BE831224A - Commutateur semi-conducteur - Google Patents

Commutateur semi-conducteur

Info

Publication number
BE831224A
BE831224A BE158174A BE158174A BE831224A BE 831224 A BE831224 A BE 831224A BE 158174 A BE158174 A BE 158174A BE 158174 A BE158174 A BE 158174A BE 831224 A BE831224 A BE 831224A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
pnpn
transistor
emi
switch
type
Prior art date
Application number
BE158174A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of BE831224A publication Critical patent/BE831224A/fr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic 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
    • H03K17/72Electronic 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

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Thyristor Switches And Gates (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description


  "Commutateur semi-conducteur" 

  
La présente invention est relative à un commutateur semiconducteur comportant trois jonctions PN avec une construction

  
PNPN équivalente à quatre couche et utilisé en tant qu'élément de commutation, tel qu'un dispositif de commande.

  
Des commutateurs semi-conducteurs de construction PNPN  <EMI ID=1.1> 

  
avec une anode et une cathode seulement sorties, un thyristor à trois bornes avec une borne de commande de porte de cathode sortie en plus de l'anode et de la cathode, ainsi qu'un thyristor à quatre bornes avec une borne de commande de porte d'anode sortie accessoirement. Ils sont utilisés avec divers dispositifs de commande en tant que commutateurs possédant une fonction d'auto-maintien.

  
Ces commutateurs PNPN offrent toutefois l'inconvénient qu'à l'état bloqué ou coupé, ils sont fermés de manière indésirable lors de l'application d'une tension de sens conducteur rapide entre leur anode et leur cathode. Ceci est connu sous le nom d'effet dv/dt ou effet de vitesse et plusieurs procédés ont été suggérés pour éviter ce phénomène.

  
Certains procédés courants consistent à connecter une ré/ de

  
 <EMI ID=2.1> 

  
PNPN ou à connecter une résistance à la porte d'anode GA du commutateur PNPN, de telle sorte que le commutateur soit polarisé en sens inverse entre l'anode A et la porte d'anode G , avec une extrémité de la résistance maintenue à un potentiel élevé. Dans le premier procédé, il est nécessaire de réduire fortement la valeur de la résistance pour permettre d'éviter une conduction erronée du commutateur PNPN à cause d'une tension transitoire (dv/dt;

  
dénommée ci-après capacité de supporter dv/dt), à cause du fait que la chute de tension dans la résistance ne doit pas dépasser la tension interne entre la porte de cathode GK et la cathode K, même lorsque le courant de déplacement circule dans la résistance

  
/ de

  
 <EMI ID=3.1> 

  
porte d'anode. En admettant une capacité de jonction de 2pF, par exemple, la valeur de la résistance doit être inférieure à 600 ohms si la capacité de supporter dv/dt de 500 volts/&#65533;s doit être atteinte. Par conséquent, le courant d'excitation de porte et le courant de maintien sont augmentés de l'intensité du courant circulant dans la résistance, ce qui conduit à l'inconvénient'que dans le cas envisagé, par exemple, un courant d'excitation superflu d'approximativement 1 milli-ampère est requis. Le second procédé, d'un autre côté, exige qu'une extrémité de la résistance soit maintenue à un potentiel supérieur à celui de l'anode et offre l'inconvénient que le dispositif peut être protégé lorsque l'anode passe à un potentiel supérieur, tandis qu'il ne l'est pas lorsque la cathode passe à un potentiel inférieur.

  
Un commutateur semi-conducteur classique très analogue à celui de la présente invention a été illustré aux figures 1 et 2 et tel qu'il a été décrit dans un brevet aux Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.609.413. Les composants aux figures 1 et 2 sont d'ailleurs désignés par les mômes références qu'aux figures 1 et 3 des dessins du brevet précité.

