JPS63117621A - 電圧衝撃保護回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一つには回路を導体に接続するために、また
一つにはその４体に起こる可能性がありかつその回路に
損傷を与えるおそれがある過剰な高電位又は低電位を持
つ電圧過渡現象からその回路を保護するためにその回路
と導体との間に接続されるようにした電圧＃Ｊ撃保護回
路に圓する。本発明による保護回路は、特にしかし専用
的にで（よなく、加入者線に雷等によって生起する電圧
過渡現象から保護されなくてはならない加入電話内の加
入省回線用に企図されたものである。

［従来の技術］ 加入者線に雷などにより生起する過電圧から電話交換機
を保護する装置を使用することは、従来からよく知られ
ている。多種多様な型式及び原理の保護装置が、この目
的のために提案されてきている。

二つの逆直列接続電界効果トランジスタをスイッチとし
て、なかでも、加入電話内の回線を加入者線に接続する
回路内に使用することは、周知である。このようなスイ
ッチを、加入者線に生起するおそれのある電圧過渡現象
による過剰損失作用から保護するために、これらのスイ
ッチに対する電子的遮断装置を回線に追加することは、
周知である。

このような遮断装置は、欧州特許第０１３３７８９号に
記載されており、駆動電圧装置及び電ｒスイッチを含み
、これらによって、加入者線と被保護回路との間に電流
が双方向に流れることができるように逆直列接続電界効
果トランジスタにそれらのソース電極とゲート電極との
間に共通駆動電圧を供給するように図り、並びに両逆直
接接続電界効果トランジスタを経由して加入者線と被保
護回路との間にどちらの方向にも電流が流れることがで
きないようにソース電極とゲート電極との間に共通駆動
電圧を供給するように図っている。

欧州特許第０１３３７８９号に記載されている装置は、
また、これらのトランジスタの両端の電圧降下に感応す
るように、この導体と保護回路とに接続された電圧感知
装置を含んでいる。この電圧感知装置は導通状態にある
トランジスタのどちらかの両端間の電圧が所与の大きざ
を超える七、駆動電圧がこわらの電界効果トランジスタ
のうちの一つを′ａ所するようにスイッチを動作させる
ようになされている。ＭＯ３ｆｆｉ界効果トランジスタ
がスイッチとして使用され、電圧官能装置は、欧州特許
第０１３３７８９号に記載されている。

米国特許第３３６９１２９号及び米国特許第３６５６０
２５号の各々には、例えば、医療目的用に、ある回路内
電流を制御するために、二つの直列接続されたＪＦＥＴ
Ｊｔ５電界効果トランジスタがこの回路に接続され、こ
れらのトランジスタを飽和導通状態にもたらすことによ
ってこの回路の電流を制限できることが教示されている
。

［発明が解決しようとする問題点］ 二つの逆直列接続電界効果トランジスタと充分に高速か
つ高信頼性の遮断装置の組合せの形をとるスイッチは、
正しく形成され、接続されて、電話交換機内の回線のよ
うな被保護回路を加入者線に起こる過剰な電圧過渡現像
から保護する回路として使用可能であり、これらの過渡
現象は、加入者線への雷などによって生起する。

導体と回路との間の二つの逆直列接続電界効果トランジ
スタを含むこのような保護回路にＪ３いて、特に、目的
がこの保護回路に含まれる構成要素に関する性能上の過
大な要求を回避することであるとぎ、被保護回路に損傷
を生起せしめるおそれのある高速電圧過渡現象から被保
護回路を保護するために、これらのトランジスタの一つ
を充分に高信頼性、高速かつ完全な遮断が行えるかとい
う問題が存在する。

意図するところが保護回路を集積回路の形で製造するこ
とであるから、逆直列接続電界効果］−ランジスタ及び
この回路に含まれるさらに他の電界効果トランジスタが
同じ工程で￥Ｊ潰される以上公称的に同じしきい電圧を
有するということに因る、ある種の回路解決に伴って生
起する、特殊ないくつかの問題が存在する。

［発明の目的及び問題点の解決手段の要点］かくして、
本発明の一つの目的は、前述の問題を解決しかつ逆直列
接続電界効果！−ランジスタの高信頼性、高速かつ充分
な遮断を達成することにある。

本発明の第２の目的は、集積回路として製造されるに適
した問題の種類の保護回路を提供することにある。

要約して表現しかつ簡単化すると、本発明にＪ：る保護
回路は、電界効果トランジスタの一つの遮断が逆直列接
続電界効果トランジスタの一つの両端間の過剰な電圧降
下によってトリガされる、と云えるであろう。

要約して表現しかつ簡単化すると、本発明による保護回
路を特徴づけるものは、保護回路に含まれる一つ、二つ
又はさらに多くの電界効果トランジスタが問題の種類の
電圧過渡現象が生起した際に導通状態において飽和状態
に達するような寸法に形成されていることである、とい
えよう。

本発明による保護回路の好適実施例においては、その特
徴づけるものは、保護回路に損傷を与えるおそれのある
電位の電圧過渡現象が生起したとぎに飽和状態に達する
ことができるように形成された二つの逆直列接続電界効
果トランジスタである。

それゆえ、これらの逆直列接続トランジスタの各両端間
の電圧降下に感応するように接続された電圧感知装置は
、電圧過渡現象をより簡単にかつより高速に検出できる
。これらの電界効果トランジスタのより高信頼性かつよ
り高速の！！断は、したがって、この電圧感知装置によ
って得られる。

