JPS6040220B2 - semiconductor switch control circuit - Google Patents
semiconductor switch control circuitInfo
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- JPS6040220B2 JPS6040220B2 JP2412580A JP2412580A JPS6040220B2 JP S6040220 B2 JPS6040220 B2 JP S6040220B2 JP 2412580 A JP2412580 A JP 2412580A JP 2412580 A JP2412580 A JP 2412580A JP S6040220 B2 JPS6040220 B2 JP S6040220B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、低電力のゲート制御回路を有し、制御信号の
みにより集積化半導体スイッチ回路のオンまたはオフ、
あるいはオンおよびオフの双方の制御が可能な半導体ス
イッチ制御回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention has a low-power gate control circuit that turns on or off an integrated semiconductor switch circuit using only a control signal.
Alternatively, the present invention relates to a semiconductor switch control circuit capable of both on and off control.
半導体集積化スイッチとしては、従来、多くの形式のも
のが実用化されているが、例えば第1図に示す電流駆動
型集積化PNPNスイッチがある。Conventionally, many types of semiconductor integrated switches have been put into practical use, including a current-driven integrated PNPN switch shown in FIG. 1, for example.
ここで、1はPNPNスイッチ、2‘まd群松。回路、
3はオン制御用の第1ゲート駆動回路、4はオン状態保
持メモリ、5は外部回路としての主電流遮断制御回路、
6はィンバータ、7は主電流遮断用外部スイッチ、RL
は負荷インピーダンス、D1,D3はダイオード、Kは
力ソード、Aはア/ード、XはXアドレス、YはYアド
レス、MEはメモリィネーブル信号、Vcはスイッチ制
御入力信号、IM^INは主回路電流である。群鋤o回
路2はスイッチ1の遮断状態で主電流回路にパルス状の
電圧が加わった場合に、接合容量の変位電流がゲートに
流入し、スイッチ1が容易に導適状態へ遮断することが
ないように設けたものである。Here, 1 is PNPN switch, 2' Mad Gunmatsu. circuit,
3 is a first gate drive circuit for ON control, 4 is an ON state holding memory, 5 is a main current cutoff control circuit as an external circuit,
6 is an inverter, 7 is an external switch for main current cutoff, RL
is the load impedance, D1, D3 are diodes, K is the power sword, A is the address, X is the X address, Y is the Y address, ME is the memory enable signal, Vc is the switch control input signal, IM^IN is the main It is the circuit current. In the group plow o circuit 2, when a pulse voltage is applied to the main current circuit when the switch 1 is in the cutoff state, the displacement current of the junction capacitance flows into the gate, and the switch 1 can be easily cut off to the conductive state. It was set up so that it would not occur.
オン状態保持メモリ4は、主回路電流が交流やパルスの
場合に、電流がいったん零となった後にもスィッチーの
オン状態を維持させるとともに、集積イびNPNスィッ
チーをマトリクス状に配置して使用する場合に、各スイ
ッチのXおよびYアドレス、およびメモリイネーブル信
号M町を利用して共通のオン・オフ制御信号を特定アド
レス位置のスイッチに与えることにより、制御信号端子
数を節減するためのものである。スイッチ本体であるP
NPNスィツチーとその制御回路3およびダイオードD
1,D3を同一の半導体チップ上に集積化する。さらに
、スイッチ1の遮断は第1図に示すように、上述の半導
体チップに対する外部回路5および7で行われ、主電流
遮断制御回路5と外部スイッチ7により強制的に主回路
電流を切るよう構成されていた。第1図の集積化PNP
Nスイッチ回路では、PNPNスィッチーを遮断状態か
ら導適状態へと遮移させるにあたって、NゲートNIよ
り電流ご引き抜くか、PゲートP2へ電流を流し込む必
要があり、そのために、PNPNカソードーのNゲート
NIから流出するゲート駆動電流Ion,NまたはPゲ
ートP2に流入するゲート駆動電流ION,Pを、制御
回路3を介して、スイッチ制御入力信号Vcにより制御
する。The on-state holding memory 4 maintains the on-state of the switch even after the current once becomes zero when the main circuit current is alternating current or pulse, and is used by arranging integrated switches and NPN switches in a matrix. In this case, the number of control signal terminals is reduced by applying a common on/off control signal to the switch at a specific address position using the X and Y addresses of each switch and the memory enable signal M. be. P which is the switch body
NPN switch and its control circuit 3 and diode D
1 and D3 are integrated on the same semiconductor chip. Further, as shown in FIG. 1, the cutoff of the switch 1 is performed by the external circuits 5 and 7 for the semiconductor chip described above, and the main current cutoff control circuit 5 and the external switch 7 are configured to forcibly cut off the main circuit current. It had been. Integrated PNP in Figure 1
In the N switch circuit, in order to switch the PNPN switch from the cutoff state to the conduction state, it is necessary to draw current from the N gate NI or to flow current into the P gate P2. The gate drive current Ion,N flowing out from the P gate P2 or the gate drive current ION,P flowing into the P gate P2 is controlled by the switch control input signal Vc via the control circuit 3.