  
En utilisant la capacité de jonction entre un émetteur 19

  
 <EMI ID=4.1> 

  
densateur 34 dans le cas de la figure 2, une tension transitoire

  
 <EMI ID=5.1> 

  
est excité afin d'éviter l'effet dv/dt du commutateur PNPN 10
(indiqué en tant que SCR 10 dans le brevet précité). Dans le circuit de la figure 1 comportant un émetteur 19, une base et un autre émetteur 18 du transistor T3 connecté entre l'anode et la cathode, la tension de rupture du couplage base-émetteur est au plus de 5 à 10 volts, ce qui rend ce circuit inutilisable uniquement à environ 5 volts ou moins, avec pour résultat la perte de

  
 <EMI ID=6.1> 

  
re est élevée à la fois dans le sens positif et le sens négatif. Par opposition, le circuit illustré à la figure 2 offre l'inconvé- <EMI ID=7.1> 

  
nient de la difficulté rencontrée pour sa production sous forme de circuit intégré, étant donné qu'un condensateur 34 est incorporé.

  
En outre, dans une application des circuits des figures 1 et 2

  
où des impulsions parvenant à l'anode avec une vitesse élevée correspondant par exemple à une période de 1 milliseconde sont utilisées alternativement pour déclencher et bloquer le dispositif, des' charges inutiles subsistent à la base du transistor T

  
 <EMI ID=8.1> 

  
fortement réduite.

  
Par conséquent, un but de l'invention est d'offrir un commutateur semi-conducteur de construction PNPN possédant une capacité de supporter dv/dt importante quel que soit le potentiel de l'anode ou de la cathode.

  
Un autre but de l'invention est d'offrir un commutateur semi-conducteur de construction PNPN possédant une capacité élevée de supporter dv/dt, d'une part, et des tensions de rupture positive et négative élevées, d'autre part.

  
Encore un autre but est d'offrir un commutateur semi-conducteur de construction PNPN capable d'être fermé avec un faible . coûtant de commande.

  
Un autre but encore est d'offrir un commutateur semi-conducteur de construction PNPN qui est aisément incorporé dans des circuits intégrés à semi-conducteurs.

  
Toujours un autre but de l'invention est d'offrir un commutateur semi-conducteur avec une forte capacité de supporter dv/dt, dans lequel un commutateur PNPN est capable d'être fermé avec une faible tension de commande et un courant de commande réduit vis-àvis des variations du niveau de potentiel de cathode.

  
Suivant l'invention, on prévoit un commutateur semi-conducteur comportant un commutateur PNPN avec une construction équiva-

  
 <EMI ID=9.1>   <EMI ID=10.1> 

  
N et une base type P, ainsi qu'un réseau de circuit actif comportant au moins un transistor, ce réseau de circuit actif constituant un réseau de circuit de contre-réaction formé avec une partie d'une boucle de réaction dans le commutateur PNPN, le transistor du réseau de circuit actif étant connecté de manière à diviser au moins l'un des courants de base du commutateur PNPN.

  
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:

  
Les figures 1 et 2 sont des schémas de circuit illustrant des dispositifs classiques très analogues à ceux de la présente invention.

  
La figure 3 est un schéma illustrant un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur suivant une première forme de réalisation de l'invention. La figure 4 est un schéma de circuit semblable à la figure <EMI ID=11.1> 

  
réponse à une tension en gradins appliquée à son anode.

  
La figure 5 est un schéma illustrant un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur suivant une seconde forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les deux transistors ont une construction à collecteur multiple. La figure 6 est une vue en coupe partielle du circuit de la figure 5, avec une partie du circuit intégrée.

  
Les figures 7, 8 et 9 sont des schémas illustrant les circuits équivalents du commutateur semi-conducteur dans des troisième, quatrième et cinquième formes de réalisation de l'invention.

  
La figure 10 est un schéma illustrant un circuit équivalent d'une sixième forme de réalisation de l'invention, utilisée en  <EMI ID=12.1>  .. tant que commutateur de\conversation bidirectionnel avec plusieurs commutateurs semi-conducteurs suivant l'invention connectés en parallèle suivant des directions opposées. La figure 11 est une vue en coupe partielle du circuit de la figure 10, dont une partie est intégrée. La figure 12 représente des formes d'onde de courant et de tension en courant alternatif dans le cas où une charge capacitive est introduite.

  
A la figure 3, illustrant un schéma d'un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur dans une première forme de

  
 <EMI ID=13.1> 

  
actif et sont connectés en parallèle avec le commutateur PNPN.

