JPS6130957A - 半導体スイツチの駆動装置 - Google Patents

半導体スイツチの駆動装置

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Publication number
JPS6130957A
JPS6130957A JP14921184A JP14921184A JPS6130957A JP S6130957 A JPS6130957 A JP S6130957A JP 14921184 A JP14921184 A JP 14921184A JP 14921184 A JP14921184 A JP 14921184A JP S6130957 A JPS6130957 A JP S6130957A
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JP
Japan
Prior art keywords
reverse bias
semiconductor switch
bias
reverse
main transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP14921184A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideaki Ishibashi
秀明 石橋
Toshihiro Nomura
野村 年弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP14921184A priority Critical patent/JPS6130957A/ja
Publication of JPS6130957A publication Critical patent/JPS6130957A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/06Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 rの発明は半1休スイッチをスイ1.千ンゲ動作させる
制御電極の駆動装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
半導体スイッチとしてトランジスタを使用する場合を例
にして従来技術とその問題点を以下に説明する。
第3図はトランジスタのベース駆動装置の従来例を示す
回路図である。この第3図において、記号入力端子10
にはオン指令とオフ指令が交互にあられれるAなる波形
の信号が入力される。順バイアス装置加は順バイアス電
源21と順バイアストランジスタnと抵抗るとで構成さ
れており、逆バイアス装置加は逆バイアス電源31と逆
バイアス電界効果トランジスタ(以下では逆バイアスF
ETと略記する)32と反転素子33とで構成されてお
り、信号入力端子IOにオン指令信号が入力されると抵
抗nを介して順バイアストランジスタnがオンすること
により順バイアス電源21からの順バイアス電流が半導
体スイッチとしての主トランジスタ40のベースとエミ
ッタとの間に流れてこの主トランジスタ40をターンオ
ンさせる。主トランジスタ初のターンオンにより主電源
ωから負荷50にIcなる電流が流れる。
次に信号入力端子10に入力する信号がオン指令からオ
フ指令に変わると順バイアストランジスタnはオフする
と同時に、オフ指令信号は反転素子あを経て逆バイアス
FET 32をオンさせるので主トランジスタ40には
エミッタ→ベースの方向に逆バイアス電源31から供給
される逆バイアス電流が流れてこの主トランジスタ40
を速やかにターンオフさせる。なお41は主トランジス
タ40のベースとエミッタとの間の内部抵抗であり、1
Bは主トランジスタ40のベース電流、Icは主トラン
ジスタのコレクタ電流でありVBEは主トランジスタ4
0のベースとエミッタとの間にあられれる電圧である。
第4図は第3図に示す従来例回路の各部の動作波形図で
あって、第4図(イ)はオン・オフ指令信号Aの波形、
第4図(ロ)は主トランジスタ40のコレクタ電流Ic
の波形、第4図(ハ)は主トランジスタ40のベース電
iIaの波形、第4図に)は主トランジスタ40のベー
スとエミッタの間にあられれる電圧’VBEの波形であ
って、この第4図からもあきら力)なように、主トラン
ジスタ40をオンからオフ1こする1こは大きな逆バイ
アス雷、流をベースIこ而してやらねばならず、そのタ
ーンオフ時間がTIで示さtする。
第3図に示す従来例回路には以下のごとき欠点を有する
。すなわち逆バイアスFET32iこ大きな逆バイアス
電流が流れている期間の全時間(ζ対″1−る割合は僅
かである(たとえばスイツチンク゛周波数1、Q kH
z、ターンオフ時間5マイクロ秒とすると5%)。一方
逆バイアスFET 32は大きなピークN流を短時間な
ら流すことができても連続通iiiまできないので、も
しも主トランジスタ40のベースとエミッタの間が短絡