本発明による第２の好適実施例においては、逆直列接続
電界効果トランジスタの両端間の電圧に感応するように
接続されかつスイッチを動作させるように適合した第３
電界効果トランジスタがあり、この第３トランジスタは
、問題の種類の電圧過渡現象が生起したとき飽和状態に
達するように形成されている。したがって、サイリスタ
がスイッチとして使用され、このサイリスタは、第３電
界効果トランジスタ及び逆直列接続トランジスタの各ソ
ース電極と各ゲート電極との間に接続され、一方、第３
電界効果トランジスタのソース電極は、このサイリスタ
のゲート’Ｊｆｆｉにこのサイリスタを損傷する危険を
伴うことなく接続されている。問題の種類の電圧′Ａ渡
川用が生起したときにその飽和状態に自動的に達するこ
とによって、第３電界効果トランジスタは、ずなわら、
サイリスタのゲート電極を通って流れる可能性のある電
流をサイリスタを損傷を与えることない大きさに制限す
ることができる。このように接続された第３電界効果ト
ランジスタとサイリスタの組合わせは、逆直列接続トラ
ンジスタを高速かつ高信頼性を以って遮断するための条
件を整える。

本発明による保護回路の第３の好適実流例においては、
逆直列接続電界効果トランジスタ並びに上述した第３電
界効果トランジスタは、被保護回路を損傷するおそれの
ある電位を有する電圧過渡現象の発生に関連してそれら
の飽和状態に達するように形成されている。

本発明による保護回路の種々の実施例の有するさらに利
点は、それぞれの実施例について次の説明を読んだ後は
、当業者にとっては明かであろう。

本発明による保護回路の種々の実施例に特徴づけるさら
に完全なかつ正しい説明は、特許請求の範囲に開示され
ている。

［実施例］ 本発明の一実施例を示す第１図において、電圧！ｉ撃保
護回路は、導体ＬＡと回路Ｓ　Ｌ　［Ｃとの間に接続さ
れている。保護回路は、回路５ＬＩＣを導体ＬＡに接続
し、及びこの導体上におそらく生起し、かつ、回路５Ｌ
ＩＣに損傷を与えるおそれがあるほどに高く又は低い電
位を有する電圧過渡現象から回路５ＬＩＣを保護する役
割を果たす。

この回路５ＬＩＣは、電話交換機内の加入者電話の回線
であってもよく、また導体は加入者線であってもよい。

第１図による回路は、二つの逆直列接続電界効果トラン
ジスタＭ１及びＭ２を含み、それらのソース電極Ｓは相
互に接続されかつそれらのゲート電極Ｇも相互に接続さ
れている。第１トランジスタＭ１は、そのドレイン電極
りを導体ＬＡに直接、接続されている。第２トランジス
タＭ２は、そのドレイン電極りを回路５ＬＩＣに直接、
接続されている。さらに、二つのトランジスタＭ１及び
Ｍ２は、それらの基板をそれぞれのトランジスタのソー
ス電極に接続されている。

両トランジスタＭ１及びＭ２をオン又はオフにターニン
グするために、第１図における回路は、電子スイッチＴ
によってａ、ＩＩ　Ｉｌｌ可能の駆動電圧装置を含んで
いる。駆動電圧装置は、二つの電流発生装置１　＋ｃｏ
ｎ　、ｌ　−ｃｏｎ　、及びツェナダイオード＋ Ｚ６Ｓを含む。第１電流発生装置ｉ　　ｃｏｎは、正電
源電圧（＋）と二つの逆直列接続電界効果トランジスタ
の各ゲート電極Ｇとの間に接続されており、またこのゲ
ート電極にツェナダイオードの一つの極が接続されてい
る。ツェナダイオードの他の極は、二つの逆直列接続電
界効果トランジスタの各ソース電極及び第２電流発生装
置Ｉ　　ＣＯｎに接続され、後者はさらに負電源電圧（
−）に接続されている。電子スイッチＴは、二つのトラ
ンジスタＭ１及びＭ２の各ソース電極Ｓと各ゲート電極
Ｇとの間においてツェナダイオードと並列に接続されて
いる。

第１電流発生装置は、ゲート電極Ｇに接続されているツ
ェナダイオードＺＧＢの極に電流を供給するようになさ
れている。第２電流発生装置は、ソース電極に接続され
たツェナダイオードの極から電流を導出するようになさ
れている。この供給及び導出電流は、二つのトランジス
タＭ１及びＭ２に対して共通Ｊ！２！動電圧を供給する
ために、スイッチＴが開かれたとぎにツェナダイオード
を通って流れるようになっている。したがって、ツェナ
ダイオードの両端間の駆動電圧のために、二つの逆直列
接続電界効果トランジスタＭ１及びＭ２が導通すると、
これらのトランジスタを経由して導体ＬＡと回路５ＬＩ
Ｃとの間を電流が両方向に流れるようになる。代って、
スイッチ下が閉じられたとき、ツェナダイオードは短絡
され、したがって電流を通さず、トランジスタＭ１及び
Ｍ２を導通させる駆動電圧はツェナダイオードの両端間
に発生されない。この場合、二つのトランジスタＭ１及
びＭ２を経由して導体ＬＡと回路５ＬＩＣとの間にどち
らの方向にも電流は流れることができない。