  
La référence E désigne une source d'alimentation et la référence R une résistance série de la ligne dans laquelle le commutateur est introduit.

  
Ce commutateur PNPN possède une boucle de réaction depuis

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
tif et lorsque le gain de la boucle de réaction atteint un ou plus, le dispositif est rapidement commuté, de telle sorte que les

  
 <EMI ID=16.1> 

  
Par conséquent, le circuit entre l'anode A et la cathode K devient conducteur et cet état conducteur est maintenu.

  
Comme illustré au dessin, le commutateur semi-conducteur suivant l'invention possède également une boucle de contre-réac-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
des boucles de réaction et de contre-réaction doit effectuer

  
une opération de commutation avec l'action de réaction atteignant

  
 <EMI ID=20.1> 

  
de la figure 3 doit être négatif. On admettra que les gains en

  
 <EMI ID=21.1> 

  
pectivement, tandis que la condition pour un déterminant de circuit négatif pour le circuit de la figure 3 est approximativement exprimée par:

  

 <EMI ID=22.1> 


  
On se rendra compte que le côté de gauche de cette inégalité (1) représente un gain de réaction effectif. Lorsque les caractéristiques des transistors sont déterminées de manière à satisfaire cette condition, l'opération de commutation de l'ensemble du circuit de la figure 3 est rendue possible. Le circuit de réaction négatif compense les variations dans le gain de courant résultant de variations possibles de la température ou de la qualité de lots de production, en apportant ainsi un gain de réaction effectif stable. 

  
En ce qui concerne la protection contre l'effet dv/dt qui constitue l'un des buts de l'invention, l'état du circuit auquel est appliquée une tension transitoire sera décrit en se référant à la figure 4. Etant donné que la base &#65533;t l'émetteur des

  
 <EMI ID=23.1> 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
 <EMI ID=25.1>   <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
corporée ou interne de ces transistors (en général environ

  
0,6 volt). Par conséquent, aux fins de l'explication, les tran-

  
 <EMI ID=28.1> 

  
capacité de jonction entre la base et le collecteur du transis-

  
 <EMI ID=29.1> 

  
le potentiel de la borne 3 soit toujours supérieur à l'état transitoire à celui de la borne 4:

  

 <EMI ID=30.1> 


  
En d'autres mots, la condition que le potentiel à la borne 3 soit toujours supérieur à celui à la borne 4 à la figure 4 équivaut au fait pour la figure 3 qu'avant que le potentiel à la borne 4 n'atteigne la tension incorporée ou interne du transistor

  
 <EMI ID=31.1> 

  
terminant les constantes de circuit de manière à satisfaire l'inégalité-(2), le courant transitoire circulant à partir du collec-

  
 <EMI ID=32.1> 

  
dans le transistor Q3 à l'état saturé. Par conséquent, le tran-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
ble du circuit de la figure 3 est maintenu à l'état non conducteur, ce qui permet d'obtenir une stabilité élevée à l'encontre d'un état transitoire. Cet avantage est obtenu sans aucune alimentation ou autre circuit de commande externe ou même lorsque le potentiel d'anode passe à un niveau élevé ou que le potentiel de cathode est réduit. 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
Comme on s'en,rendra compte d'après la description qui précède, le circuit de la figure 3 satisfaisant les deux inégalités

  
(1) et (2) simultanément offre les avantages suivants:
a) Une capacité très élevée de supporter dv/dt est obtenue quel que soit le potentiel à l'anode ou à la cathode; b) à cause du fait que la valeur absolue du rapport entre <EMI ID=35.1> 

  
(2) peut être choisie suivant les désirs, la valeur de la résistance R2 peut être rendue très élevée par comparaison avec celle des dispositifs classiques, avec pour résultat que le circuit peut être déclenché avec une sensibilité très élevée en appli-

  
 <EMI ID=36.1>  <EMI ID=37.1> 

  
Rl et R2 est constant offre, une grande facilité pour l'intégra-

  
 <EMI ID=38.1> 

  
variation possible de la résistance due à des variations de la qualité de lots de production; d) à cause du fait que le circuit comprend des composants facilitant l'intégration des circuits et que les transistors Q3 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
vantage que le commutateur PNPN possède une tension de rupture élevée à la fois dans le sens positif et dans le sens négatif est conservé; <EMI ID=41.1>  pratiquement semblable à celle des transistors Q3 et Q4 permet au circuit de fonctionner toujours de façon stable même en face d'impulsions à grande vitesse qui lui sont appliquées.

