DE2627047A1

DE2627047A1 - Halbleiterschalter

Info

Publication number: DE2627047A1
Application number: DE19762627047
Authority: DE
Inventors: Ichiro Ohhinata; Shinzi Okohara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1976-12-23
Also published as: CA1063683A; JPS51150261A; US4130767A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E E T Z sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

8000 München 22

Steinsdorf straße 1O

Tel. (089)227201/227244/295910

Telegr. Allpatent München Telex 522O48

81-25.690P

16. 6. 1976

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Halbleiterschalter

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterschalter
mit pnpn-Schaltern.

Ein pnpn-Schalter wird als gesteuerter Halbleitergleichrichter oder Thyristor bezeichnet und allgemein
von der Leistungselektronik bis zur Nachrichtenelektronik eingesetzt, was auf seinem hohen Schaltimpedanzverhältnis, seiner Selbsthaltefunktion und großer Durchbruchsspannung beruht.

Wenn ein Schalter mit solchen zwei antiparallelen
pnpn-Schaltern, deren Steueranschlüsse durch eine

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Steuereinrichtung gesteuert sind, um die pnpn-Schalter anzusteuern, zwischen einer Wechselstromquelle und einer Last liegt, "schwimmt" (floatet) deren Kathodenpotential positiv oder negativ gegenüber Erdpotential, so daß der Steueranschluß des pnpn-Schalters und die Steuereinrichtung gewöhnlich durch einen Übertrager (Transformator) gekoppelt sind. Bei einer derartigen Schaltanordnung kann die Schaltung vereinfacht werden, sie kann aber nicht mit Halbleiterbauelementen hergestellt werden, da der Übertrager (Transformator) nicht integrierbar ist, so daß keine kleine und einfache Schaltung erhalten werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Halbleiter-Schal ter mit vereinfachter Schaltungsanordnung anzugeben, die für solche Fälle geeignet ist, in denen ein Kathodenpotential gegenüber Erdpotential positiv oder negativ "schwimmt"; der Halbleiter-Schalter mit einer Steuerschaltung soll mit niedriger Spannung und geringem Leistungsverbrauch ansteuerbar, für die oben erläuterten Fälle verwendbar und mit kleinem und einfachem Aufbau integrierbar sein.

Die Erfindung sieht einen Halbleiter-Schalter vor, der aufweist zwei antiparallel geschaltete pnpn-Schalter, die Jeweils einen Steueranschluß und eine Schutzschaltung gegen Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt (dv/dt-Effekt), zwei kapazitive Bauelemente und eine Steuereinrichtung zum wiederholten Erzeugen eines Spannungsimpulses (Puls) hat, wobei die Steueranschlüsse der antiparallel geschalteten pnpn-Schalter über die kapazitiven Bauelemente zu einem Anschluß zusammengeschaltet sind, der mit dem Ausgangsanschluß der Steuereinrichtung verbun-

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den ist, um die pnpn-Schalter anzusteuern.

Die Erfindung sieht also einen Halbleiter-Schalter vor, bei dem der Steueranschluß von antiparallel geschalteten pnpn-Schaltern, die jeweils eine Schutzschaltung gegen Rate- oder Gesehwindigkeits-Effekt haben, über ein kapazitives Bauelement mit einem Anschluß zusammengeschaltet sind, der mit dem Ausgang einer Steuereinrichtung verbunden ist, um wiederholt einen Spannungsimpuls zu erzeugen, so daß der Potentialunterschied zwischen den pnpn-Schaltern und dem kapazitiven Bauelement mittels des kapazitiven Bauelements aufgenommen wird und die pnpn-Schalter mit einer in der Steuereinrichtung erzeugten Spannungsänderung angesteuert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung eines Schalters mit herkömmlichen pnpn-Schaltern;

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung mit einem anderen Halbleiter-Schalter nach internem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters;

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters;

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters;

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Fig. 6 eine Schaltungsanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters;

Fig. 7 eine Schaltungsanordnung eines vierten

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters; und

Fig. 8 eine Schaltungsanordnung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters.