なお、NゲートNIあるいはPゲートP2のいずれが動
作するかは、主電流IM^…の通路のカソード電位VK
との制御回路電源V,との電位関係により決まる。反対
方向の遷移、すなわち、導適状態から遮断状態への遷移
を生じさせるゲート駆動回路3は、従来、以下に述べる
理由から集積化が果たされず、PNPNスイッチーの遮
断は、スイッチ1に流れていた電流自体を外部スイッチ
7を介して遮断することにより、集積イびNPNスイッ
チとは全く別個の外部回路5で行うように構成していた
。Note that whether the N gate NI or the P gate P2 operates depends on the cathode potential VK of the path of the main current IM^...
It is determined by the potential relationship between the control circuit power supply V and the control circuit power supply V. Conventionally, the gate drive circuit 3 that causes the transition in the opposite direction, that is, the transition from the conduction state to the cutoff state, has not been integrated for the reasons described below, and the cutoff of the PNPN switch flows to the switch 1. By cutting off the current itself via the external switch 7, the configuration is such that the external circuit 5 is completely separate from the integrated INPN switch.
オフ制御回路の集積化が実現できなかった理由としては
、オフ制御回路の消費電力が大きくなることがあげられ
る。ここで、PNPNスイッチ1を第1図示のようにP
NPおよびNPNの二種類のトランジスタの複合体と考
えた場合、一般に導適状態あるPNPNスイッチにおけ
るこれら両トランジスタは深い飽和に入っており、電流
増幅率は非飽和状態の値よりはるかに小さくなっている
。このような状態にあるNPN(またはPNP)トラン
ジスタのベース電流を引き抜く(または流し込む)こと
によりトランジスタを遮断させるためには、飽和状態に
おいて低下した電流増幅率でPNPNスイッチに流れて
いる主流値を割った値程度のべ−ス電流を必要とし、こ
の値は導適状態へ遷移移さるためのベース電流よりはる
かに大きな値となる。従って、オフ制御回路の消費電力
が大きくなり、集積化に通しなかった。以上の理由から
、主回路電流IM…の遮断機能を備えた集積化PNPN
スイッチは末だ実用化されていないが、使用上は同一の
制御信号により主回路電流IM…の導通および遮断の双
方の機能を発揮できることが望ましく、その実現が待た
れていた。The reason why integration of the off control circuit could not be realized is that the power consumption of the off control circuit increases. Here, set the PNPN switch 1 to P as shown in the first diagram.
When considered as a composite of two types of transistors, NP and NPN, both transistors in a PNPN switch in a conductive state are generally in deep saturation, and the current amplification factor is much smaller than the value in the non-saturated state. There is. In order to cut off the base current of an NPN (or PNP) transistor in such a state by drawing out (or injecting it into) the transistor, the main value flowing through the PNPN switch must be divided by the current amplification factor that has decreased in the saturated state. This value is much larger than the base current needed to transition to the conductive state. Therefore, the power consumption of the off control circuit becomes large, and integration is not possible. For the above reasons, an integrated PNPN with a function of interrupting the main circuit current IM...
Although switches have not yet been put to practical use, it is desirable in use to be able to perform both the conduction and cutoff functions of the main circuit current IM with the same control signal, and its realization has been awaited.
