DE2640621A1

DE2640621A1 - Halbleiter-schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2640621A1
Application number: DE19762640621
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Hosokawa; Tatsuya Kamei; Shinzi Okuhara; Masayoshi Suzuki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1977-03-17
Also published as: JPS5626220B2; CA1064108A; US4063115A; DE2640621B2; DE2640621C3; JPS5233466A; AU1755676A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Schalteinrichtung von Ersatz-Vierschicht-PMPN-Aufbau einschließlich wenigstens drei PN-übergängen, die als Schalter für Steuer- oder Regeleinrichtungen verwendbar ist.

Gewöhnlich hat ein PNPN-Schalter, der auch als gesteuerter Halbleitergleichrichter, Thyristor od. dgl. bezeichnet wird, der einen Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau aufweist und wenigstens drei PN-übergänge besitzt (im folgenden als PNPN-Schalter bezeichnet), den Nachteil, daß der PNPN-Schalter irrtümlich selbst während einer Unterbrechung angesteuert wird, wenn zwischen seiner Anode und seiner Kathode eine schritt-

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weise ansteigende Durchlaßspannung angelegt wird. Dies wird als Rate-Effekt bezeichnet, und ein Widerstehen gegenüber diesem Rate-Effekt ist die dv/dt-Unempfindlichkeit. Um ein fehlerhaftes Zünden des PNPN-Schalters zu verhindern, wird gewöhnlich ein anhand der Pig. I erläutertes Verfahren verwendet, bei dem ein PNPN-Schalter 1 zwischen seiner Steuerelektrode G„ und seiner Kathode K mittels eines Widerstandes 2 kurzgeschlossen wird. Der Widerstand 2 muß einen geringen Widerstandswert aufweisen, damit bei dem Verfahren der Pig. I eine große dv/dt-Unempfindlichkeit auftritt. Dies führt notwendigerweise zu einer verringerten Steueranschluß-Empfindlichkeit. Die Pig. 2 zeigt andererseits eine herkömmliche Halbleiter-Schalteinrichtung (vgl. US-PS 3 609 413), bei der ein Transistor 3 zwischen dem Steueranschluß G_v und der Kathode

is.

K des PNPN-Schalters 1 liegt und ein Kondensator 4 zwischen der Basis des Transistors 3 und der Anode A des PNPN-Schalters 1 vorgesehen ist. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung dient zum Differenzieren einer transienten Spannung zwischen der Anode A und der Kathode K des PNPN-Schalters 1 mittels des Kondensators H, um den Transistor 3 so anzusteuern, daß der Rate-Effekt verhindert wird. Versuche der Erfinder haben jedoch gezeigt, daß bei dem in Fig. 2 verwendeten Verfahren der Kondensator H eine Kapazität von wenigstens 5 pF z. B. aufweisen muß, wenn der PNPN-Schalter eine Spannung empfängt, die bewirkt, daß sein Kathodenpotential bei Vorliegen einer parasitären Kapazität an einer mit dem Steueranschluß G„ des PNPN-Schalters 1 verbundenen Steuerschaltung 5 abfällt. Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung hat daher den Nachteil, daß der Kondensator H schwierig zu integrieren ist, wenn die gesamte Schaltung als integrierte monolithische Halbleiterschaltung hergestellt werden soll. Weiterhin bleiben bei der Schaltung der Fig. 2 unerwünschte elektrische Ladungen an der Basis des Transistors 3 zurück, was zu einer geringen Verbesserung der

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dv/dt-Unempfindlichkeit führt, wenn die Schaltung das Zünden und Unterbrechen in rascher Periode wiederholt. Weiterhin hat sich gezeigt, daß das Anlegen einer kleinen, transienten Spannung (dv/dt) keinen ausreichenden Betrieb des Transistors 3 mit dem Ergebnis erlaubt, daß der PNPN-Schalter 1 weiterhin das fehlerhafte Zünden bewirkt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Halbleiter-Schalteinrichtung von PNPN-Aufbau anzugeben, die die hohe dv/dt-Unempfindlichkeit unabhängig von den Schwankungen ihres Anoden- oder Kathodenpotentials beibehält; weiterhin soll die Halbleiter-Schalteinrichtung nicht nur eine große dv/dt-Unempfindlichkeit, sondern auch eine hohe Steuerempfindlichkeit aufweisen; dabei soll schließlich die Halbleiter-Schalteinrichtung einfach als integrierte monolithische Halbleiterschaltung herstellbar sein.