  
Une description qualitative supplémentaire du commutateur semi-conducteur suivant la première forme de réalisation illustré à la figure 3 sera à présent donnée. Dans la forme de réa- <EMI ID=42.1> 

  
à corriger le gain de réaction effectif et, pendant le temps

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
résistance R2 détermine, d'une part, une sensibilité de porte mais, d'autre part, contribue à la capacité de supporter dv/dt en face-d'une lente croissance d'une tension ou une faible valeur dv/dt, de telle sorte qu'il est possible d'utiliser une va-

  
 <EMI ID=45.1> 

  
coté, contribue à donner au circuit une constante de temps né-

  
 <EMI ID=46.1> 

  
pratiquement de manière infinie en valeur ou éliminée tandis qu'il suffit que l'inégalité (2) soit satisfaite. Les résultats d'essais effectués indiquent que le commutateur PNPN et un circuit actif incident ayant des caractéristiques de transistor

  
 <EMI ID=47.1> 
20.000 ohms, avec pour résultat.une sensibilité de porte d'environ 30 uA. Ceci est à comparer avec une faible capacité de supporter dv/dt d'approximativement 15v/us dans le cas où la même sensibilité de porte est obtenue en introduisant une résistance en- <EMI ID=48.1> 

  
comme dans la technique antérieure. Ainsi, la capacité de supporter dv/dt a été améliorée d'environ 30 fois grâce au procédé suivant l'invention. Incidemment, lors de la détermination de la

  
 <EMI ID=49.1> 

  
l'élimination d'une conduction erronée du commutateur PNPN par un courant de fuite à des températures élevées est un autre fac-teur à prendre en considération.

  
Le schéma de la figure 5 représente un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur suivant une seconde forme de réa-

  
 <EMI ID=50.1> 

  
du circuit de la figure 3 sont remplacés par des transistors du type à collecteur multiple et qui conviennent très bien pour une intégration de circuit.

  
En se référant à la figure 6, qui est une vue en coupe partielle de la construction de circuits intégrés comprenant les

  
 <EMI ID=51.1> 

  
la référence 4 désigne une région de porte d'anode, la référence 5 une région de porte de cathode, la référence 6 une région de cathode, la référence 7 une région d'anode, la référence 8 une région de contact de porte d'anode et la référence 9 la région 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
tué par les régions 4, 5 et 6, le transistor PNP latéral Q2 par les régions 7, 4 et 5 et le transistor PNP latéral Q4 par les régions 7, 4 et 9. Si une tension de rupture élevée doit être obtenue tout en utilisant des transistors latéraux comme dans le

  
 <EMI ID=53.1> 

  
et par conséquent le gain en courant du transistor Q4 a une très faible valeur, comme il résulte de l'inégalité (1). Dans ces con-

  
 <EMI ID=54.1> 

  
capacitif quelconque autre qu'une capacité de jonction des transistors pour autant que sa valeur satisfasse l'inégalité (2).

  
A cause du fait que l'inégalité (2) est satisfaite même lors-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
tionnement effectif que celui du circuit de la figure 6 peut être réalisé en introduisant un condensateur Cl capable de satisfaire

  
 <EMI ID=56.1>   <EMI ID=57.1> 

  
on obtient les mêmes avantages en introduisant un élément capa-

  
 <EMI ID=58.1> 

  
dans le circuit illustré à la figure 5.

  
Un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur dans une troisième forme de réalisation de l'invention est illustré

  
à la figure 7, dans laquelle une diode D est introduite entre la

  
 <EMI ID=59.1> 

  
De môme, le circuit équivalent du commutateur semi-conducteur dans une quatrième forme de réalisation de l'invention illustrée à la figure '8 se caractérise par un condensateur C

  
 <EMI ID=60.1> 

  
 <EMI ID=61.1> 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
circuit contre une tension transitoire appliquée à la borne de porte GK.