Bevor Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden, werden anhand der Fig. 1 und 2 ein herkömmlicher Schalter mit pnpn-Schaltern, die zwischen einer Wechselstromquelle und einer Last liegen und für eine Anwendung geeignet sind, bei der ihr Kathodenpotential positiv oder negativ gegenüber Erdpotential schwimmt, und ein anderer Halbleiter-Schalter nach internem Stand der Technik erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Halbleiter-Schalter mit pnpn-Schaltern und erläutert das Prinzip einer herkömmlichen Schaltung, bei der zwei pnpn-Schalter 1, I¹ antiparallel zwischen einer Stromquelle und einer Last liegen, wobei von einem Übertrager oder Transformator 6 Sekundärwicklungen 7* 7' mit den Steueranschlüssen 4, 4' der pnpn-Schalter 1, 1' und eine Primärwicklung 8 mit einem Steuerglied 9 verbunden sind. Bei einem derartigen Aufbau des Halbleiter-Schalters werden die pnpn-Schalter 1, 1' so eingeschaltet, daß ein Impulsstrom geeignet vom Steuerglied 9 zum Transformator 6 gespeist wird, um in dessen Sekundärwicklungen 7* 7^f eine Spannung zu induzieren, die einen

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Stromfluß in die Steueranschlüsse der pnpn-Schalter 1, 1' bewirkt, um diese anzusteuern. Offenbar werden bei der Wechselstromquelle 2, wie z. B. einer üblichen Stromquelle, die Impulse oft synchron mit dem Wechselstrom abgegeben, und bei einem Gleichstrom wird der einzige Impuls ausreichend angelegt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schalter ist so aufgebaut, daß der Transformator 6 zur Kopplung der pnpn-Schalter 1, 1' und der Steuereinrichtung 9 dient, und für solche Fälle geeignet, in denen das Kathodenpotential der pnpn-Schaiter 1, 1' positiv oder negativ gegenüber Erdpotential schwimmt.

Dieser Aufbau des Schalters zeichnet sich durch eine einfache Schaltung aus; er kann aber nicht klein und ohne großen Aufwand aufgebaut werden, da die Schaltung schwierig zu integrieren ist, was darauf beruht, daß der Transformator (Übertrager) nicht integrierbar ist.

Die Fig. 2 zeigt einen anderen Halbleiter-Schalter, der von der Anmelderin entwickelt wurde und für derartige Fälle geeignet ist. In dieser Figur ist der in Fig. 1 dargestellte Transformator 6 durch ein Konstantstromglied 10 ersetzt, um die pnpn-Schalter 1, 1' anzusteuern. Mit anderen Worten, bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung sind die Steueranschlüsse 4, 4' der pnpn-Schalter 1, 1' durch Dioden 11, 11' kurzgeschlossen und mit dem Konstantstromglied 10 verbunden. Das Konstantstromglied 10 ist durch ein Steuerglied 12 angesteuert und dient zum Erzeugen eines konstanten impulsförmigen oder kontinuierlichen Stromes. Die übrigen Teile entsprechen den Bauelementen der Fig. 1. Bei dieser An-

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Ordnung kann das Konstantstromglied den Potentialunterschied zwischen den pnpn-Schaltern 1, I¹ und der Steuereinrichtung 12 aufnehmen, und der Transformator 6, wie in Fig. 1 dargestellt, ist nicht vorgesehen, so daß alle Schaltungen mit Halbleiterbauelementen und in einer monolithischen integrierten Schaltung ausgeführt werden können. Dieser Halbleiter-Schalter hat jedoch die folgenden Nachteile: Das Konstantstromglied weist eine komplizierte Schaltung mit Transistoren auf, an denen eine hohe Spannung liegt, und benötigt so zur Schaltungsintegration eine große Fläche; das Konstantstromglied erfordert selbst eine Gleichstromquelle mit hoher Spannung, wenn die Last 3 kapazitiv oder induktiv ist, und es verbraucht viel Leistung.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile ausgeschlossen und ein pnpn-Schalter-Ansteuerglied mit einfachem und unkompliziertem Aufbau angegeben werden, das eine niedrige Spannung für das Ansteuerglied erfordert, wenig Leistung verbraucht und einfach als integrierte Halbleiterschaltung ausgeführt werden kann.

Die Fig. 3 zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung, wobei die pnpn-Sehalter 1, 1' antiparallel zwischen der Stromquelle 2 und der Last 5 liegen. Die Steueranschlüsse 4, 4' der pnpn-Schalter 1, 1' sind mit Kondensatoren 20, 20' verbunden, die ihrerseits an ein Steuerglied 21 angeschlossen sind (wie in der Fig. 3 dargestellt). Eine quantitative Beschreibung wird gegeben, indem z. B. angenommen wird, daß die Stromquelle 2 eine übliche Wechselstromquelle mit 100 V_eff, und 50 Hz ist, daß die Kondensatoren 20, 20' eine Kapazität von 100 pF aufweisen, und daß die pnpn-Schalter 1, 1' einen steuerungsempfindlichen Strom von 1 mA aufweisen