第１図における回路は、電圧感知装置を比較器（Ｋ　　
　）の形で含み、この比較器は、ダイオ−ｍｐ ドＤＭ３及びスイッチＭ３を経由して導体ＬＡに、また
ダイオードＤＭ３及びスイツブーＭ４を経由して回路５
ＬＩＣに結合されている。さらに、比較器は、調節可能
な基準電圧ｖＩＩＥＦを持った曇準電圧装置を経由して
トランジスタＭ１及びＭ２の各ソース電極に接続されて
いる。

比較器は、さらに、第３電流発生装置■　　をｏｍｐ 経由して負電源電圧（−）に、かつ抵抗器ＲＭ５、ダイ
オード０Ｍ５．スイッチＭ５を含む直列回路を経由して
導体ＬＡに接続されている。比較器ｌよダイオードＤＭ
３及び０Ｍ４からの電圧を基準電圧ＶＲＥＦと比較しか
つこれらのダイオードからの電圧が基準電圧■　　と比
較して充分に高いとき、１？ＥＦ スイッチＴを閏じ、続いてスイッチＭ３．Ｍ４及びＭ５
を開くようになされている。ダイオードＤＭ３及び０Ｍ
４は極性逆転の配置関係にあるために、これらのダイオ
ードからその共通接点を通して比較器に供給される電圧
は、導体ＬＡ及び回路５ＬｆＣの電圧衝撃回路への各接
続点における電位のうち最高の電位に応答するであろう
。したがって、比較器は、二つの逆直列接続電界効果ト
ランジスタの各両端間の電圧降下のうちいずれかに感応
するであろう。

第１図の回路は、次のような具合に機能しようとするも
のである。回路５ＬＩＣに損傷を与える何らかの電圧過
渡現象が導体ＬＡに起こる前、かつこの導体の電位が損
傷を与えることのない範囲内にある正ＭｖＪ作において
は、スイッチＴは聞きかつスイッチＭ３．Ｍ４及びＭ５
は間かれている。

電流発生装置１　　ｃｏｎ及び１−Ｃｏｎは電流をツェ
ナダイオードＺＧＳを通して駆動し、このことによって
トランジスタＭ１及びＭ２への駆動電圧が発生されてそ
の結果、これらのトランジスタがターンオンされる。も
し導体ＬＡのその保護回路への接続点における電位が、
回路５ＬＩＣの保護回路への接続点における電位よりも
実質的に高番ノれば、そのときダイオードＤＭ３は導通
し、一方、ダイオードＤＭ４は遮断する。比較器は、し
たがって、トランジスタＭ１の両端間の電圧降下に感応
するが、しかし、この電圧降下は正規動作においては充
分に大きくないので、スイッチＴを閉じることはない。

代って、もし導体ＬＡの保護回路への接続点における電
位が回路５ＬＩＣの保護回路への接続点における電位よ
りも実質的に低ければ、そのとき、ダイオードＤＭ４は
導通し、一方、ダイオードＤＭ３は遮断する。この場合
、比較器は、トランジスタＭ３の両端間の電圧降下に感
応するが、しかしこの電圧降下は正規動作においては充
分に大きくないので、スイッチＴを閉じることはない。

もし導体ＬＡの保護回路への接続点における電位が回路
５ＬＩＣの保護回路への接続点における電位よりも高く
かつ立上りつつあるならば、トランジスタＭ１及びＭ２
の各両端間の電圧降下は減少する。増大するトランジス
タＭ１両端間の電圧降下に同期して、ダイオードＤＭ３
から比較器に供給される電位は、基準電圧■ＲＥＦから
供給される電位に関して上昇する。ダイオードＤＭ３か
らの電位が基準電圧■ＲＥＦからの電位に関して充分に
高くなると、比較器はまずスイッチＴを閏じ、次いでス
イッチＭ３．Ｍ４及びＭ５を開く。スイッチＴがｎじら
れると、トランジスタＭ１及びＭ２への駆動電圧は低下
させられる。このようにして、トランジスタＭ１に、導
体ＬＡから回路５ＬＩＧへの電流を遮断されることがで
きる。一方、トランジスタＭ２は、その基板ダイオード
を経由して回路５ＬＩＣへ向けて依然として電流を導出
することができる。

もし導体ＬＡの保護回路への接続点の電位が回路５ＬＩ
Ｃの保護回路への接続点の電位よりら低くかつ降下しつ
つあるならば、そのとき、トランジスタＭ１及びＭ２の
各両端間の電圧降下は増大する。増大するトランジスタ
Ｍ２両端間の電圧降下に同期して、基準゛耐圧ＶＲＥＦ
から比較器に与えられる電位は、ダイオードＤＭ４から
与えられる電位に１３０　シて降下する。基準電圧ｖＲ
ＥＦからの電位がダイオードＤＭ４からの電位に圓して
充分に低くなると、比較器はまずスイッチＴを■じ、次
いでスイッチＭ３．Ｍ４及びＭ５を開く。スイッチＴが
ｌじられると、トランジスタＭ１及びＭ２への駆動電圧
が低下させられる。このようにして、トランジスタＭ２
に回路５ＬＩＣから導体１．　Ａへの電流を遮断させる
ことができる。一方、トランジスタＭ１は、その基板ダ
イオードを通じて導体ＬＡへ向けて依然としてｆｆ１ｌ
を導出することができる。

上述の両方の場合において、保護回路内には、導体ＬＡ
が回路５ＬＩＣから実質的に絶縁される状態が得られる
。

比較器がスイッチＴ１を閏じる場合の導体ＬＡの電位は
、逆直列接続電界効果トランジスタの特性、ダイオード
ＤＭ３及び０Ｍ４の各両端間の順電圧降下、並びに基準
電圧■ＩｌＥ、に対し応答性を有する。例えば、基準電
圧ＶＲ［、を変更することによって、比較器に、導体Ｌ
Ａ上の異なる電位差においてスイッチＴを閏じさせるこ
とができる。