  
Le schéma de la figure 9 illustre un circuit équivalent du commutateur semi-conducteur suivant une cinquième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le transistor de court-

  
 <EMI ID=63.1> 

  
lisation de l'invention illustrée à la figure 3, est connecté du

  
 <EMI ID=64.1> 

  
manière que le circuit de la figure 3.

  
La figure 10 représente une sixième forme de réalisation de l'invention, utilisée en tant que commutateur de circuit de conversation avec des caractéristiques bidirectionnelles, en connectant plusieurs commutateurs semi-conducteurs suivant l'invention et elle illustre un circuit équivalent simulant le cas dans lequel un signal d'appel téléphonique est transmis.

  
 <EMI ID=65.1> 

  
sistors PNP et NPN, respectivement, qui constituent le commutateur

  
 <EMI ID=66.1>   <EMI ID=67.1> 

  
transistor PNP comprenant une anode de type P et une cathode de type N, obtenu en formant une autre région de type P dans la

  
 <EMI ID=68.1> 

  
signe un transistor à effet de champ à porte isolée pour une commande de tension, la référence R2 une résistance destinée à protéger lé dispositif contre un effet dv/dt de faible valeur et la

  
 <EMI ID=69.1> 

  
d'être rendu conducteur dans les conditions de fonctionnement normales ou à cause d'un effet dv/dt de faible valeur tout en ser-

  
 <EMI ID=70.1> 

  
mulées. La référence 21 désigne un circuit d'excitation de porte de cathode, la référence 22 une source de signal, la référence
23 une charge capacitive et la référence 24 un circuit d'excitation de porte isolée pour le transistor à effet de champ à porte

  
 <EMI ID=71.1> 

  
PNPN d'un seul étage, le principe de fonctionnement étant identique quel que soit le nombre d'étages dans lesquels les commutateurs PNPN sont connectés.

  
On se référera à présent à la figure 11 qui est une vue en coupe partielle d'un exemple de construction du dispositif de la <EMI ID=72.1>  corporés dans des circuits intégrés. Dans cette figure, la référence 4 désigne une région de porte d'anode, la référence 5 une région de porte de cathode, la référence 6 une région de cathode, la référence 7 une région d'anode et la référence 8 une région de

  
 <EMI ID=73.1> 

  
mis à la masse du transistor Q4 et qui est utilisée pour sortir une électrode de porte d'anode. La référence 9 désigne la région

  
 <EMI ID=74.1> 

  
d'oxyde, la référence 2 une électrode en aluminium, la référence

  
 <EMI ID=75.1>  

  
 <EMI ID=76.1> 

  
de cathode, la référence K une cathode, la référence GI l'élec-

  
 <EMI ID=77.1> 

  
 <EMI ID=78.1> 

  
 <EMI ID=79.1> 

  
 <EMI ID=80.1> 

  
rant alternatif dans le commutateur PNPN tel qu'illustré à la figure 10. Dans ces conditions, la forme d'onde du courant i(t) mène en phase la forme d'onde de tension v(t) avec une différence de phase maximum d'environ 90[deg.], comme indiqué dans le schéma de la figure 13. Lorsque le courant i(t) est réduit jusqu'à un point inférieur au niveau d'auto-maintien où le courant de porte doit être fourni pour maintenir le courant, la tension de cathode se trouve à un maximum positif ou négatif ou au voisinage de celui-ci. Si le niveau de tension de cathode est négatif, le courant de porte peut être fourni même si la tension d'excitation du circuit d'excitation de porte de cathode 21 est faible. Dans ce cas, les transistors à effet de champ [deg.]5 ne peuvent pas être rendus conducteurs avec une tension d'excitation de faible valeur.