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und angesteuert sind, wenn ein Strom von 2 mA während einer Zeit von 0,1 Ais fließt. Das Steuerglied 21 ist so aufgebaut, daß sein Ausgang 22 gewöhnlich auf Erdpotential liegt, und es erzeugt einen Impuls, wenn die pnpn-Schalter 1, 1' angesteuert werden sollen. Der Impuls hat eine Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung dV/dt, die zuvor auf einen derartigen Wert eingestellt wird, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Der Weg zwischen dem Steueranschluß und der Kathode des pnpn-Schalters ist vorzugsweise durch einen Widerstand kurzgeschlossen, obwohl dieser in der Figur nicht dargestellt ist. Wenn bei dieser Schaltung das Steuerglied 21 nicht in Betrieb ist, liegt die Spannung der Last j5 am Kondensator 20 und die Spannung der Stromquelle 2 an Kondensator 20', da der Ausgang 22 auf Erdpotential ist. Da die Stromquelle 2 einen Wechselstrom erzeugt, fließt ein aus der Differentiation der Spannung abgeleiteter Strom C(dV/dt) in den Kondensstor 20^!. Dieser Strom beträft selbst bei seinem Spitzenwert höchstens:

I_max = 100 · 10~¹² · 100 · {2 · 2'1Γ· 50 Ä* 4,5 /UA,

was auf der niedrigen Wechselstromfrequenz und der kleinen Kapazität beruht. Als Ergebnis bleiben die pnpn-Schalter 1, 1' gesperrt.

Der Spannungsimpuls der Steuereinrichtung 21 hat einen derart bestimmten Verlauf (vgl. Fig. 3), daß die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung dV/dt den Wert 25 V//us hat, d. h., für einen Anstieg von 0 V bis 5 V werden 0,2 yus benötigt. Die Einspeisung dieses üpannungsimpulses bewirkt, daß ein Strom C dV/dt = 100 · 10"¹² · 25 · 10 = 2,5 mA in den Kondensatoren 20, 20' fließt. Dies führt zur Erzeugung eines Steuer-

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stromes für die pnpn-Schalter und ermöglicht, daß diese (tatsächlich einer von ihnen, dessen Richtung mit der Richtung eines Laststromes zusammenfällt) ausreichend angesteuert werden. Die wiederholte Erzeugung des Spannungsimpulses mittels des Steuergliedes 21 synchron zur Spannungsperiode der Stromquelle 2 ermöglicht daher, daß die pnpn-Schalter 1, I¹ angesteuert und nacheinander leitend werden. Gegebenenfalls ist es möglich, die Periode des Spannungsimpulses viel kürzer als die Periode der Stromquelle 2 zu machen, um die pnpn-Schalter asynchron mit der Periode der Stromquelle 2 zu steuern.

Die Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters. Bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete antiparallele pnpn-Schalter ~$1, 31' haben zweite pleitende Kollektorzonen 30, 30', wie dies in dieser Figur dargestellt ist. Transistoren 3^* 3^' und Widerstände 35, 35' liegen zwischen den Steuerelektroden 32, 32' und den Kathoden 33, 33* der Schalter, und die Basisanschlüsse der Transistoren ^K, J>K^X sind mit den zweiten p-leitenden Kollektorzonen 30, 30' verbunden. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht eine hohe Ansteuerempfindlichkeit und einen großen Widerstand gegenüber einem Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt entsprechend dem entwickelten Schalter nach internem Stand der Technik. Obwohl hierauf nicht näher eingegangen wird, erlaubt diese Schaltungsanordnung, daß die pnpn-Schalter 31, 31' z. B. mit einer Ansteuerempfindlichkeit unter 100 /UA angesteuert werden, während ein hoher Widerstand gegenüber einem Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt vorliegt, so daß ein fehlerhaftes Ansteuern der pnpn-Schalter selbst dann verhindert werden kann, wenn ein plötzlicher Anstieg der Spannung zwischen der Anode und der Kathode