なお、同一の制御端子による主電流の導通および遮断の
双方の機能を有するスイッチとしては、従来よりゲート
ターンオフ(GTO)型サィリスタが知られているが、
これはゲート端子がそのまま制御端子として取り出され
ているにすぎず、制御回路をも含んだ集積化は実現され
ていない。そこで、本発明の目的は、同一の制御信号入
力を用いて主電流の導通および遮断の双方の機能を果さ
せ、しかも消費電力が少なく、集積化に適したPNPN
スイッチ等の半導体スイッチの制御回路を提供すること
にある。Note that a gate turn-off (GTO) type thyristor is conventionally known as a switch that has the functions of both conducting and cutting off the main current using the same control terminal.
In this case, the gate terminal is simply taken out as a control terminal, and integration including a control circuit has not been realized. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a PNPN which can perform both main current conduction and cutoff functions using the same control signal input, has low power consumption, and is suitable for integration.
An object of the present invention is to provide a control circuit for a semiconductor switch such as a switch.
本発明の他の目的は、PNPNスイッチ等の半導体スイ
ッチと共に同一半導体基板上に集積化するのに好適な半
導体スイッチ制御回路を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a semiconductor switch control circuit suitable for integration on the same semiconductor substrate with a semiconductor switch such as a PNPN switch.
そのために、本発明では、半導体スイッチ、例えば集積
イびNPNスイッチの導通、遮断状態の監視回路を設け
てスイッチ状態を検出し、その検出出力をゲート駆動電
流のオン制御回路およびオフ制御回路へそれぞれ帰還さ
せて、これらオフ制御回路およびオン制御回路を、状態
遷移終了後の定常状態では切り離し、ゲート駆動電流は
状態遷移時に過渡的に流れるような回路構成とする。To this end, the present invention provides a monitoring circuit for the conduction and cutoff states of a semiconductor switch, such as an integrated INPN switch, to detect the switch state, and sends the detection output to a gate drive current ON control circuit and OFF control circuit, respectively. The OFF control circuit and the ON control circuit are disconnected in a steady state after the state transition is completed, and the gate drive current is configured to flow transiently during the state transition.
更にまた、本発明では、上述の監視回路、オンおよびオ
フ制御回路をPNPNスイッチと同一の半導体基坂上に
形成する。以下、図面により本発明を詳細に説明する。Furthermore, in the present invention, the above-mentioned monitoring circuit and on/off control circuit are formed on the same semiconductor substrate as the PNPN switch. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第2図は本発明による集積イびNPNスイッチ制御回路
の構成の一例を示す。第1図に示したオン状態保持メモ
リ4は本発明とは直接関係せず、スイッチ制御入力信号
VcとしてTTL信号等の論理レベルを用いれば、オン
状態保持が可能であるので、ここでは図示を省略してあ
る。第2図において、第1図と同様の個所には同一符号
を付してその詳細は省略する。図中の8は主電流監視回
路、9はオフ制御用第2ゲート駆動回路、10はィンバ
ー夕、D2,D4はダイオード、RL,,Rし2は負荷
インピーダンスである。主電流回路の電位と制御回路3
および9の電源十V,および−V2との関係により、ス
イッチ1のNゲートNIが動作するかPゲートP2が動
作するかが決まる。FIG. 2 shows an example of the configuration of an integrated NPN switch control circuit according to the present invention. The on-state holding memory 4 shown in FIG. 1 is not directly related to the present invention, and it is possible to hold the on-state by using a logic level such as a TTL signal as the switch control input signal Vc, so it is not shown here. It has been omitted. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and their details are omitted. In the figure, 8 is a main current monitoring circuit, 9 is a second gate drive circuit for off control, 10 is an inverter, D2, D4 are diodes, RL, 2 is a load impedance. Main current circuit potential and control circuit 3
Whether the N gate NI or the P gate P2 of the switch 1 operates is determined by the relationship between the power supplies 1V and -V2 of the switch 1 and the power supply 9.
