JPS604668B2 - Semiconductor switch with thyristor - Google Patents
Semiconductor switch with thyristorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for DC voltages or currents
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Description
【発明の詳細な説明】
サィリスタは、負荷電流を比較的小さな制御電流を用い
てターンオンする半導体スイッチである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A thyristor is a semiconductor switch that turns on a load current using a relatively small control current.
普通のサィリスタにおいてターンオフは、負荷電流を極
小値、所謂保持電流より低くすることによって行なわれ
る。しかしターンオフがターンオンと全く同じように制
御電流により行なわれる所謂ゲートターンオフ形サィリ
スタも公知であり、その際ターンオフのために制御電流
はサィリスタのターンオンの際とは反対の電流方向を有
する。ターンオフ特性はゲ−トターンオフ利得により特
徴付けられそのゲートターンオフ利得は必要な負の制御
電流に対するアノード電流の比として定義されている。
現在公知の実施形態においてターンオフのためには比較
的大きな制御電流が必要であり、その電流は典型的な場
合導適状態において供給される負荷電流の１０〜３０％
に達する。その上、ゲートターンオフサィリスタの日頃
方向損失は通常のサィリスタよりも可成り高い。例えば
ゲートターンオフ利得が非常に大きい際著しい順電圧降
下が生ずる。更にその種のサィリスタの際保持電流も非
常に大きくなる。本発明の基礎となる課題は、制御電流
によりターンオンーターンオフ可能な半導体スイッチを
提供することで、その半導体スイッチが良好なスイッチ
特性の際も保持電流が小さいようにすることである。Turn-off in conventional thyristors is achieved by lowering the load current below a minimum value, the so-called holding current. However, so-called gate-turn-off thyristors are also known in which the turn-off is effected in exactly the same way as the turn-on by means of a control current, whereby for the turn-off the control current has a current direction opposite to that during the turn-on of the thyristor. The turn-off characteristics are characterized by the gate turn-off gain, which is defined as the ratio of the anode current to the required negative control current.
In currently known embodiments, relatively large control currents are required for turn-off, typically 10-30% of the load current supplied in the conductive state.
reach. Moreover, the daily directional losses of gate turn-off thyristors are significantly higher than that of conventional thyristors. For example, when the gate turn-off gain is very large, a significant forward voltage drop occurs. Furthermore, the holding current in such thyristors is also very large. The basic problem of the present invention is to provide a semiconductor switch that can be turned on and off by means of a control current, so that the holding current is small even when the semiconductor switch has good switching characteristics.
特に同時に順方向特性も改善することである。この課題
は本発明により次のようにして解決される。In particular, it is important to simultaneously improve forward characteristics. This problem is solved by the present invention as follows.
即ち主サィリスタおよび補助サィリスタを設け、２つの
サィリスタが制御電流によりターンオンーターンオフ可
能であり、２つのサィリスタのアノードを相互に接続さ
せて第１の負荷電流端子に接続し、主サィリスタのカソ
ードを第２の負荷電流端子に接続し、主サィリスタのゲ
ート電極を補助サィリスタのカソードと接続して、制御
電流を補助サィリスタのゲート電極を介して供給し、主
サィリスタのゲートターンオフ利得が補助サィリスタの
ゲートターンオフ利得より大きく、補助サィリスタの保
持電流が主サイリスタの保持電流より小さくすることで
ある。本発明による半導体スイッチの際大きなゲートタ
ーンオフ利得が、同時に保持電流が低い際に得られ、そ
れにより僅かな負荷電流の場合でもサィリスタは良好に
安定する。That is, a main thyristor and an auxiliary thyristor are provided, the two thyristors can be turned on and off by a control current, the anodes of the two thyristors are connected to each other and connected to the first load current terminal, and the cathode of the main thyristor is connected to the first load current terminal. 2, the gate electrode of the main thyristor is connected to the cathode of the auxiliary thyristor, and the control current is supplied through the gate electrode of the auxiliary thyristor, so that the gate turn-off gain of the main thyristor is equal to the gate turn-off of the auxiliary thyristor. The purpose is to make the holding current of the auxiliary thyristor smaller than the holding current of the main thyristor. In the semiconductor switch according to the invention, a large gate turn-off gain is achieved at the same time when the holding current is low, so that the thyristor is well stabilized even at low load currents.
本発明による半導体スイッチの際制御電流が補助サィリ
スタのゲート電極に供給され、一方で補助サィリスタの
負荷電流が制御電流として主サィリスタのゲート電極へ
供給される。In the semiconductor switch according to the invention, a control current is supplied to the gate electrode of the auxiliary thyristor, while the load current of the auxiliary thyristor is supplied as control current to the gate electrode of the main thyristor.