好適には、スイッチ下は「自己保持」機能を有するか、
又は比較器がヒステリシス機能を有し、後者の機能は、
もし導体ＬＡへの接続点の電位が損傷を生じない範囲内
の値に復帰するならば、スイッチＴが閉じられた後は、
その後短い時間、再び聞かないようにする。

本発明によれば、比較器内に高速かつ高信頼性の反応を
得るために、逆直列接続電界効果トランジスタは、損傷
を与える電位を持つ電圧過渡現象が導体内に生起したと
き、飽和に達するように形成されている。さらに、比較
器は、本発明により、トランジスタＭ１及びＭ２のどち
らかの両端の電圧がこれらそれぞれのトランジスタが飽
和させられるほど高いとぎにこのスイッチを動作させる
ようになされている。比較器反応がそれぞれのトランジ
スタをその飽和状態に達せさせることに関してより高速
でかつより高信頼性であるということは、トランジスタ
がその飽和状態にあるとき、そのトランジスタの両端間
の電圧降下がこのトランジスタを通る電流でもってより
高速に増大することにＯＩＩ達する。

実用上の理由から、電圧衝撃保護回路は中位の供給電圧
でもまた充分に機能する能力があることが好ましい。第
１図の回路において、中位の負供給電圧では、トランジ
スタのソース電極、並びに比較器の基準電圧Ｖ　ＲＥＦ
及びダイオードＤ　Ｍ　４１ｆｉらの各入力が、比較器
がまずスイッチＴをｍじ次いでスイッチＭ３．Ｍ４及び
Ｍ５を開くに要する時間を経る前に、負電源電圧よりも
低い電位に達するという危険が存在する。もしこの事態
が生起すると、電流発生装置Ｉ　　を経由する比較器ｏ
ｍｐ Ｋｏｌｐへの電流供給は停止するであろう。中位の負電
源電圧に関連覆る誤動作を回Ｍするために、第１図の保
護回路は、比較器から抵抗ｉＷＲＭ５、ダイオードＤＭ
５及びスイッチＭ５を経由して轡体ＬＡに至る回路を含
み、この回路は、導体ＬＡが負電源電圧よりも実質的に
低い電位を突然与えられたときに電流発生装置Ｉ　　の
機能を引き継ｏａｐ ぐ。

第２図に示される電圧衝撃保護回路が、第１図に示され
たものと異なる点は、主として、それがいく分詳細に示
されているということである。さらに、第２図の回路は
、比較器によって直接制御される第１図の３つのスイッ
チＭ３．Ｍ４及びＭ５の代わりに、駆Ｉ　ｉｆｆ圧を経
由して制御されるように接続された２つの電界効果トラ
ンジスタＭ４及びＭ５を有する。しかしながら、第２図
に示された回路の機能は、基本的には、第１図に示され
た回路のそれと同じである。

第２図において、三つのｐｎｐトランジスタＱ５．Ｑ６
及びＱ８は、第１図の比較器Ｋ。＋＋＋ｐ及び電流発生
装置Ｉ　　とが構成するのと同じ機能ｋＯ−〇 を有する。逆直列接続電界効果トランジスタのソース電
極とゲート電極との間の可逆抵抗器ＲＲＥＦに直列に接
続されたダイオードＤＲＥＦは、基準電圧装置として機
能する。二つのトランジスタＱ１及びＱ２は、ツェナダ
イオードの一つの極に電流を供給する第１電流発生装置
として機能する。二つのトランジスタＱ７．Ｑ９及びダ
イオードＤＱ７はツェナダイオードの他の極からこれと
実質的に等しい電流を導出する第２電流発生装置として
機能する。第４電界効果トランジスタＭ４は、そのソー
ス電極ＳをトランジスタＱ６のベースに接続され、その
トレイン電極りをダイオードＤＭ３及びＤＭ４の各陰極
に接続され、さらにそのゲート電極ＧをトランジスタＭ
１及びＭ２の各ゲート電極に接続され、かつスイッチと
して機能する。第５電界効果トランジスタＭ５は、その
ソース電極をダイオードＤＭ５の陽極に接続され、その
ドレイン電極をトランジスタＱ５．Ｑ６及びＱ８に接続
され、またそのゲート電極をトランジスタＭ１及びＭ２
のゲート電極に接続されている。

この第５電界効果トランジスタＭ５は、スイッチと抵抗
器の組合わせとして機能する。トランジスタＱ５．Ｑ６
及びＱ８は、近似的に差働増幅器として働き、かつサイ
リスタＴをトランジスタＱ６のコレクタによって制御し
、このコレクタはサイリスタＴのゲート電極に接続され
、このサイリスタは１．その制御がｎ形ベースを経由し
て行なわれるようにして実現される。

第１又は第２電流発生装置からそれぞれによって供給又
は導出される電流は、サイリスタ保持電流よりも大きい
。このサイリスタがトランジスタＱ６によってターンオ
ンされているとぎ、サイリスタは電流発生装置を経由し
て充分な電流を得ている限り、トランジスタＱ６にかか
わらず、その後は、導通を続ける。このサイリスタは、
したがって、保護回路のこの実施例においては「自己保
持」電子スイッチとして機能する。