スイッチ制御入力信号Vcおよびインバーター0を介し
た逆相制御入力信号Vcは、それぞれ、第2ゲート駆動
回路9および第1ゲート駆動回路3へ供給される。Pゲ
ートP2が動作する場合には、第1ゲート駆動回路3よ
りダイオードDIを介してオン電流ION,PがPゲー
トP2へ注入され、オフ時にはPゲートP2よりダイオ
ードD4を介して第2ゲート駆動回路9へオフ電流lo
FF,Pが引き抜かれる。一方、NゲートNIが動作す
る場合には、第2ゲート駆動回路9よりダイオードD2
を介してNゲートNIへオフ電流loFF,Nが注入さ
れ、オン時にはダイオードD3を介してNゲ−トNIよ
り第1ゲート駆動回路3へオン電流ION,Nが引き抜
かれる。主電流監視回路8は、PNPNスイッチ1が導
適状態にあるか遮断状態にあるかを検出し、その検出状
態に応じて2値の検出信号SIおよびS2をそれぞれ出
力し、定常状態でのゲート駆動電流を零とするようにゲ
ート駆動回路3および9へ検出信号SIおよびS2をそ
れぞれ供給するためのものである。主電流監視回路8を
設けることにより、オンゲート電流ION.PまたはI
ON.Nおよびオフゲート電流loFF.Pまたはlo
pP,Nをスィツチーの遷移期間のみ過渡的に流し、制
御回路3および9の平均消費電力を減少させ、とくにオ
フ制御回路9の集積化も可能とすることができる。なお
、PNPNスイッチ1の主電流回路の電位が常に正電位
にあるは、または常に負伝位にある場合には、動作する
ゲートはいずれか一方に限られるので、一方のゲート入
力は省略することができる。The switch control input signal Vc and the reverse phase control input signal Vc via the inverter 0 are supplied to the second gate drive circuit 9 and the first gate drive circuit 3, respectively. When the P-gate P2 operates, the on-current ION,P is injected from the first gate drive circuit 3 to the P-gate P2 via the diode DI, and when the P-gate P2 is off, the second gate is driven from the P-gate P2 via the diode D4. Off current lo to circuit 9
FF and P are pulled out. On the other hand, when the N gate NI operates, the second gate drive circuit 9 drives the diode D2.
An off current loFF,N is injected into the N gate NI through the diode D3, and an on current ION,N is extracted from the N gate NI to the first gate drive circuit 3 through the diode D3. The main current monitoring circuit 8 detects whether the PNPN switch 1 is in a conductive state or a cutoff state, and outputs binary detection signals SI and S2 according to the detected state, and gates in a steady state. This is for supplying detection signals SI and S2 to gate drive circuits 3 and 9, respectively, so that the drive current becomes zero. By providing the main current monitoring circuit 8, the on-gate current ION. P or I
ON. N and off-gate current loFF. P or lo
By passing pP,N transiently only during the transition period of the switch, the average power consumption of the control circuits 3 and 9 can be reduced, and in particular, it is possible to integrate the OFF control circuit 9. Note that if the potential of the main current circuit of the PNPN switch 1 is always at a positive potential or always at a negative potential, only one of the gates will operate, so the input of one gate should be omitted. I can do it.
例えば、主電流回路のカソードK側が負荷インピーダン
スRし,を通じて他気へ接続され、アノードA側が負荷
インピーダンスRL2を通じて負電源へ接続されるよう
な回路内でPNPNスイッチ1が使用される場合には、
NゲートNIへダイオードD2を介してオフ電流loF
F.Nを流入される電流通路およびNゲートNIよりダ
イオードD3を介してオン電流ION.Nを引き抜く電
流通路は省略することができる。このような使用形態の
代表例としては、交換機より電話加入者線へ通話電流を
供給する回路へ挿入されるスイッチがあげられる。この
場合、PNPNスイッチのカソードK側は負荷インピー
ダンスRL,を通じて地気へ、一方、アノードA側は負
荷インピーダンスRL2を通じて−48ボルトの局電源
へ接続され、PNPNスイッチ1は常に負電位側で動作
する。第3図は上述した使用形態を意図して具体化した
本発明の一実施列を示し、ここで、RI〜RIIは抵抗
、D5〜D14はダイオード、QI〜Q18はトランジ
スタである。For example, when the PNPN switch 1 is used in a circuit in which the cathode K side of the main current circuit is connected to the atmosphere through a load impedance R, and the anode A side is connected to a negative power supply through a load impedance RL2,
Off current loF to N gate NI via diode D2
F. The on-current ION.N flows through the current path and the N gate NI through the diode D3. The current path for drawing out N can be omitted. A typical example of such usage is a switch inserted into a circuit that supplies communication current from an exchange to a telephone subscriber line. In this case, the cathode K side of the PNPN switch is connected to the earth through the load impedance RL, while the anode A side is connected to the -48 volt local power supply through the load impedance RL2, and the PNPN switch 1 always operates on the negative potential side. . FIG. 3 shows an embodiment of the present invention intended for the usage described above, where RI to RII are resistors, D5 to D14 are diodes, and QI to Q18 are transistors.