ターンオフのために補助サィリス外こ負の制御電流が供
給され、その制御電流は遅くも補助サィリスタが遮断さ
れた後に、そのゲートーカソード間を介して主サィリス
夕に波及し、主サイリスタがターンオフする。本発明の
実施例において、半導体スイッチは、次のように作動さ
れる。A negative control current is supplied to the outside of the auxiliary thyristor for turn-off, and the control current spreads to the main thyristor via its gate and cathode at the latest after the auxiliary thyristor is cut off, causing the main thyristor to turn off. . In an embodiment of the invention, the semiconductor switch is operated as follows.
即ち補助サィリスタは主サィリス外こ導適状態において
主サィリスタの順電圧降下を低減させるために一定の制
御電流を供給するのである。この場合主サイリスタはそ
の順電圧降下が制御電流の供給により低下させられるよ
うに設計されている。本発明の有利な構成は、次のよう
にすることである。That is, the auxiliary thyristor supplies a constant control current in order to reduce the forward voltage drop of the main thyristor when the main thyristor is in the non-conducting state. In this case, the main thyristor is designed in such a way that its forward voltage drop is reduced by supplying a control current. An advantageous embodiment of the invention is that:
即ち補助サイリスタのゲートターンオフ利得を５より大
きくとり、補助サィリスタの保持電流を少くとも主サィ
リスタの保持電流の１／２より小さくすることである。
本発明による半導体スイッチの前述のデータは商業的に
製作可能である。That is, the gate turn-off gain of the auxiliary thyristor is set to be greater than 5, and the holding current of the auxiliary thyristor is made smaller than at least 1/2 of the holding current of the main thyristor.
The foregoing data of a semiconductor switch according to the invention can be manufactured commercially.
次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in detail using the drawings.
半導体スイッチ１は主サィリスタ２および補助サィリス
タ３から成る。２つのサイリスタのアノード端子４およ
び５は相互に接続され、第１の負荷電流端子６と接続さ
れている。The semiconductor switch 1 consists of a main thyristor 2 and an auxiliary thyristor 3. The anode terminals 4 and 5 of the two thyristors are connected to each other and to a first load current terminal 6.
第２の負荷電流端子７は同時に主サィリスタ２のカソー
ド端子である。補助サィリスタ３のカソード端子８は主
サィリスタのゲート電極９と接続されている。半導体ス
イッチ自体に制御電流が補助サィリスタ３のゲート電極
１０を介して供給される。補助サィリスタ３が点弧され
ていると、そのカソード電流が制御電流として主サィリ
スタ２に供給され、従って主サィリスタ２は同様に導適
状態へ移行する。The second load current terminal 7 is at the same time the cathode terminal of the main thyristor 2. The cathode terminal 8 of the auxiliary thyristor 3 is connected to the gate electrode 9 of the main thyristor. A control current is supplied to the semiconductor switch itself via the gate electrode 10 of the auxiliary thyristor 3. When the auxiliary thyristor 3 is activated, its cathode current is supplied as control current to the main thyristor 2, so that the main thyristor 2 likewise enters the conducting state.
通常は比較的高い主サィリスタの順電圧降下は次のよう
にして著しく低減できる。即ち補助サィリスタを点弧し
たままにし、全導通相の間主サイリスタに制御電流を供
給するのである。付加的に回路素子を挿入接続すること
により本発明による半導体スイッチのスイッチ特性は一
層改善することができる。The normally relatively high forward voltage drop of the main thyristor can be significantly reduced as follows. That is, the auxiliary thyristor remains fired and the control current is supplied to the main thyristor during the entire conduction phase. By additionally connecting circuit elements, the switching properties of the semiconductor switch according to the invention can be further improved.
補助サィリスタのカソ−ド端子と主サィリスタのゲート
端子との間に接続された抵抗１１により負荷電流を比較
的好都合に分配調整することができる。抵抗１１に並列
に接続されたダイオード１２は、ターンオフ電流が主サ
ィリスタの制御電流に弱められずに供給されるような極
性に薮続されている。そして抵抗１３が補助サィリスタ
のカソードとそのゲート端子との間に設けられている。
この抵抗はターンオフ電流の流れを改善し、全体の回路
を不所望な障害点弧に対して応動しないように安定にし
ている。場合によっては抵抗１３はターンオフの際の補
助サィリスタのための過負荷に対する保護装置ともなる
。A resistor 11 connected between the cathode terminal of the auxiliary thyristor and the gate terminal of the main thyristor allows the load current to be distributed and adjusted relatively conveniently. The diode 12 connected in parallel with the resistor 11 is connected with such polarity that the turn-off current is supplied undiminished by the control current of the main thyristor. A resistor 13 is then provided between the cathode of the auxiliary thyristor and its gate terminal.
This resistor improves the turn-off current flow and makes the entire circuit stable against unwanted fault firings. Optionally, resistor 13 also serves as an overload protection device for the auxiliary thyristor during turn-off.