Erfindungsgemäß ist eine Halbleiter-Schalteinrichtung vorgesehen, die aufweist einen PNPN-Schalter eines Ersatz-Vierschicht-Aufbaues einschließlich wenigstens drei PN-tibergängen, eine Anode und eine Kathode, ein Schaltglied einschließlich eines Steueranschlusses, das mit' dem PNPN-Schalter verbunden ist, um einen der drei PN-übergänge an einem beliebigen Ende des PNPN-Schalters zu überbrücken, einen Verstärker und ein kapazitives Bauelement zum Differenzieren einer Spannung zwischen der Anode und der Kathode des PNPN-Schalters, damit ein Strom in den Steueranschluß des Schaltgliedes über den Verstärker fließen kann, so daß das Schaltglied durch den Strom angesteuert wird, um den einen der drei PN-übergänge kurzzuschließen.

Die Erfindung sieht also eine Halbleiter-Schalteinrichtung vor, bei der eine einfache Integration gewährleistet

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ist und die bei hoher dv/dt-Unempfindlichkeit eine große Steuerempfindlichkeit aufweist; die Halbleiter-Schalteinrichtung hat einen PNPN-Schalter mit einem Ersatz-Vierschicht-Aufbau einschließlich wenigstens drei PN-Übergängen, einer Diode und einer Kathode, wobei das Schaltglied einen Steueranschluß aufweist und mit dem PNPN-Schalter verbunden ist, um einen der drei PN-Übergänge an jedem beliebigen Ende des PNPN-Schalters zu überbrücken, weiterhin einen Verstärker und ein kapazitives Bauelement, um eine Spannung zwischen der Anode und der Kathode des PNPN-Schalters zu differenzieren, damit ein Strom in den Steueranschluß des Schaltgliedes über den Verstärker so fließen kann, daß das Schaltglied durch den Strom angesteuert wird, um den einen der drei PN-übergänpe kurzzuschließen.

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

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Halbleiter-Schalteinrichtung mit einem PNPN-Schalter, bei der eine Schutzmöglichkeit vor einer transienten Spannung dv/dt vorgesehen ist;

Pig. 2 ein Schaltbild einer herkömmlichen Halbleiter-Schalteinrichtung mit einem PNPN-Schalter, von der die Erfindung ausgeht;

Fig. 3 ein Blockschaltbild mit dem grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung;

Fig. k ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiter-

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_β r _

Schalteinrichtung;

Pig. 5 ein Schaltbild eines gegenüber der Schaltung der Pig. H abgeänderten Ausführungsbeispiels;

Pip·. 6 Schaltbilder eines zweiten bis fünften Ausbis 9 führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Grundaufbaus der erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung, bei der ein PNPN-Schalter 1 einschließlich einer Anode A, einer Kathode K und eines Steueranschlusses G„ einen PN-Übergang (z. B. zwischen der Kathode K und dem Steueranschluß G„) aufweist, der mittels eines elektronischen Schalters 11 kurzgeschlossen ist, der durch einen Verstärker 13 zum Verstärken eines in ein kapazitives Bauelement 12 fließenden Stromes angesteuert ist, um eine transiehte Spannung dv/dt, die an der Anode A und der Kathode K liegt, abzuleiten. Gegebenenfalls sind der PNPN-Schalter 1, der elektronische Schalter 11, der Verstärker 13 u. dgl. mit Entladungs-Überbrückungsgliedern 111, 112, 113 versehen, wie in Fig. 3 durch Strichlinien angedeutet ist. Ein derartiger Aufbau ermöglicht einen insoweit zufriedenstellenden Kurzschluß des einen PN-überganges des PNPN-Schalters, daß der am PNPN-Schalter 1 auftretende Rate-Effekt im wesentlichen vollständig verhindert werden kann, selbst wenn ein kapazitives Bauelement kleiner elektrostatischer Kapazität verwendet wird.