スイッチ制御入力信号VcとしてはTTL信号を用いる
。GNDは大地電位である。本例では、オフゲート電流
loFF,PをPゲートP2から引き抜く回路に使用さ
れる負電源として、主電流回路内の最低電位を与える局
電源−48ボルトを使用する。第3図において、第2図
の各ブロックと対応する個所を点線枠で囲んで示す。こ
の回路の動作を説明する。A TTL signal is used as the switch control input signal Vc. GND is the ground potential. In this example, a local power supply of -48 volts, which provides the lowest potential in the main current circuit, is used as the negative power supply for the circuit that extracts the off-gate current loFF,P from the P gate P2. In FIG. 3, portions corresponding to the blocks in FIG. 2 are shown surrounded by dotted lines. The operation of this circuit will be explained.
先ず、主回路電流lwA,Nが流れていない状態から導
適状態へ遷移する場合について述べる。ここで、TTL
論理レベルのスイッチ制御入力信号Vcが低レベル(L
)から高レベル(H)へ変ったとする。その変化により
トランジスタQIのベース電位が上り、このトランジス
タQIがオンとなり、トランジスタQ5のベース電位を
低下させ、トランジスタQ5をオフとなし、以てトラン
ジスタQ7のベース電位を上げてトランジスタQ7をオ
ンとなし、このトランジスタQ7のコレクタにトランジ
スタQ7のェミッタ抵抗R7で決められた電流を流す。
このコレクタ電流はダイオード接続されたトランジスタ
Q6およびトランジスタQ8からなるカレントミラーに
よりトランジスタQ8のコレクタ電流としてダイオード
DIを通じてPNPNスイツチーのPゲートP2へ流れ
込み、PNPNスイッチ1を導通状態へ転じさせる。さ
らに、PNPNスイッチ1に主回路電流IM^,Nが流
れると、主電流監視回路8のトランジスタQ15がオン
となり、そのエミッタ抵抗RIIで決まる電流がカレン
トミラーQ14,Q13を流れ、それにより抵抗RI川
こ電圧降下が生じ、その電圧降下によりトランジスタQ
16がオンとなる。トランジスタQ16のコレクタ電流
は抵抗R12の電圧降下を発生させ、検出信号SIが発
生する。この検出信号SIによってトランジスタQ17
をオンとなし、カレントミラーのダイオード接続トラン
ジスタQ6の電流をトランジスタQ17へバイパスさせ
ることによりカレントミラーのトランジスタQ8のコレ
クタ電流、すなわち、オンゲート電流Ion,Pを切る
。この結果、PゲートP2に流れ込むオンゲート電流I
ON,pは主回路電流IM^…が流れると同時に実動的
に遮断され、パルス状に流れるに過ぎない。一方、導適
状態から遮断状態への遷移の場合は、TTL制御入力信
号Vcが高レベル(H)から低レベル(L)へ変化し、
トランジスタQIがオフ、トランジスタQ2がオンとな
り、カレントミラーQ3,Q4を駆動する。このカレン
トミラーのトランジスタQ4の出力電流は、さらに負電
位側のカレントミラーQ9,QIOを駆動する。オフ制
御回路9の消費電力を抑えるため、その最終段のカレン
トミラーQ9,QIOでミラー比nを1以上とし、最終
段で比較的大きなオフゲート電流loFF,Pを発生さ
せる。トランジスタQIOはダイオードD4を通してP
NPNスイッチ1のPゲートP2よりオフゲート電流l
oFF,Pを引き抜き、スィッチーを遮断状態へ転じさ
せる。それにより、主電流IM^,Nが切れると、主電
流監視回路8のトランジスタQ15もオフとなり、カレ
ントミラーQ14,Q13、さらにトランジスタQ12
もオフとなる。続いて、トランジスタQIIはオンに転
じ、それにより検出信号S2が得られ、この検出信号S
2によって抵抗R14の電圧降下を生じてトランジスタ
Q18をオンミせ、カレントミラーQ3,Q4のダイオ
ード接続トランジスタQ3の電流をバイパスさせる。そ
れにより、カレントミラーQ3,Q4の出力電流を遮断
し、さらにカレントミラーQ9,QIOの電流をも遮断
する。その結果、オフゲート電流loFF,Pは自動的
に零に戻り、パルス状に流れるだけである。TTL制御
入力信号Vcと、オンゲート電流ION,Pと、オフゲ
ート電流loFF,Pと、主回路電流IM^…との時間
的関係を模式的に示せば第4図のようになる。以上に説
明したように、本発明によれば、PNPNスイッチにお
けるゲートのオン,オフ駆動回路に主電流監視回路の出
力を帰還させることにより、ゲート駆動電流がスイッチ
の状態遷移時の過渡期間のみ流れるようにして、低消費
電力で動作し、単一制御入力信号でオン、オフ双方の機
能を果たすことができる。First, a case will be described in which the main circuit currents lwA,N transition from a state in which they are not flowing to a conductive state. Here, TTL