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auftritt. Die Stromquelle 2 und die Last 3 sind mit den pnpn-Schaltern 31, 31' verbunden. Das Steuerglied 21 hat einen Impulsgenerator 37 und eine Ausgangsstufe mit einer Stromquelle 38, einem Widerstand 39 und einem Transistor 40. Wie in dieser Figur dargestellt ist, hat der Impulsgenerator 37 ein Glied, das aufeinanderfolgende Impulse (Puls) erzeugt, mit zwei zusammengesohalteten Invertern, einem Flipflop, das abhängig von einem Steuersignal von einer äußeren Stufe ein- oder ausgeschaltet ist, und ein UND-Glied, das diese Signale als Eingangssignal empfängt. Die Steuereinrichtung 21 ist mit den Steuerelektroden 32, 32' der pnpn-Schalter 31, 31' über Kondensatoren 4l,4l' verbunden. Bei dieser Anordnung bewirkt die Einspeisung von Setz-Signalimpulsen in das Flipflop des Impulsgenerators 37* daß das Steuerglied 21 aufeinanderfolgende Spannungsimpulse erzeugt; es ermöglicht die Ansteuerung der pnpn-Schalter 31* 31' und macht diese entsprechend dem anhand der Fig. 3 erläuterten Prinzip leitend. Zusätzlich ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die pnpn-Schaltanordnung mit bestimmten Einrichtungen versehen, d. h. mit den zweiten Kollektorzonen 30, 30', den Transistoren 34, 34' und den Widerständen 35* 35'* so daß sie gegenüber dem von der Steueranschlußseite eingespeisten Ansteuerstrom sehr empfindlich ist und nicht abhängig von der stufenförmig ansteigenden Spannung fehlerhaft angesteuert wird,die zwischen der Anode und der Kathode auftritt. Dies schließt den Kondensator großer Kapazität aus, wie dies oben anhand der Fig. 3 erläutert wurde, und ermöglicht, daß die Kapazitätswerte der Kondensatoren 4l, 41' auf einige pF verringert v/erden. Dieser Aufbau ist besonders für einen Fall geeignet, bei dem einige der in einer lediglich an bestimmten Adressen vorliegenden Matrix angeordneten pnpn-3chalr,er angesteuert werden sollen, und der ange-

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steuerte pnpn-Schal ter bewirkt einen steilen Spannungsanstieg zwischen der Anode und Kathode anderer pnpn-Schalter.

Wie oben erläutert wurde, hat der in den Fig. 3 und 4 dargestellte erfindunr-sgemäße Halbleiter-Schalter die kapazitiven Bauelemente, die zwischen den pnpn-Schaltern und dem Steuerglied liegen, um die Potentialdifferenz zwischen dem pnpn-Schalter und dem Steuerglied aufzunehmen und die pnpn-Schalter abhängig von einer Änderung der Spannung anzusteuern, die vom Steuerglied erzeugt wird. Dies vereinfacht die Schaltungsanordnung und führt in vorteilhafter Weise zu einer einfachen Verwirklichung einer integrierten Schaltung mittels einer normalen monolithisch-integrierten Schaltungstechnik oder einer hybrid-integrierten Schaltungstechnik, wodurch der Aufwand wirksam herabgesetzt und der Leistungsverbrauch verringert werden kann.

Die Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalters. Zwischen der Stromquelle 2 und der Last 3 liegen antiparallel geschaltete pnpn-Sohalter 51.» 51'ί Widerstände 54, 54' liegen zwischen deren Steuerelektroden 52, 52' und Kathoden 55, 53'. Dioden 55, 55' liegen so zwischen den Steuerelektroden 52, 52', daß ihre Durchlaßrichtung eine Richtung ist, in der ein Strom in die Steuerelektroden 52, 52' fließt, und Dioden 56, 56' liegen so zwischen den Kathoden 53.» 53' und den Steuerelektroden 52, 52', daß deren Durchlaßrichtung eine Richtung ist, in der ein Strom aus der Kathode fließt. Dies bildet eine Schaltung zum Gleichrichten eines SteuersignaIes bezüglich der Steuerelektrode. Weiterhin sind als die Kondensatoren 4l, 41' in Fig.