第３図による゛電圧衝撃保護回路が第１図及び第２図に
よる保護回路と異なるのは、主として、それがダイオー
ドＤＭ３及び０Ｍ４それぞれを経由して導体ＬＡの電圧
衝撃保護回路への接続点及び回路５ＬＩＣの同保護回路
への接続点へ接続される第３電界効果トランジスタＭ３
の形で電圧感知装置を有する点である。第３電界効果ト
ランジスタＭ３は、そのゲート電極ＧをトランジスタＭ
１及びＭ２の各ゲート電極に接続され、そのソース電極
ＳをサイリスタＴのゲート電極に接続される。

保護回路のこの実施例において、サイリスタのゲート電
極は、このサイリスタのＰ形ベースに接続される。第３
図において、トランジスタＱｌ。

Ｑ２）ダイオードＤＱ１及びＤＱ２は、第２図における
第１電流発生装置又は第１図における電流発生装置（＋
ｃｏｎと同様な種類かつ同様な役を果す第１電流発生装
置ｑｌを構成する。ざらに、トランジスタＱ７．Ｑ９及
びダイオードＤＱ７は、第２図における第２電流発生装
置又は第１図における電流発生装置Ｉ　　Ｃｏｎと同様
な種類かつ同様な役を果す第２電流発生装置を構成する
。第１電流発生装置トランジスタＱ１．Ｑ２をツェナダ
イオード等に接続するダイオードＤＱ１及びＤＱ２は、
トランジスタＱ１が逆バイアスされたときの問題を防止
する役をする。この問題は、導体ＬＡに充分に過剰な正
電圧を発生する。第２電流発生装置トランジスタＱ７．
Ｑ９をツェナダイオード等に接続するダイオードＤＱ７
は、導体Ｌ　Ａ上の充分に過剰な負電圧からトランジス
タＱ７を保護する役をする。

第３図における第３電界効果トランジスタＭ３は、送直
列接ＦＡ電界効果トランジスタＭ１及びＭ２の各両端間
の各電圧降下のどちらにも感応し、かつこれらそれぞれ
の電圧降下がサイリスタＴとダイオードＤＭ３又はダイ
オードＤＭ４のどちらかとに渡る両端間の順電圧降下に
関して充分に大きいとき、導通する結果、サイリスタＴ
をターンオンするのに適合している。第１電流発生装置
によって供給される又は第２電流発生装置によって導出
される電流は、サイリスタ保持電流よりも大ぎい。サイ
リスタがトランジスタＭ３によってターンオンされたと
き、このサイリスタが電流発生装置を経由して充分な電
流を得る限り、トランジスタＭ３にかかわらず、その後
、導通を続ける。

第３図における電圧衝撃保護回路が、サイリスタを援用
してツェナダイオード両端の駆ｌｆｆ１圧を短絡するこ
とによって導体しＡ内の充分に過剰な高電位又は低電位
を持つ電圧過渡現象に反応するとぎ、トランジスタＭ１
及びＭ２の一つはピンチオフして遮断状態となり、一方
、残った方のトランジスタは基板ダイオードを経由して
導通する。

トランジスタＭ３のゲート電極は、また、ツェナダイオ
ードに接続されているので、サイリスタが導通してしま
って、駆動電圧をトランジスタＭ１及びＭ２へ短絡して
しまったとき、］〜ランジスタＭ３もまたピンチオフし
て遮断状態となる。トランジスタＭ３が導通状態になり
つつありかつサイリスタを制御しつつある時間中かつ駆
動電圧がトランジスタＭ３を遮断状態にいたらすに充分
にピンチオフさせるに要する時間を経過してしまう前、
導体ＬＡからダイオードＤＭ３、トランジスタＭ３、サ
イリスタのゲートｆＪｔＭ及び（・ランジスタＭ２の基
板ダイオードを経由して回路Ｓ　Ｌ　Ｉ　Ｃに至る又は
回路５ＬＩＣからダイオードＤＭ４、トランジスタＭ３
、サイリスタのゲート電極及びトランジスタＭ１の基板
ダイオードを経由して導体ＬＡに至るどちらかの′Ｆｉ
流径路が存在するであろう。サイリスタは、できるだけ
高速かつ高信頼性をもってターンオフされることが望ま
しい、しかし、サイリスタの制御入力端子はその限定さ
れた耐電流能力のために過電流に対して実質的に保護さ
れなければならない。適当なサイリスタを使用しまたこ
れを高速かつ高信頼性を以ってターンオンするために、
第３電界効果トランジスタＭ３は、その飽和状態になる
ことによって、このサイリスクのゲートを通る電流をこ
のサイリスクに損傷を与えない大きさに自動的に制限す
るように形成される。第３電界効果トランジスタＭ３の
この電流制限により、トランジスタＭ３及びサイリスタ
は、ダイオード達は別として、電圧衝撃保護を低速かつ
低信頼性にするおそれがあり、このトランジスタとサイ
リスタに直列に接続されることを必要とするようなさら
に他の要素を伴うことなく、保護回路内で、それぞれ電
圧感知装置及びスイッチとして使用される。前述した時
間中の第３電界効果トランジスタのＴｉ流制限は、また
、回路５ＬＩＣをこの時間中のサイリスタを経由する過
電流から保護することができる。