The logic level switch control input signal Vc is at a low level (L
) to a high level (H). Due to this change, the base potential of transistor QI rises, turning on transistor QI, lowering the base potential of transistor Q5, turning off transistor Q5, and raising the base potential of transistor Q7, turning on transistor Q7. , a current determined by the emitter resistor R7 of the transistor Q7 flows through the collector of the transistor Q7.
This collector current flows into the P gate P2 of the PNPN switch through the diode DI as the collector current of the transistor Q8 by a current mirror consisting of diode-connected transistors Q6 and Q8, thereby turning the PNPN switch 1 into a conductive state. Furthermore, when the main circuit currents IM^, N flow through the PNPN switch 1, the transistor Q15 of the main current monitoring circuit 8 is turned on, and the current determined by its emitter resistance RII flows through the current mirrors Q14, Q13, thereby causing the resistance RI This voltage drop occurs, and this voltage drop causes transistor Q
16 is turned on. The collector current of transistor Q16 causes a voltage drop across resistor R12, and detection signal SI is generated. This detection signal SI causes the transistor Q17 to
is turned on and the current of the current mirror diode-connected transistor Q6 is bypassed to the transistor Q17, thereby cutting off the collector current of the current mirror transistor Q8, that is, the on-gate current Ion,P. As a result, the on-gate current I flowing into the P gate P2
ON, p is actually cut off at the same time as the main circuit current IM^... flows, and only flows in a pulsed manner. On the other hand, in the case of transition from the conductive state to the cut-off state, the TTL control input signal Vc changes from high level (H) to low level (L),
Transistor QI is turned off and transistor Q2 is turned on, driving current mirrors Q3 and Q4. The output current of this current mirror transistor Q4 further drives current mirrors Q9 and QIO on the negative potential side. In order to suppress the power consumption of the off control circuit 9, the mirror ratio n is set to 1 or more in the current mirror Q9, QIO at the final stage, and a relatively large off-gate current loFF, P is generated at the final stage. Transistor QIO is connected to P through diode D4.