   Au contraire, avec un niveau positif de la cathode, la fourniture d'un courant à partir du circuit d'excitation de porte de cathode 21 exige une tension élevée. Etant donné que cha-

  
 <EMI ID=81.1> 

  
à un potentiel positif élevé, toutefois, les transistors à effet

  
 <EMI ID=82.1> 

  
courant peut être fourni à partir de la borne d'anode à la porte de cathode, en appliquant une faible tension d'excitation négative à partir du circuit d'excitation de porte isolée 24 à la

  
 <EMI ID=83.1> 

  
que la charge 23 est inductive, le dispositif peut être aisément excité par l'intermédiaire du transistor à effet de champ à un niveau de cathode positif, ou par l'intermédiaire de la porte de ca-thode avec un niveau de cathode négatif. Malgré le fait que le circuit d'excitation 24 du transistor à effet de champ soit pré-

  
 <EMI ID=84.1> 

  
de la figure 10, la porte peut évidemment être maintenue au niveau de la masse si la tension de seuil Vth du transistor à effet de champ est réduite ou, d'une autre façon, le dispositif peut être excité avec une faible tension positive provenant d'une alimentation positive. En outre, les circuits d'excitation 21 et 24 peuvent prendre la forme de circuits d'excitation produisant des impulsions.

  
De plus, étant donné que la porte d'anode est également utilisée en tant que borne de commande de courant, trois configurations supplémentaires sont disponibles, sur la base de différentes combinaisons de l'élément de commande de courant et de l'élément de commande de tension. De telles possibilités comprennent un procédé suivant lequel la porte d'anode est utilisée en tant qu'élément de commande de courant.et la commande de tension est effectuée en connectant un transistor à effet de champ à canal N entre la porte d'anode et la cathode; un procédé suivant lequel la porte de cathode est utilisée en tant qu'élément de commande de courant et un transistor à effet de champ à canal P est introduit entre

  
la porte d'anode et la cathode, ou un procédé suivant lequel la porte d'anode est utilisée en tant que borne de commande de courant et un transistor à effet de champ à canal N est introduit entre l'anode et la porte de cathode. Chacun de ces transistors à effet de champ peut être intégré avec le commutateur PNPN, comme illustré à la figure 11, ou il peut être offert séparément à titre de variante.

  
On considérera ensuite le cas dans lequel le transitoire de tension dv/dt est appliqué entre l'anode et la cathode lorsque le commutateur PNPN de.la figure 10 se trouve à l'état bloqué. En premier lieu, lorsqu'une valeur dv/dt importante est impliquée,

  
le courant de base circule vers le transistor Q3 par l'intermédiai-

  
 <EMI ID=85.1> 

  
 <EMI ID=86.1> 

  
le courant circulant dans la jonction base-collecteur du transistor

  
 <EMI ID=87.1> 

  
 <EMI ID=88.1> 

  
Au contraire, le commutateur PNPN ne pourra pas être fermé lors-

  
 <EMI ID=89.1> 

  
dans les conditions de fonctionnement normales. Par conséquent, pour empêcher une telle situation, la résistance R2 est introdui-

  
 <EMI ID=90.1> 

  
que le transistor Q3 n'est pas rendu conducteur lorsqu'une faible

  
 <EMI ID=91.1> 

  
utilisée à titre de protection. De la sorte, à la différence du

  
 <EMI ID=92.1> 

  
protéger le dispositif d'un petit effet dv/dt et sa valeur est par conséquent augmentée, avec pour résultat que le commutateur PNPN peut être fermé avec un faible courant de porte de cathode. A cau-

  
 <EMI ID=93.1> 

  
 <EMI ID=94.1> 

  
le circuit destiné à lui fournir un courant de base peut prendre la forme d'un élément capacitif et on peut utiliser soit une diode, soit un condensateur à la place du transistor Q4. Bien évidemment, les éléments capacitifs peuvent être connectés en parallèle

  
 <EMI ID=95.1> 

  
peut être agencé suivant une configuration ayant pour base le même principe de fonctionnement que celui des formes de réalisation précédentes, ou de telle sorte qu'un transistor destiné à la protection dv/dt et un élément d'impédance puisse/être introduits entre  <EMI ID=96.1>  l'anode et la porte.d'anode du commutateur PNPN, de telle manière que le transistor pour la protection dv/dt puisse être excité par un élément capacitif.