するような状態の破損を生じた場合には、この逆バイア
スFET 32には大きな逆ノくイアスミ流が流れ続け
ることになり、当該逆ノ<イアスFET 32は焼損す
るのみならず逆/XIイアス電源31も破損するおそれ
がある。
またこの逆バイアスFET 32に逆ノイイアス電流力
5連続通電されても焼損しないように限流抵抗などによ
り逆バイアス電流を制限すると、この限流抵抗での損失
が大きくなるだけではなく主トランジスタ40のターン
オフ時間T1が長くなるので高速スイッチング動作をさ
せることができなくなる。さらに主トランジスタ40の
ベースとエミッタとの間には耐圧向上と誤オン防止のた
めの内部抵抗41があるが、このために主トランジスタ
40がターンオフした後の逆バイアス時に逆バイアス電
源31からの電力は当該主トランジスタ40をターンオ
フさせる時の消費電力に対して大きな割合を占めるほど
のものとなる。
〔発明の目的〕
この発明は、半導体スイッチの制御電極が短絡するよう
な破損をした場合でも逆バイアス装置を破損させること
なく、また当該半導体スイッチがターンオフした後のオ
フ状態における逆バイアス電源の消費電力が小となる半
導体スイッチの駆動装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は半導体スイッチの逆バイアス装置に一ンオフ
させるに十分な時間だけ大きな逆7々イアス電流を流す
ようにスイッチング素子を動作させるとともに、この半
導体スイッチがオフ状態のときに誤オン動作を防止でき
る程度にわずかな逆/<イアスミ圧を印加する回路を前
記のスイッチング素子に並列に接続することにより、こ
の半導体スイッチ制御電極が短絡するような破損の場合
゛Cも大きな逆バイアス電流が流れる時間を制限すると
ともにオフ状態における逆ノくイアスミ源の消費電力を
大幅に低減しようとするものである。
(発明の実施例〕 第1図は本発明の実施例を示す回路図であって、第3図
に示す従来例と同様に半導体スイッチカニトランジスタ
の場合を示している。
第1図1こおいて符号10は信号入力端子であってオン
指令とオフ指令とが交互にあられれるAなる信号波形が
入力される。符号加は順/<イアス装置であって順バイ
アス電源21と順バイアストランジスタnと抵抗nとで
構成されており逆/XIイアス装着70は逆バイアス電
源71とスイッチング素子としての逆バイアスFET 
72と反転素子73と限時タイマ74と補助スイッチン
グ素子としての補助逆バイアスFET 75と抵抗76
とで構成されている。これら順バイアス装置加からの順
バイアス電流あるいは逆バイアス装置70からの逆バイ
アス電流が半導体スイッチとしての主トランジスタ40
のベースにベース電流IBとして流れることにより当該
主トランジスタ40のコレクタ電流ICをオン・オフさ
せる。なお符号41は主トランジスタ40のベースQエ
ミッタ間内部抵抗であり、VBEはこのベースeエミッ
タ間にあられれる電圧であり、符号50が負荷、符号ω
は主電源である。
信号入力端子10にオン指令信号が入力されるとき、順
バイアス装置加が動作して主トランジスタ40に順バイ
アス電流を流して当該主トランジスタ40をターンオン
させることにより、負荷50には主電源ωから電力が供
給されるのは第3図に示す従来例の場合と同じである。
信号入力端子10にオフ指令信号が入力されると順バイ
アストランジスタηは直ちにオフとなり主トランジスタ
40のベースに流れてむ)た順/slイアス電流が断た
れると同時に、このオフ指令信号(ま反転素子73によ
り反転され、限時タイマ74を介して逆バイアスFET
72をオンさせるが、同時1こ補助逆バイアスFET 
75もオンさせる。よって主トランジスタ40には、逆
バイアス電源71→主トランジスタのエミッタ→主トラ
ンジスタのベース→逆)ぐイアスFET 72→逆バイ
アス電源71なる第1のルート逆バイアス電源71→主
トランジスタのエミッタ→主トランジスタのベース→抵
抗76→補助逆/slイアスFET 75→逆バイアス
電源71なる第2のルートとにより逆バイアス1!流が
流れて当該主トランジスタ40をターンオフさせるので
あるが、上述の第2ルートには抵抗76が挿入されてい
るからこの第2ルートを流れる電流は僅かであり、主ト
ランジスタ40のターンオフ動作は主として第1ルート
を流れる逆バイアス電流の作用による。しかしてこ0)
第1ルートを流れる逆バイアス電流の通電時間番J限時
タイマ74で設定されるT74なる時間のみに限定され
る。
主トランジスタ40のターンオフ時間T1はこの主トラ
ンジスタ40のジャンクシlン温度やターンオフ直前の
コレクタ電流Icにより変化するので、限流タイマ74
の設定時限T74は予想される最長ターンオフ時間より
も十分に長く設定して、当該主トランジスタ40を確実
にターンオフさせ得るようにするとともに、この主トラ
ンジスタ40のベース・エミッタ間が短絡するような事
故が発生しても、T74なる設定時間が経過すれば逆バ