Off-gate current l from P gate P2 of NPN switch 1
Pull out oFF, P and turn the switch to the cut-off state. As a result, when the main current IM^, N is cut off, the transistor Q15 of the main current monitoring circuit 8 is also turned off, and the current mirrors Q14, Q13 and further transistor Q12 are turned off.
is also turned off. Subsequently, the transistor QII turns on, resulting in a detection signal S2, which
2 causes a voltage drop across the resistor R14, turns on the transistor Q18, and bypasses the current flowing through the diode-connected transistor Q3 of the current mirrors Q3 and Q4. This cuts off the output currents of current mirrors Q3 and Q4, and also cuts off the currents of current mirrors Q9 and QIO. As a result, the off-gate current loFF,P automatically returns to zero and only flows in a pulsed manner. The temporal relationship among the TTL control input signal Vc, the on-gate current ION,P, the off-gate current loFF,P, and the main circuit current IM^... is schematically shown in FIG. 4. As explained above, according to the present invention, by feeding back the output of the main current monitoring circuit to the gate on/off drive circuit in a PNPN switch, the gate drive current flows only during the transition period when the state of the switch changes. In this way, it can operate with low power consumption and perform both on and off functions with a single control input signal.
本発明によれば、従来実現が困難とされていたオフ制御
回路の集積化を達成できるとともに、スイッチをオフさ
せるための外部回路が不要となり、使いやすい集積イぜ
NPNスイッチを実現できる。According to the present invention, it is possible to achieve the integration of an OFF control circuit, which has been difficult to realize in the past, and an easy-to-use integrated NPN switch can be realized, since an external circuit for turning off the switch is not required.
なお、複数個のPNPNスイッチを同一の制御入力によ
り同時にオン,オフさせるためには、オンゲート電流、
オフゲ−ト電流を発生する最終段のカレントミラーの出
力トランジスタ、例えば第3図においては、トランジス
タQ8およびQIOを複数個配置して、それぞれ適宜の
ダイオード(第3図ではダイオードD1,D4)を介し
て複数個のPNPNスイッチのゲート(第3図ではPゲ
ート)を駆動すればよい。さらに加えて、本発明によれ
ば、オン制御電流およびオフ制御電流のいずれも状態遷
移後に自動的に奪復帰する構成がとられているので、従
来ゲート駆動を電流または電圧パルスを用いて行なう場
合に必要であった駆動パルス幅の余裕度に対する配慮が
全く不要となり、周辺回路系の設計が容易となる。Note that in order to turn on and off multiple PNPN switches simultaneously using the same control input, the on-gate current,
The output transistor of the current mirror in the final stage that generates an off-gate current, for example, in FIG. 3, a plurality of transistors Q8 and QIO are arranged, and each transistor is connected through an appropriate diode (diodes D1 and D4 in FIG. 3). The gates (P gates in FIG. 3) of a plurality of PNPN switches may be driven by using the PNPN switch. In addition, according to the present invention, both the on-control current and the off-control current are automatically restored after a state transition, so when conventional gate driving is performed using current or voltage pulses, There is no need to consider the margin of drive pulse width that was required in the previous example, and the design of the peripheral circuit system becomes easier.
なお、以上ではSCS(Silicon Contro
lledSMtch)タイプのPNPNスイッチを例に
とって本発明を説明してきたが、本発明はPNPNスイ
ッチの制御に限られるものではなく、周知のSCR,L
ASCR(Light Activated SCR)
,GTOSCR,TRIAC等各種半導体スイッチの駆
動回路に適用して有効なものであること勿論である。In addition, in the above, SCS (Silicon Control)
Although the present invention has been described using an example of a PNPN switch of the type SCR,L
ASCR (Light Activated SCR)
, GTOSCR, TRIAC, and other semiconductor switch drive circuits.