  
Comme on s'en rendra compte d'après la description qui précède, le commutateur semi-conducteur suivant l'invention est

  
tel que le réseau de circuit actif introduit en parallèle avec le commutateur PNPN, conjointement avec une partie de la boucle de réaction du commutateur PNPN, constitue un circuit de contreréaction et qu'un courant pratiquement en phase avec le courant

  
 <EMI ID=97.1> 

  
 <EMI ID=98.1> 

  
 <EMI ID=99.1> 

  
connecté en parallèle, de telle sorte que le courant de base du

  
 <EMI ID=100.1> 

  
 <EMI ID=101.1> 

  
ble le maintien du gain de boucle de réaction en courant continu effectif de l'ensemble du dispositif supérieur à un.

  
En outre, le commutateur PNPN ou le commutateur semi-conducteur suivant l'invention est doté d'une borne de commande de tension faisant appel à un transistor à effet de champ qui, en combinaison avec un système de commande de courant classique, permet au commutateur PNPN d'être fermé avec une faible tension de commande même en face d'un flottement du niveau de potentiel de cathode. En outre, la connexion parallèle d'un élément d'impédance et d'un élément de commutation pour la protection du dispositif contre l'effet dv/dt rend possible un commutateur PNPN avec une forte capacité de supporter dv/dt, qui est capable d'être fermé avec un faible courant de commande.

  
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien  <EMI ID=102.1>  des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.

REVENDICATIONS

  
1. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il. comprend un commutateur PNPN d'une construction de type PNPN équivalente à quatre couches et comportant une base de type N

  
et une base de type P, et un réseau de circuit actif comportant au moins un transistor, ce réseau de circuit actif constituant

  
un réseau de circuit de contre-réaction avec une partie d'une boucle de réaction dans le commutateur PNPN, le transistor du réseau de circuit actif étant connecté de manière à diviser au moins l'un des courants de base du commutateur PNPN.

  
2. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur PNPN possédant une construction équivalente

  
à quatre couches de type PNPN, des moyens de commutation, un élément passif et des moyens pour exciter ces moyens de commutation, les moyens de commutation étant connectés en parallèle avec l'élément passif de manière à court-circuiter une jonction à une

  
 <EMI ID=103.1> 

  
commutation fournissant à ces derniers un courant divisé par l'intermédiaire d'une jonction à l'autre extrémité du commutateur PNPN, ces moyens de commutation étant excités par le courant précité.

Claims (1)

  1. 3. Commutateur semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le commutateur PNPN comporte un transistor NPN et un transistor PNP et possède une construction équivalente à quatre couches de type PNPN avec trois jonctions PN, le transistor NPN possédant un collecteur de type N connecté à la base de type N du transistor PNP, ce dernier possédant un collecteur de type P connecté à la base de type P du transistor NPN. <EMI ID=104.1>
    4. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur PNPN possédant une construction équivalente à quatre couches de type PNPN, un premier transistor, un second transistor et un élément d'impédance, le premier transistor comportant un collecteur connecté à la base de type P du commutateur PNPN en parallèle avec l'élément d'impédance, le premier transistor possédant un émetteur connecté à la cathode de type N du commutateur PNPN, le second transistor possédant un émetteur connecté à l'anode de type P du commutateur PNPN, le second transistor possédant une base connectée à la base de type N du commutateur PNPN, ce second transistor comportant un collecteur connecté à
    la base du premier transistor.
    5. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur PNPN possédant une construction équivalente
    à quatre couches de type PNPN, comportant une région fonctionnant en tant que second collecteur de type P, un transistor et un élément d'impédance, le transistor étant connecté en parallèle
    avec l'élément d'impédance, ce circuit parallèle étant introduit entre la base de type P du commutateur PNPN et la cathode de type N de ce commutateur, le transistor comportant une base connectée à la seconde région de collecteur de type P du commutateur PNPN.
    6. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur PNPN possédant une construction équivalente
    à quatre couches de type PNPN, un transistor, un élément d'impédance et un élément capacitif, le transistor étant connecté en parallèle avec l'élément d'impédance, ce circuit parallèle étant connecté entre la base de type P et la cathode de type N du commutateur PNPN, ce transistor possédant une base connectée par l'élément capacitif à la base de type N du commutateur PNPN. 7. Commutateur semi-conducteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément capacitif est constitué par une diode.
    8. Commutateur semi-conducteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément capacitif est constitué par un condensateur.
    9. Commutateur semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le commutateur PNPN comporte trois jonctions dont deux sont court-circuitées par un élément à effet de champ, cet élément à effet de champ possédant une borne de porte utilisée pour la commande de tension du commutateur semi-conducteur.
    10. Commutateur semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur PNPN avec une construction équivalente à quatre couches de type PNPN, une électrode isolée étant introduite entre l'anode de type P et la base de type P du commutateur PNPN et cette électrode étant utilisée en tant que borne de porte de l'élément à effet de champ.
    11. Commutateur semi-conducteur, tel que décrit ci-avant ou'conforme aux dessins annexés.
BE158174A 1974-07-19 1975-07-10 Commutateur semi-conducteur BE831224A (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8218574A JPS5111557A (ja) 1974-07-19 1974-07-19 Handotaisuitsuchi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE831224A true BE831224A (fr) 1975-11-03