第３図による保護回路において、逆直列接続電界効果ト
ランジスタＭ１及びＭ２は、また、回路５ＬＩＣに損傷
を与えるおそれのある電位を有する導体ＬＡ内の電圧過
渡現象の発生の際にそれらの飽和状態に達するように形
成されることが好ましい。しかしながら、あらゆる操作
の場合及び応用を通じて、トランジスタＭ１及びＭ２が
このように形成されることは必ずしも絶対的に必要では
なく、個々の場合において、トランジスタＭ３自体がそ
の飽和状態に達するように形成されれば充分であると云
える。

トランジスタＭ１．Ｍ２及びＭ３正確にいかに形成され
るかは、場合、場合によって異なり、回路５ＬＩＣの耐
電圧、使用されるサイリスタ、等に依存する。さらに、
電界効果トランジスタの寸法の違いがいかにその電気的
パラメータに影響するかは当業者にとって周知であるか
ら、ここに、いかなる寸法の場合をも記述する必要はな
い。しかしながら、当業者に対し云えることは、第１図
から第３図における電界効果トランジスタは、ｎチャネ
ルＤＭＯ３型であって、典型的しぎい電圧Ｖ□。＝２Ｖ
を有するということである。このような場合、トランジ
スタＭ１及びＭ２に対する駆動電圧は、約５．２ｖであ
ってよく、これは、適当に選択された幾何学的寸法と共
にトランジスタＭ１及びＭ２に約７．５Ωの直１？ｉ！
範囲で電気抵抗を与える。したがって、飽和による電流
制限は、トランジスタＭ１又はＭ２を通して約２３Ｏｎ
＋Ａの電流に対して起こる。この電圧ｉ撃保護回路は、
要素間に絶縁を施す集積回路に対する周知の処理を使用
して製造される。