第1図は従釆の集積イびNPNスイッチの制御回路の構
成の一例を示す回路ブロック図、第2図は本発明による
集積イびNPNスィッチの制御回路の構成の一例を示す
回路ブロック図、第3図は本発明の具体例の構成を示す
詳細回路図、第4図は制御信号、ゲート電流および主回
路電流の時間推移を示す模式図である。
1..・‐.・PNPNスイッチ、2‐.....d常
松。
回路、3・・・・・・オン制御用第1ゲート駆動回路、
4・・・・・・オン状態保持メモリ、5・・・・・・主
電流遮断制御回路、6..・…ィンバータ、7・・・・
・・主電流遮断用外部スイッチ、8・・・・・・主電流
監視回路、9・・・・・・オフ制御用第2ゲート駆動回
路、10・・・・・・ィソバータ、RL,RL,,RL
2・・・・・・負荷インピーダンス、RI〜RI1・・
・・・・抵抗、DI〜D14・・・・・・ダイオード、
QI〜Q18……トランジスタ。第1図
第2図
第3図
第4図FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a control circuit for a slave integrated circuit and an NPN switch, and FIG. 2 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a control circuit for an integrated circuit and an NPN switch according to the present invention. FIG. 3 is a detailed circuit diagram showing the configuration of a specific example of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing time changes of the control signal, gate current, and main circuit current. 1. ..・-.・PNPN switch, 2-. .. .. .. .. d Tsunematsu. Circuit, 3...First gate drive circuit for ON control,
4... ON state holding memory, 5... Main current cutoff control circuit, 6. ..・...Inverter, 7...
... External switch for main current cutoff, 8 ... Main current monitoring circuit, 9 ... Second gate drive circuit for off control, 10 ... Isoverter, RL, RL, ,RL
2...Load impedance, RI~RI1...
...Resistance, DI~D14...Diode,
QI~Q18...transistor. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (1)
1個のゲートと備え、該ゲートのうち、1または複数の
ゲートにゲート制御信号を印加することにより、前記ア
ノードとカソードとの間のインピーダンスが低インピー
ダンスまた高インピーダンスに切り換ると共に、前記ゲ
ート制御信号が印加されない状態にあつても、前記アノ
ードとカソードとの間のインピーダンスを、低インピー
ダンスまたは高インピーダンスの状態に保持し続けるよ
うにした2安定の半導体スイツチを制御する半導体スイ
ツチ制御回路において、 前記半導体スイツチが高イン
ピーダンスから低インピーダンスに遷移したときには第
1検出信号を送出し、また、前記半導体スイツチが低イ
ンピーダンスから高インピーダンスに遷移したときには
第2検出信号を送出する状態検出回路と、 第1レベル
のスイツチ制御信号に応答して前記半導体スイツチを低
インピーダンス状態に設定するよう第1ゲート制御信号
を供給し、その後に送出される前記第1検出信号に応答
して該第1ゲート制御信号の供給を停止する第1ゲート
駆動回路と、 第2レベルの前記スイツチ制御信号に応
答して前記半導体スイツチを高インピーダンス状態に設
定するよう第2ゲート制御信号を供給し、その後に送出
される前記第2検出信号に応答して該第2ゲート制御信
号の供給を停止する第2ゲート駆動回路と、を具備した
ことを特徴とする半導体スイツチ制御回路。1. A pair of anode and cathode and at least one gate are provided, and by applying a gate control signal to one or more of the gates, the impedance between the anode and the cathode is low impedance. Further, the bistable structure is configured to switch to high impedance and maintain the impedance between the anode and cathode in a low impedance or high impedance state even when the gate control signal is not applied. In a semiconductor switch control circuit that controls a semiconductor switch, a first detection signal is sent when the semiconductor switch transitions from high impedance to low impedance, and a second detection signal is sent when the semiconductor switch transitions from low impedance to high impedance. a state detection circuit for providing a first gate control signal to set the semiconductor switch in a low impedance state in response to a first level switch control signal; a first gate drive circuit for stopping supply of the first gate control signal in response to the first gate control signal; and a second gate control signal for setting the semiconductor switch in a high impedance state in response to the switch control signal at a second level. 1. A semiconductor switch control circuit comprising: a second gate drive circuit configured to supply a second gate control signal and stop supplying the second gate control signal in response to the second detection signal sent out thereafter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2412580A JPS6040220B2 (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | semiconductor switch control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2412580A JPS6040220B2 (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | semiconductor switch control circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56122235A JPS56122235A (en) | 1981-09-25 |
| JPS6040220B2 true JPS6040220B2 (en) | 1985-09-10 |
Family
ID=12129582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2412580A Expired JPS6040220B2 (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | semiconductor switch control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040220B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738028A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-02 | Hitachi Ltd | Gate circuit for gate turnoff thyristor |
-
1980
- 1980-02-29 JP JP2412580A patent/JPS6040220B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56122235A (en) | 1981-09-25 |
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