタのアノード端子１と接続した
ｐｎｐトランジスタ１１のベースと接続され、前記ｐｎ
ｐｈランジスタ１１のコレクタは、前記ｎｐｎトランジ
スタ７のベースにコレクタが接続されたｎｐｎトランジ
スタ８のベースに接続され、前述したサイリスタのオフ
用端子５が、ｎｐｎトランジスタ８のベースに設けであ
る。

又、前記ｎｐｎトランジスタ１ｏと前記ｎｐｎトランジ
スタ８のエミッタは、前記抵抗器９の一端に接続され、
カソード端子２が同接続位置に設けである。

ｐｎｐトランジスタ６とｎｐｎトランジスタ７とから構
成されるサイリスタのオンは、Ｎゲート端子４からの電
流引き抜き、もしくは、Ｐゲート端子３からの電流供給
により達成でき、外部信号をオフ用端子５に与え、ｎｐ
ｎ）ランジスタ８をオンすることによって、ｎｐｎトラ
ンジスタ７がオフし、前記サイリスタは、ターンオフす
る。

通常のサイリスタのオン状態では、抵抗器９に電流工、
が流れるが、ｎｐｎトランジスタ１ｏのベース、エミッ
タ間ビルトイン電圧をＶ、、、１゜３、抵抗器９の値を
Ｒ１とすれば、 ＩＨＸＲ＊＜Ｖｍｍ（ｔａ）　　　　　　　　　　−（
１）の条件下で、ｎｐｎトランジスタ１ｏはオンせず。

サイリスタのオン状態が持続するが、■、が上昇し、即
ち、過電流が流れ、 Ｉ、ＸＲ，≧−■、１、。）　　　　　　　　　・・・
（２）の条件となると、ｎｐｎトランジスタ１ｏは、ベ
ース電流が流れることによってオンする。これによって
、さらにｐｎｐトランジスタ１１がオンしそのコレクタ
電流が、ｎｐｎトランジスタ８のベーカ電流となって、
サイリスタのＰゲート端子３とカソード端子２とを短絡
することになり、前述してサイリスタが即座にターンオ
フする。

サイリスタのターンオフにより、抵抗器９の電流工、が
零になってｎｐｎトランジスタ１ｏのベースバイアスを
停止するが、ｎｐｎトランジスタ１０、ｐｎｐトランジ
スタ１１．ｎｐｎトランジスタ８がターンオフする期間
の間、サイリスタかオフを持続する。

ｎｐｎトランジスタ８が、前述したターンオフする期間
を過ぎてオフ状態となり、かっＰゲート端子３からサイ
リスタのオンゲータ電流が供給されている場合には、再
びサイリスタがオンする。

この時、抵抗器９に流れる電流によって（２）式の条件
が満たされる。即ち、まだ過電流が流れていると前述し
たサイリスタのターンオフ動作をくり返し、又、（１）
式を満たす条件即ち、過電流が流れなくなっていれば、
サイリスタのオン状態が持続される。

本発明の一実施例によれば、サイリスタの前述したよう
な自己ターンオフ動作時の電流値を抵抗器９の値により
設定でき、一定電流値で自己ターンオフさせることがで
き、がっオンゲート電流の供給により、事故電流が無く
なって過電流発生が停止していた場合、いわゆる事故回
復時には、サイリスタの自己ターンオフ動作が停止し、
サイリスタのオンが開始され、システム上の回路復旧動
作が容易に行なえるという効果がある。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図と異
なるのは、電流検出用抵抗器９が、サイリスタのアノー
ド側に挿入されていることである。

第１図の槽中手段、即ちトランジスタ１０゜１１に代る
ものとしてトランジスタ１２が用いられ、トランジスタ
８を制御している。その余は第１図と同様であるので、
説明は省く。

この実施例では、さらに、使用トランジスタ数を低減で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、過電流に対し、トランジスタのターン
オフ時間程度をもってサイリスタを破壊することなく回
路を自動的にしゃ断することができる。また、半導体ス
イッチの電流許容値を１通常使用する電流値にまで下げ
ることができ、事故時に発生する過電流を考慮せずにチ
ップの寸法を最小にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の動作を説明する回路図で
ある。第２図は、本発明の他の実施例を説明する回路図
である。 ６．１１・・・ｐｎｐトランジスタ、７，８，１０・・
・ｎｐｎトランジスタ、９・・・抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サイリスタと直列にサイリスタに流れる電流を検出
   する手段を設け、またサイリスタと該電流検出手段から
   なる直列回路と並列に増巾手段を設け、電流検出手段の
   出力で増巾手段を動作させて、サイリスタのゲート・カ
   ソード間に設けた短絡手段を動作させることを特徴とす
   る半導体スイッチ回路。