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dienende Dioden 57, 58, 57', 58' antiparallel vorgesehen (wie dies in Pig. 5 dargestellt ist), damit ein Gleichstrom positiv oder negativ bezüglich Masse nicht fließen kann. Es soll darauf hingewiesen werden, daß für die Stromquelle 2, deren Polarität entweder positiv oder negativ ist, die Dioden weggelassen werden können, deren Durchlaßrichtung mit der Polarität der Stromquelle 2 übereinstimmt. Das Steuerglied 21 gleicht im wesentlichen dem in Fig. 4 dargestellten Steuerglied} es hat jedoch einen Impulsgenerator 60, bei dem das Flipflop durch ein Monoflop (Univibrator) ersetzt ist, das eine bestimmte Zeit nach dem Empfang eines Signales arbeitet, um einmal eine vorbestimmte Anzahl von Spannungsimpulsen zu erzeugen. Ein Kondensator 6l und ein Widerstand 62 sind weiterhin in der Ausgangsstufe vorgesehen, um den Verlauf des Ausgangsimpulses zu bestimmen, insbesondere den Anstieg und den Abfall der Spannung. Die äntiparallel angeordnete pnpn-Schaltanordnung kann so aufgebaut sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, um eine hohe Ansteuerempfindlichkeit und einen großen Widerstand gegenüber einem Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt zu erreichen. Das Hauptmerkmal der in Fig. 5 dargestellten Schaltung liegt darin, daß die Dioden 55, 56, 55 ^x > 56^! zum Erzeugen einer gleichrichtenden Funktion zur Steuerschaltung der pnpn-Schalter 51* 51' dienen. Dies erlaubt aus dem folgenden Grund eine einfachere Ansteuerung als die Ansteuerung bei der Schaltung der Fig. 4. Beim AusfUhrungsbeispiel der Fig. 4 bewirkt der Anstieg der Ausgangsspannung vom Steuerglied 21, daß der Steuerstrom in die Steuerelektroden 32, J52¹ der pnpn-Schalter 31, j51' über die Kondensatoren 4l, 41' fließt, während der Abfall der Ausgangsspannung vom Steuerglied bewirkt, daß ein Strom 4n einer Rückwärtsrichtung, d. h. in einer Richtung fließt, in der der Strom von der Steuerelektrode wegfließt. Dieser Rück-

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wärts-Strom führt zu einer leichten Beeinträchtigung der wesentlichen Ansteuerempfindlichkeit. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel fließt andererseits immer ein Strom in Plußrichtung durch die Steuerelektroden 52, 52' aufgrund der mit einer Gleichrichterfunktion ausgestatteten Ansteuerschaltung, was zu einem einfachen Ansteuern führt.

Bei jedem der oben erläuterten Ausführungsbeispiele ist der pnpn-Soha±ter so aufgebaut, daß er gezündet wird, indem ein Stromfluß in seinen Steueranschluß bewirkt wird, aber der erfindungsgemäße Halbleiter-Schalter kann, wie weiter unten näher erläutert wird, auch mit pnpn-Schaltern (mit einer Anoden-Steueranschluß-Elektrode) verwirklicht werden, die angesteuert werden können, indem ein Stromfluß aus dem Steueranschluß erzeugt wird.

Die Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem pnpn-Sohalter 71, 71' antiparallel geschaltet sind und Anoden-Steueranschluß-Elektroden 72, 72' haben, die mit dem Steuerglied über die Kondensatoren 4l, 4l' gekoppelt sind. Die übrigen Teile entsprechen den gleichen Bauelementen wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4. Der HaMeiter-Schalter mit diesem Aufbau bewirkt, daß ein Strom aus den Anoden-Steueranschluß-Elektroden 72, 72' in einer Richtung fließt, in der die Kondensatoren 4l, 4l' aufgeladen werden, wenn die Ausgangsspannung des Steuergliedes 21 abfällt (d. h., wenn der Transistor 40 eingeschaltet ist), und ermöglicht so das Ansteuern des Steueranschlusses. Für Fig. 6 wird kein Verfahren zum Einstellen des Widerstandes gegenüber einem Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt der pnpn-Schalter 71, 71' beschrieben, aber es können die anhand der Fig. 4 erläu-

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terten oder andere Einrichtungen verwendet werden.

Die Fig. 7 zeigt ein Schaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, mit dem das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 vereinfacht werden kann. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 sind die Anoden-Steueranschluß-Zonen 8j5 von zwei antiparallel geschalteten pnpn-Schaltern 8l, 8l' gemeinsam vorgesehen, um eine Anoden-Steueranschluß-Elektrode 82 zu bilden, die über den Kondensator 4l mit dem Steuerglied 21 verbunden ist. Die Anordnung, bei der die Anoden-Steueranschluß-Zonen gemeinsam vorgesehen sind und die zwei pnpn-Schalter antiparallel ausgebildet sind, kann ohne jede Schwierigkeiten mittels der Technik der integrierten Halbleiterschaltungen hergestellt werden und hat im wesentlichen die gleiche Wirkung wie das Ausführungsbeispiel, bei dem andere getrennte pnpn-Schalter antiparallel vorgesehen sind. Für Fig. 7 ist kein Verfahren zum Einstellen des Widerstandes gegen einen Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt der pnpn-Schalter 8l, 8l' beschrieben, aber es sind die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung oder andere Einrichtungen verwendbar.