第１図から第３図による電圧衝撃保護回路は、本発明の
範囲内で、様々に変更可能である。例えば、幾分異なっ
た電流発生装置を使用することもできる。第１電界効果
トランジスタのドレイン電極を直接に導体に接続し、ま
た第２電界効果トランジスタのドレイン電極を直接に被
保護回路に接続するのが好適であるけれども、ある場合
には、これらのドレイン電極を中継要素を継出して導体
及び被保護回路に接続することが可能であるかも知れな
い。このような場合、ダイオードＯＭ３及びＤＭ４の各
陽極を、第１電界効果１〜ランジスタ及び第２電界効果
トランジスタ又は導体及び被保護回路に直接に、もしく
は中継要素を経由してのいずれかで接続づることも、あ
る場合には、可能であるかも知れない。しかしながら、
これは好適ではない。他の変更は、当業者にとって、お
そらく想像できるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、導体と被保護回路との間に接続された本発明
による電圧衝撃保護回路の第１実施例の簡単化回路図、 第２図は、導体と被保嘴回路との間に接続された本発明
による電圧衝撃保護回路の第２実Ｍ例の回路図、 第３図は、導体と被保護回路との闇に接続された本発明
による電圧衝撃保護回路の第３実施例の回路図、 である。 ［記号の説明］ ＬＡ：導体 ５ＬＩＣ：被保護回路 Ｍ１、Ｍ２：逆直列接続電界効果トランジスタ１＋ｃｏ
ｎ　、　　Ｉ　　ｃｏｎ　　：電流発生装置■　　：電
流発生装置 ｏｓ ■　　＝比較器 ｍｐ ＲＭ５　：抵抗器 Ｍ３〜Ｍ５：スイッチ又は電界効果トランジスタＴ：電
子スイッチ ■　　二基準電圧 ＥＦ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）被保護回路（ＳＬＩＣ）を導体（ＬＡ）に接続し
   、かつ、前記導体内に生起する可能性があつて前記被保
   護回路に損傷を与えるおそれのある過剰な高電位又は低
   電位の電圧過渡現象から前記被保護回路を保護するため
   に前記導体と前記被保護回路との間に接続されるように
   なつており、さらに、２つの逆直列接続電界効果トラン
   ジスタ（Ｍ１、Ｍ２）と電子スイッチ（Ｔ）によつて制
   御可能な駆動電圧装置（Ｉ＾＋ｃｏｎ、Ｉ＾−ｃｏｎ、
   Ｚ＿Ｇ＿Ｓ、Ｔ）を備え、前記電界効果トランジスタ（
   Ｍ１、Ｍ２）は相互に接続された該トランジスタのソー
   ス電極（Ｓ）と相互に接続された該トランジスタのゲー
   ト電極（Ｇ）とそれぞれのトランジスタのソース電極に
   接続された基板を有し、前記駆動電圧装置は、第１動作
   状態であつて該状態において、前記導体（ＬＡ）と前記
   被保護回路（ＳＬＩＣ）との間で前記２つの電界効果ト
   ランジスタを経由して電流が双方向に流れることができ
   るように、前記２つの電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ
   ２）の前記ゲート電極（Ｇ）と前記ソース電極（Ｓ）と
   の間で共通駆動電圧を維持するように働く前記第１動作
   状態へと制御可能であるとともに、第２動作状態であつ
   て該状態において、前記導体（ＬＡ）と前記被保護回路
   （ＳＬＩＣ）との間で電流がどちらの方向にも流れるこ
   とができないように前記駆動電圧装置が前記２つの電界
   効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の前記ゲート電極（Ｇ
   ）と前記ソース電極（Ｓ）との間で共通駆動電圧を維持
   するように働く前記第２動作状態へと制御可能であり、
   さらに前記保護回路は前記２つの電界効果トランジスタ
   （Ｍ１、Ｍ２）の各両端間の電圧降下に感応するように
   前記導体（ＬＡ）と前記被保護回路に接続されかつ前記
   ２つの電界効果トランジスタのどちらかの両端の電圧降
   下が所定の大きさを超えるとき前記駆動電圧装置を前記
   第２動作状態へ制御するために前記電子スイッチ（Ｔ）
   を動作させるようにしている電圧感知装置（Ｍ３又はＱ
   ５及びＱ６）を備える前記保護回路において；前記２つ
   の逆直列接続電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）は、
   前記被保護回路（ＳＬＩＣ）に損傷を与えるおそれのあ
   る電位において前記導体（ＬＡ）内に電圧過渡現象が生
   起した場合には、前記電界効果トランジスタの一つが飽
   和導通状態に達すること、ならびに、前記電圧感知装置
   （Ｍ１又はＱ５及びＱ６）は前記電界効果トランジスタ
   のどちらかの両端の電圧降下が問題下にある前記一 ■■d界効果トランジスタを導通時に該トランジスタの
   飽和状態にとどめる程に大きいとき前記スイッチを動作
   するようになされていること、を特徴とする前記電圧衝
   撃保護回路。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の電圧衝撃保護回路に
   おいて、前記電圧感知装置は前記保護回路の前記導体（
   ＬＡ）への又は前記被保護回路 （ＳＬＩＣ）への接続点における電圧に感応するように
   接続されたドレイン電極を有しかつ前記電子スイッチ（
   Ｔ）を経由して前記二つの逆直列接続電界効果トランジ
   スタ（Ｍ１、Ｍ２）の各ソース電極（Ｓ）に接続された
   ソース電極を有する第３電界効果トランジスタ（Ｍ３）
   を含むこと、及び、前記第３電界効果トランジスタＭ３
   のゲート電極は前記共通駆動電圧を受けるために前記二
   つの逆直列接続電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の
   各ゲート電極に接続されていること、を特徴とする前記
   電圧衝撃保護回路。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の電圧衝撃保護回路に
   おいて、前記電子スイッチは前記二つの逆直列接続電界
   効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の各ゲート電極（Ｇ）
   に接続された陽極と前記二つの逆直列接続電界効果トラ
   ンジスタの各ソース電極（Ｓ）に接続された陰極とを有
   するサイリスタ（Ｔ）を含むこと、前記第３電界効果ト
   ランジスタ（Ｍ３）のソース電極は前記サイリスタのゲ
   ート電極に接続されていること、及び、前記第３電界効
   果トランジスタ（Ｍ３）は、電圧過渡現象が生起したと
   きに前記第３電界効果トランジスタの飽和導通状態に達
   することによつて、前記サイリスタ（Ｔ）のゲート電極
   へ流れる可能性のある電流が、前記第３電界効果トラン
   ジスタを経由して前記サイリスタまたは前記被保護回路
   （ＳＬＩＣ）を損傷しないような大きさに自動的に制限
   されるように形成したことを特徴とする前記電圧衝撃保
   護回路。
4. （４）被保護回路（ＳＬＩＣ）を導体（ＬＡ）に接続し
   かつ前記導体内に生起する可能性があつて前記被保護回
   路に損傷を与えるおそれのある過剰な高い電位又は低電
   位の電圧過渡現象から前記被保護回路を保護するために