イアスFET 72は自動的にオフされて前述の第2ル
ートを流れる僅かな逆バイアス電流のみになり、逆バイ
アス装置70は焼損をまぬがれる。
オフ指令信号により主トランジスタ40がターンオフし
、Ttaなる時間経過後に逆バイアスFET 72がオ
フしても、オン状態にある補助逆バイアスFET75と
抵抗76の直列接続回路が前述の逆バイアスFET 7
2に並列接続されているので、主トランジスタ40のベ
ースやエミッタ間にはこの主トランジスタ40が誤オン
しない程度の僅かな逆バイアス電圧が印加されることに
なる。抵抗76の抵抗値は主トランジスタ40の内部抵
抗41の抵抗イ直の10イ音程度の値でよいことから、
この主トランジスタ40力3オフ状態のときの逆バイア
ス電源71の消費電力G;ltごく僅かでよいことにな
る。
第2図は第1図に示す実施例の回路での動作波形図であ
って、第2図ビ)はオン・オフ指令信号Aの波形、第2
図to)は主トランジスタ40のコレクタ電流1cの波
形、第2図(ハ)は主トランジスタ40のベース電流I
Bの波形、第2図に)は主I・ランジスタ40のベース
ψエミッタ間にあられれる電圧VBHの波形であり、第
2図(ホ)は限時タイマ74の出力信号E74の波形を
示している。またT1は主トランジスタ〔発明の効果〕 この発明によれば、半導体スイッチをターンオフさせる
ための逆バイアス装置に当該半導体スイッチがターンオ
フするのに十分な時間逆ノくイアスミ流を流すための限
時タイマを内蔵させるとともにこの半導体スイッチが誤
オンするのを防止できる低い逆バイアス電圧を印加する
回路を逆バイアス電流用スイッチング素子に並列接続さ
せることにより、半導体スイッチの制御電極が短絡する
ような事故が発生しても逆バイアス装置が焼損するおそ
れがなく、さらにこの半導体スイッチが誤オンすること
なく、しかもオフ時の逆バイアス電源の消費電力を大幅
に低減できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であり、第2図は
第1図に示す実施例の回路における動作波形図である。 第3図はトランジスタのベース駆動装置の従来例を示す
回路図で、第4図は第3図に示す従来例回路における動
作波形図である。 10・・・信号入力端子、加・・1獣バイアス装置、加
・・逆バイアス装置、31・・・逆バイアス電源、32
・・・逆バイアスFET%関・・・反転素子、40・・
半導体スイッチとしての主トランジスタ、41・・・主
トランジスタのベース・エミクタ間内部抵抗、50・・
・負荷、ω・・・主電源、70・・・逆バイアス装置、
71・・・逆バイアス電源、72・・・スイッチング素
子としての逆バイアスFET 。 73・・・反転素子、74・・・限時タイマ、75・・
補助スイッチング素子としての補助逆バイアスFET、
76・・・抵°七汀人弁理士 山 口   易支 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  導通している半導体スイッチに与えられるオフ指令に
    より逆バイアス電流を流して当該半導体スイッチをター
    ンオフさせる半導体スイッチの駆動装置において、オフ
    指令とともに前記半導体スイッチをターンオフさせるに
    十分な期間当該半導体スイッチに逆バイアス電流を流す
    スイッチング素子と該スイッチング素子の動作時間を制
    御する限時タイマとで構成される逆バイアス回路と、該
    逆バイアス回路に並列接続されてオフ指令発令中は前記
    半導体スイッチが誤まってオンしない程度の低逆バイア
    ス電圧を印加する補助スイッチング素子と制限抵抗とで
    構成される補助逆バイアス回路とが備えられていること
    を特徴とする半導体スイッチの駆動装置。
JP14921184A 1984-07-18 1984-07-18 半導体スイツチの駆動装置 Pending JPS6130957A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407594B1 (en) 1993-04-09 2002-06-18 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Zero bias current driver control circuit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634226A (en) * 1979-08-29 1981-04-06 Toshiba Corp Electric valve unit
JPS57162962A (en) * 1981-03-31 1982-10-06 Hitachi Ltd Gate control circuit for gate turn-off thyristor

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