Die Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung. Pnpn-Schalter 91* 91' mit Anoden-Steueranschluß-Elektroden 92, 92' sind antiparallel geschaltet, und es wird die in Fig. 5 dargestellte Technik für die Anoden-Steueranschluß-Elektroden 92, 92' verwendet. Der Aufbau ist im wesentlichen der gleiche wie in Fig. ä mit der Ausnahme, daß Dioden 55, 55', 56, 56' vorgesehen sind, um eine Gleichrichterfunktion zu erzeugen, durch die ein Strom aus den Anoden-Steueranschluß-Elektroden 92, 92' fließt.

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Der Betrieb land die Wirkungen dieser Schaltung werden daher nicht besonders näher erläutert.

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Claims

Ansprüche

1. Halbleiter-Schalter mit zwei antiparallel geschalteten pnpn-Schaltern, deren jeder einen Steueranschluß aufweist, mit zwei kapazitiven Bauelementen und mit einem Ansteuerglied zum (wiederholten) Erzeugen eines Spannungspulses (Spannungsimpulses), dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranschlüsse (4, 4¹) der beiden pnpn-Schalter (1, 1') über die kapazitiven Bauelemente (20, 20^f) zu einem Anschluß zusammengeschaltet sind, der mit dem Ausgang (22) des Ansteuerglieds (21) verbunden ist, um die pnpn-Schalter (1, l^f) anzusteuern (Fig. 3).

2. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltglied (30, 30') für jeden pnpn-Schalter (31, 31') zum Schutz gegen einen Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt (Fig. 4).

3. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 1 oder 2, mit vier Dioden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden-Steueranschlüsse der pnpn-Schalter (51, 51') Über eine Serienschaltung aus den kapazitiven Bauelementen und der Diode zusammengeschaltet sind, die so angeschlossen ist, daß in ihrer Durchlaßrichtung der Strom in den Steueranschluß fließt, um den Anschluß zu bilden, der mit dem Ausgang des Ansteuergliedes (21) verbunden ist, wobei die Diode (56, 56') zwischen jeder Kathode der pnpn-Schalter (51* 51') und einem Zwischenpunkt jeder Serienschaltung der kapazitiven Bauelemente liegt und an den Kathoden-Steueranschluß mit ihrer Durchlaßrichtung zum Zwischenpunkt angeschlossen ist, um die pnpn-Schalter (51, 51') anzusteuern (Fig. 5)·

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- Io -

4. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 1 oder 2, mit vier Dioden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Steueranschlüsse der pnpn-Schalter (91, 91') über eine Serienschaltung aus den kapazitiven Bauelementen und der Diode zusammengeschaltet sind, die so angeschlossen ist, daß in ihrer Durchlaßrichtung der Strom vom Steueranschluß abgeführt wird, um den Anschluß zu bilden, der mit dem Ausgang des Ansteuerglieds (21) verbunden ist, wobei die Diode (56, 56') zwischen jeder Anode der beiden pnpn-Schalter (9I, 91^T) und einem Zwischenpunkt jeder Serienschaltung der kapazitiven Bauelemente liegt und an den Anoden-Steueranschluß mit ihrer Durchlaßrichtung zum Zwischenpunkt angeschlossen ist, um die pnpn-Schalter (9I, 91') an-, zusteuern (Fig. 8).

5. Halbleiter-Schalter mit zwei antiparallel geschalteten pnpn-Schaltern, die jeweils ein Schaltglied zum Schutz gegen einen Rate- oder Geschwindigkeits-Effekt und eine gemeinsame Anoden-Steuerzone haben, mit einem kapazitiven Bauelement und mit einem Ansteuerglied zum Erzeugen eines Spannungspulses, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Anoden-Steuerzone (83) der beiden pnpn-Schalter (8l, 81') mit einem Steueranschluß (82) versehen ist, der an den Ausgang des Ansteuerglieds (21) über das kapazitive Bauelement (4l) angeschlossen ist, um die pnpn-Schalter (81, 8l>^f) anzusteuern (Fig. 7).

6. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Bauelement ein Kondensator ist.

7. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Bauelement die Übergangskapazität einer Diode ist.

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8. Halbleiter-Schalter nach Anspruch 2 oder j5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dioden gegensinnig in Reihe liegen, um eine zusammengesetzte Übergangskapazität als das kapazitive Bauelement zu bilden.

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L e e r s e i t e