Family

ID=13767371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE158174A BE831224A (fr) 1974-07-19 1975-07-10 Commutateur semi-conducteur

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5111557A (fr)
BE (1) BE831224A (fr)
BR (1) BR7504343A (fr)
FR (1) FR2279269A1 (fr)

Also Published As

Publication number Publication date
FR2279269B1 (fr) 1978-05-05
JPS5750094B2 (fr) 1982-10-26
BR7504343A (pt) 1976-07-06
AU8260675A (en) 1976-12-16
FR2279269A1 (fr) 1976-02-13
JPS5111557A (ja) 1976-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0714139B1 (fr) Composant dipôle à déclenchement par retounement à sensibilité contrôlée
FR3107627A1 (fr) Circuit de contrôle d&#39;une photodiode SPAD
FR2503456A1 (fr) Dispositif de protection pour circuits integres
EP0378453B1 (fr) Générateur de tension de référence stable
EP0432058B1 (fr) Circuit d&#39;isolation dynamique de circuits intégrés
FR2673494A1 (fr) Module de commutation, matrice de commutateurs et systeme de commutation d&#39;impulsion de grande intensite.
FR2670338A1 (fr) Circuit de protection programmable et sa realisation monolithique.
FR2742933A1 (fr) Composant statique et monolithique limiteur de courant et disjoncteur
EP0159233A1 (fr) Circuit de commande de commutation d&#39;un transistor de puissance
FR2556904A1 (fr) Circuit de commande en commutation de charges inductives, integrale monolithiquement, comprenant un etage final de type darlington
FR2499325A1 (fr) Circuit de protection pour dispositifs a circuits integres
EP0930711A1 (fr) Thyristor bidirectionnel
BE831224A (fr) Commutateur semi-conducteur
FR2982720A1 (fr) Interrupteur de puissance
FR2542946A1 (fr) Amplificateur differentiel a transistors bipolaires realises en technologie cmos
FR2795557A1 (fr) Dispositif d&#39;ajustement des circuits apres mise en boitier et procede de fabrication correspondant
EP0180487A1 (fr) Circuit de puissance et dispositif de déclenchement le comportant
FR2462025A1 (fr) Circuit integre monolithique a transistors mos complementaires
FR2745669A1 (fr) Interrupteur statique monolithique a trois etats
EP0913754B1 (fr) Circuit de régulation de tension continue commutable
EP1022855B1 (fr) Procédé et dispositif de commande d&#39;un circuit de déviation verticale d&#39;un spot balayant un écran, en particulier pour télé viseur ou moniteur informatique
EP0977272A1 (fr) Générateur de courant constant
EP0164770B1 (fr) Relais statique pour courant continu basse tension
FR2677771A1 (fr) Circuit de detection de niveau de polarisation inverse dans un dispositif de memoire a semiconducteurs.
FR2503484A1 (fr) Circuit d&#39;amplification muni de moyens pour supprimer des sauts de tension continue a la sortie de ce circuit

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: HITACHI LTD

Effective date: 19910731