第１図に本発明の半導体スイッチの原理回路図および第
２図は第１図の半導体スイッチの変形した実施例を示す
。
１・・・・・・半導体スイッチ、２・・・・・・主サィ
リスタ、３…・・・補助サィリスタ。
Ｆ／Ｇ．／
Ｆ′Ｇ．２FIG. 1 shows a principle circuit diagram of a semiconductor switch of the present invention, and FIG. 2 shows a modified embodiment of the semiconductor switch of FIG. 1...Semiconductor switch, 2...Main thyristor, 3...Auxiliary thyristor. F/G. / F'G. 2
Claims (1)
ており、２つのサイリスタが制御電流によりターンオン
およびターンオフされ、２つのサイリスタ２，３のアノ
ード４，５が相互に接続され第１の負荷電流端子６に接
続されており、主サイリスタのカソードが第２の負荷電
流端子７に接続されており、主サイリスタのゲート電極
９が補助サイリスタ３のカソード８と接続されており、
制御電流が補助サイリスタ３のゲート電極を介して供給
され、主サイリスタのゲートターンオフ利得が補助サイ
リスタのゲートターンオフ利得よりも大きく、補助サイ
リスタの保持電流が主サイリスタの保持電流よりも小さ
いことを特徴とするサイリスタを有する半導体スイツチ
。 ２ 主サイリスタのゲートターンオフ利得が５より大き
い特許請求の範囲第１項記載の半導体スイツチ。 ３ 補助サイリスタの保持電流が、少なくとも主サイリ
スタの保持電流の１／２より小さい特許請求の範囲第１
項または第２項記載の半導体スイツチ。 ４ 主サイリスタ２のゲート電極９と補助サイリスタ３
のカソード８との間に抵抗１１が接続されている特許請
求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の
半導体スイツチ。 ５ 抵抗１１がダイオード１２により橋絡されており、
そのダイオードのアノードが主サイリスタのゲート電極
に接続されている特許請求の範囲第４項記載の半導体ス
イツチ。 ６ 補助サイリスタ３のカソード８とゲート電極１０と
の間に抵抗１３が接続されている特許請求の範囲第１項
から第５項までのいずれか１項に記載の半導体スイツチ
。[Claims] 1. A main thyristor 2 and an auxiliary thyristor 3 are provided, the two thyristors are turned on and turned off by a control current, and the anodes 4, 5 of the two thyristors 2, 3 are connected to each other and the first is connected to the load current terminal 6 of the main thyristor, the cathode of the main thyristor is connected to the second load current terminal 7, the gate electrode 9 of the main thyristor is connected to the cathode 8 of the auxiliary thyristor 3,
The control current is supplied through the gate electrode of the auxiliary thyristor 3, the gate turn-off gain of the main thyristor is larger than the gate turn-off gain of the auxiliary thyristor, and the holding current of the auxiliary thyristor is smaller than the holding current of the main thyristor. A semiconductor switch with a thyristor. 2. The semiconductor switch according to claim 1, wherein the gate turn-off gain of the main thyristor is greater than 5. 3. Claim 1 in which the holding current of the auxiliary thyristor is smaller than at least 1/2 of the holding current of the main thyristor.
The semiconductor switch according to item 1 or 2. 4 Gate electrode 9 of main thyristor 2 and auxiliary thyristor 3
A semiconductor switch according to any one of claims 1 to 3, wherein a resistor 11 is connected between the cathode 8 and the cathode 8 of the semiconductor switch. 5 The resistor 11 is bridged by the diode 12,
5. A semiconductor switch according to claim 4, wherein the anode of the diode is connected to the gate electrode of the main thyristor. 6. The semiconductor switch according to any one of claims 1 to 5, wherein a resistor 13 is connected between the cathode 8 of the auxiliary thyristor 3 and the gate electrode 10.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752534704 DE2534704C3 (en) | 1975-08-04 | 1975-08-04 | Semiconductor switches with thyristors |
| DE25347040 | 1975-08-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5219954A JPS5219954A (en) | 1977-02-15 |
| JPS604668B2 true JPS604668B2 (en) | 1985-02-05 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51092262A Expired JPS604668B2 (en) | 1975-08-04 | 1976-08-02 | Semiconductor switch with thyristor |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS604668B2 (en) |
| DE (1) | DE2534704C3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626672U (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-12 | 株式会社イナックス | Washbasin fixtures |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312290U (en) * | 1989-06-20 | 1991-02-07 |
-
1975
- 1975-08-04 DE DE19752534704 patent/DE2534704C3/en not_active Expired
-
1976
- 1976-08-02 JP JP51092262A patent/JPS604668B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626672U (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-12 | 株式会社イナックス | Washbasin fixtures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5219954A (en) | 1977-02-15 |
| DE2534704B2 (en) | 1977-09-29 |
| DE2534704C3 (en) | 1978-06-01 |
| DE2534704A1 (en) | 1977-02-10 |
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