   、前記導体と前記被保護回路との間に接続されるように
   なつており、さらに、二つの逆直列接続電界効果トラン
   ジスタ（Ｍ１、Ｍ２）と電子スイッチ（Ｔ）によつて制
   御可能な駆動電圧装置（Ｉ＾＋ｃｏｎ、Ｉ＾−ｃｏｎ、
   Ｚ＿Ｇ＿Ｓ、Ｔ）を備え、前記電界効果トランジスタ（
   Ｍ１、Ｍ２）は相互に接続された該トランジスタのソー
   ス電極（Ｓ）と相互に接続された該トランジスタのゲー
   ト電極（Ｇ）並びに該それぞれのトランジスタのソース
   電極に接続された該トランジスタの基板を有し、前記駆
   動電圧装置は第１動作状態であつて該状態において前記
   導体（ＬＡ）と前記被保護回路（ＳＬＩＣ）との間で電
   流が双方向に流れることができるように前記駆動装置が
   前記二つの電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の前記
   ゲート電極（Ｇ）と前記ソース電極（Ｓ）との間で共通
   駆動電圧を維持するように働く前記第１動作状態へ、並
   びに第２動作状態であつて該状態において前記導体（Ｌ
   Ａ）と前記被保護回路（ＳＬＩＣ）との間で電流がどち
   らの方向にも流れることができないように前記駆動装置
   が前記二つの電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の前
   記ゲート電極（Ｇ）と前記ソース電極（Ｓ）との間で共
   通駆動電圧を維持するように働く前記第２動作状態へ制
   御可能であり、さらに前記保護回路は第３電界効果トラ
   ンジスタ（Ｍ３）であつて該トランジスタのドレイン電
   極は前記保護回路の前記導体（ＬＡ）への又は前記被保
   護回路（ＳＬＩＣ）への接続点における電圧に感応する
   ように接続されかつ前記第３電界効果トランジスタ（Ｍ
   ３）のソース電極は該トランジスタが前記二つの逆直列
   接続電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の各両端の電
   圧降下に感応するように電子スイッチ（Ｔ）を経由して
   前記二つの逆直列接続電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ
   ２）の各ソース電極に接続されている前記第３電界効果
   トランジスタを備え、前記第３電界効果トランジスタは
   、前記二つの逆直列接続電界効果トランジスタのどちら
   かの両端間の電圧降下が所与の大きさを超えたとき前記
   電圧駆動装置を前記第２動作状態へ制御するために前記
   スイッチ（Ｔ）を動作するように適合してなされた電圧
   衝撃保護回路において；前記第３電界効果トンジス ^（Ｍ３）のゲート電極は前記共通駆動電圧を受けるた
   めに前記駆動電圧装置に接続されていること、前記電子
   スイッチはサイリスタ（Ｔ）であつて該サイリスタの陽
   極が前記二つの逆直列接続電界効果トランジスタ（Ｍ１
   、Ｍ２）の各ゲート電極（Ｇ）に接続されかつ前記サイ
   リスタの陰極が前記二つの逆直列接続電界効果トランジ
   スタ（Ｍ１、Ｍ２）の各ソース電極（Ｓ）に接続される
   前記サイリスタを含むこと、及び、前記第３電界効果ト
   ランジスタ（Ｍ３）は電圧過渡現象が起こつたときに前
   記第３電界効果トランジスタの飽和状態に達することに
   よつて、前記サイリスタ（Ｔ）のゲートへ流れる可能性
   のある電流を前記第３電界効果トランジスタを経由して
   前記サイリスタ又は前記被保護回路（ＳＬＩＣ）を損傷
   することのないであろう大きさに自動的に制限できるよ
   うに形成されていること、を特徴とする前記電圧衝撃保
   護回路。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載の電圧衝撃保護回路に
   おいて、前記二つの逆直列接続電界効果トランジスタ（
   Ｍ１、Ｍ２）は、前記被保護回路（ＳＬＩＣ）へ損傷を
   与えるおそれのある電位を有する過渡電圧現象が前記導
   体（ＬＡ）内に生起したときに前記二つの逆直列接続電
   界効果トランジスタの一つが飽和すること、及び、前記
   第３電界効果トランジスタ（Ｍ３）は前記二つの逆直列
   接続電界効果トランジスタのどちらかの両端の電圧降下
   が問題にしている前記一つの電界効果トランジスタを導
   通時に該トランジスタの飽和状態に置く程大きいとき前
   記スイッチ（Ｔ）を動作するようになされていること、
   を特徴とする前記電圧衝撃保護回路。
6. （６）特許請求の範囲第３項から第６項のうちいずれか
   １つに記載の電圧衝撃保護回路において、前記第３電界
   効果トランジスタ（Ｍ３）のゲート電極は、前記導体（
   ＬＡ）から前記第３電界効果トランジスタへの方向の電
   流を導通しかつ前記と逆方向の電流を阻止するようにバ
   イアスされたダイオード（ＤＭ３）を経由して前記導体
   に接続されていること、及び、前記第３電界効果トラン
   ジスタ（Ｍ３）のドレイン電極は前記被保護回路（ＳＬ
   ＩＣ）から前記第３電界効果トランジスタへの方向の電
   流を導通しかつ前記方向と逆方向の電流を阻止するよう
   にした別のダイオード （ＤＭ４）を経由して前記被保護回路に接続されている
   こと、を特徴とする前記電圧衝撃保護回路。
7. （７）特許請求の範囲第３項から第６項のうちいずれか
   １つに記載の電圧衝撃保護回路において、前記駆動電圧
   装置は、ツェナダイオード（Ｚ＿Ｇ＿Ｓ）の一つの極が
   前記二つの逆直列接続電界効果トランジスタ（Ｍ１、Ｍ
   ２）の各ソース電極（Ｓ）に接続されかつ前記ツェナダ
   イオードの他の極が前記二つの逆直列接続電界効果トラ
   ンジスタ（Ｍ１、Ｍ２）のゲート電極（Ｇ）に接続され
   る前記ツェナダイオードを有すること、前記駆動電圧装
   置は、前記ゲート電極（Ｇ）に接続された前記ツェナダ
   イオード（Ｚ＿Ｇ＿Ｓ）の前記極に電流を供給する第１
   電流発生装置（Ｉ＾＋ｃｏｎ）を有すること、前記駆動
   電圧装置は、前記ソース電極に接続された前記ツェナダ
   イオードの前記極から前記供給する電流と実質的に等し
   い電流を導出する第２電流発生装置（Ｉ＾−ｃｏｎ）を
   有し、前記電流は前記二つの逆直列接続電界効果トラン
   ジスタ（Ｍ１、Ｍ２）及び前記第３電界効果トランジス
   タ（Ｍ３）に対する共通駆動電圧を達成するために前記
   サイリスタが不導通のとき前記ツェナダイオードを通過
   するようにされるが、しかし代つて前記サイリスタがタ
   ーンオンされているとき前記サイリスタを実質的に通過
   すること、及び、前記電流発生装置へ入出する前記電流
   は前記サイリスタの保持電流を超えるような大きさを有
   すること、を特徴とする前記電圧衝撃保護回路。
8. （８）特許請求の範囲第７項記載の電圧衝撃保護回路に
   おいて、前記駆動電圧装置の前記電流発生装置は別々の
   ダイオード（ＤＱ１、ＤＱ２、ＤＱ３）を経由して前記
   ツェナダイオードの（Ｚ＿Ｇ＿Ｓ）の極の一つに各々接
   続された二つの電流発生器（Ｑ＿１、Ｑ＿２及びＱ＿７
   、Ｑ＿９）を含むことを特徴とする前記電圧衝撃保護回
   路。