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Die Pig. 4 zeigt ein erstes Ausfuhrungsbexspiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung, bei der der PNPN-Schalter 1 einschließlich drei PN-Übergängen einen PN-Übergang zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines ersten Transistors 3 aufweist, dessen Basis mit dem Emitter eines zweiten Transistors 14 verbunden ist, dessen Basis wiederum an die Anode A des PNPN-Schalters über einen Kondensator 15 angeschlossen ist. Der Kollektor des zweiten Transistors 14 ist an eine Spannungsquelle 17 über einen Widerstand 16 angeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Widerstand 18 einen Last- oder Arbeitswiderstand für die Kalbleiter-Schalteinrichtung dieses Ausführungsbeispiels bildet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bewirkt das Anlegen einer ansteigenden Spannung an die Anode des unterbrochenen PNPN-Schalters (vgl. die Fig. 4), daß diese Spannung an den Kondensator 15 angelegt wird, um einen differenzierten Strom zu erzeugen, der in die Basis des zweiten Transistors 14 fließt und durch den Widerstand 14 verstärkt wird, um den ersten Transistor 3 anzusteuern. Als Ergebnis fließt der über den mittleren PN-Übergang des PNPN-Schalters 1 (dessen Polarität bezüglich der angelegten Spannung in Rückv/ärtsrichtung vorgespannt, d. h. sperrend ist) fließende Strom in den ersten Transistor 3, wie dies in der Fig. 4 durch eine Strichlinie angedeutet ist, um eine hohe dv/dt-Unempfindlichkeit zu erzeugen, wie wenn ein PN-Übergang des PNPN-Schalters durch einen niedrigen Widerstand kurzgeschlossen ist. Es ist daher möglich, die Kapazität des Kondensators 15 auf einen Wert von nicht mehr als ein Fünftel oder ein Sechstel der Kapazität von wenigstens 5 pF z. B. zu verringern, was ohne den Transistor 14 erforderlich ist, da der erste Transistor 3 abhängig von dem durch den zweiten Transistor 14 verstärkten Strom angesteuert wird. Dies ermöglicht, daß die Fläche bei der Herstellung der integrierten Schaltung auf ein Fünftel oder ein Sechstel verringert wird,

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wodurch diese leicht gefertigt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der in Pig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung. Bei diesem AusfUhrungsbeispiel ist der Kondensator 15 des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 durch eine kleine Diode 15' ersetzt, um deren Übergangskapazität aus den oben erläuterten Gründen zu verwenden.

Die Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung, bei der der erste Transistor 3 und ein Widerstand 21 parallel zwischen dem Steueranschluß G„ und der Kathode K des PNPN-Schalters liegen und bei dem die Basis des ersten Transistors 3 an den Emitter des zweiten Transistors Ik angeschlossen ist, dessen Kollektor geerdet und dessen Basis über den Kondensator 15 geerdet ist. Ein Widerstand 18 an der Anode des PNPN-Schalters 1 stellt eine Last für die Halbleiter-Schalteinrichtung dieses Ausführungsbeispiels dar, und der PNPN-Schalter empfängt an seiner Kathode K eine auf negative Werte abfallende Spannung, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung ist der Kondensator 15 nicht direkt mit der Anode A des PNPN-Schalters gekoppelt, aber auch hier werden die Vorteile der Erfindung erzielt. Mit anderen V/orten, die Spannung an der Kathode K des PNPN-Schalters 1 liegt auch an der Anode A des PNPN-Schalters 1 über den Widerstand 18, und im wesentlichen die gleiche Spannung liegt gleichzeitig am Kondensator 15 über dem Basis-Emitter-Übergang des ersten und des zweiten Transistors 3 bzw. 1*1. Die Änderung des Potentials der Kathode K bewirkt daher, daß ein differenzierter Strom über den Kondensator fließt. Dieser Strom wird durch den zweiten Transistor IM verstärkt, um den ersten Transistor 3 mit der hohen dv/dt-Unempfindlichkeit des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 anzusteuern. Ein Widerstand 21 verhindert ein fehlerhaftes Zünden aufgrund

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eines kleinen Leckstromes, wenn der PNPN-Schalter 1 bei hohen Temperaturen ist, oder dient zu einem stabilen Schutz der Transistoren 3j I^ gegenüber einer sehr kleinen transienten Spannung dv/dt, bei der sie nicht ausreichend arbeiten. Daher kann der Widerstand 21 einen hohen Widerstandswert aufweisen, so daß er keine Verringerung der Steuer-Empfindlichkeit des PNPN-Schalters bewirkt, sondern vielmehr diese beibehält.

Die Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung. Bei den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der zweite Transistor 1*1 mit einer Verstärkerfunktion mittels einer weiteren Spannungsquelle ausgestattet oder mit Erde verbunden, während er beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 einen Kollektor aufweist, der mit der Anoden-Steuerzone G. des PNPN-Schalters 1 verbunden ist. Eine Diode 22 liegt zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors 14, und ein Widerstand 23 schließt die Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors 3 kurz. Obwohl bei dieser Anordnung der Kondensator 15 der Ausführungsbeispiele der Fig. 4 und 6 nicht verwendet wird, dient die Übergangskapazität aufgrund des Basis-Kollektor-Überganges des zweiten Transistors 14 hier als Kondensator, um auch bei dieser Anordnung eine ausreichende Wirkung zu erzeugen. Mit anderen Worten, das Anlegen einer Spannung zwischen der Anode A und der Kathode K des PNPN-Schalters 1 bei der Schaltung der Fig. 7 bewirkt, daß die an den Kollektor des zweiten Transistors 14 über den ersten Übergang (in Durchlaßrichtung) des PNPN-Schalters 1 zu legende Spannung einen zum Aufladen des Basis-Kollektor-Überganges des_# zweiten Transistors 1*1 dienenden Strom mittels des Transistors 1*4 selbst verstärkt und den ersten Transistor 3 ansteuert. Der Kollektor des Transistors 1*1 ist ebenfalls mit der Anode A des PNPN-Schalters 1 verbunden, wobei ähnliche Wirkungen er-

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zielt werden. In diesem Fall fließt jedoch ein Strom von der Kathode K zur Anode A über den Emitter-Basis-übergang des ersten und des zweiten Transistors, wenn die Kathode K ein höheres Potential als die Anode A aufweist (wenn am PNPN-Schalter 1 eine Sperrspannung liegt). Dies bewirkt, daß der PNPN-Schalter die hohe Durchbruchsspannung in Durchlaß- und in Sperrichtung verliert, so daß der Kollektor des Transistors 14 mit der Anoden-Steueranschluß-Zone G^ des PNPN-Schalters verbunden ist, um einen umgekehrten Stromfluß zu verhindern. Andererseits führt das Zünden des PNPN-Schalters 1 mit gesteuertem Kathoden-Steueranschluß nach Anlegen einer Spannung zwischen der Anode A und der Kathode K zur Entladung der elektrischen Ladungen, die bisher im Kollektor-Basis-Übergang des zweiten Transistors 1H gespeichert waren. Beim Ausführungsbeispiel der Pig. 7 sind die Diode 22 und der Widerstand 23 vorgesehen, um diese Entladungsstrecke zu bilden. Andernfalls fließt der Entladungsstrom, indem der Emitter-Basisübergang des ersten und des zweiten Transistors 3 bzw. l4 durchbrochen wird (die Durchbruchsspannung am Emitter-Basisübergang beträgt gewöhnlich einige V). Dies bewirkt, daß negative elektrische Ladungen an der Basis des ersten und des zweiten Transistors beim Schalten in kurzer Periode zurückbleiben, so daß die dv/dt-Unempfindlichkeit leicht herabgesetzt wird. Die Diode 22 und der Widerstand 23 sind daher für eine Halbleiter-Schalteinrichtung vorteilhaft, die schnell arbeitet. Es sei darauf verwiesen, daß der Widerstand 21 die gleiche Punktion wie beim zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. oben) erfüllt.

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Die Pig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung. Ein PNPN-Schalter 101 der Fig.. 8 ist eine zusammengesetzte Schaltung aus einem PNP-Transistor 102 einschließlich zwei Kollektoren und einem NPN-Transistor 103 und stellt eine herkömmliche Schaltung, wie z. B. eine Ersatzschaltung eines herkömmlichen PNPN-Schalters dar, mit der Ausnahme, daß der PNP-Transistor 102 einen weiteren Kollektor aufweist. Der Emitter-Basis-übergang des ersten Transistors 3 ist mit einer Diode 24 anstelle des Widerstandes 23 versehen, und der neue Kollektor am PNP-Transistor 102 ist mit der Basis des ersten Transistors 3 über eine Pegel-Schiebe-Diode 25 verbunden. Die-

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-Ilse Anordnung bewirkt die vielfache Versorgung des aus dem neuen Kollektor des PNP-Transistors 102 zur Basis des ersten Transistors 3 fließenden Stromes und erlaubt eine Verbesserung in der dv/dt-Unempfindlichkeit, wenn eine Spannung zwischen der Anode A und der Kathode K des PNPN-Schalters 101 liegt. Das Zünden des PNPN-Schalters 101 während der Unterbrechung bewirkt, daß das Basispotential des ersten Transistors 3 auf die Durchlaß-Vorspannung schnell aufgrund der Funktion des neuen Kollektors im PNP-Transistor 102 wieder hergestellt wird, was für einen sehr schnellen Schalter von großem Vorteil ist. Die Ursache hierfür ist, daß das Basispotential des ersten Transistors 3 um ungefähr 0,7 V niedriger als dessen Emitterpotential (umgekehrt vorgespannt) aufgrund der Entladung der elektrischen Ladungen ist, die im Basis-Kollektorübergang des zweiten Transistors Ik durch die Dioden 2¹I und 22 bei Zündung des PNPN-Schalters 101 gespeichert sind, aber es kann unmittelbar zum Durchlaß-Potential zusammen mit der Stromversorgung vom neuen Kollektor des PNP-Transistors 102 wieder hergestellt werden. Es kann deshalb gesagt werden, daß der am PNP-Transistor 102 vorgesehene neue Kollektor und die Pegel-Schiebe-Diode 25 eine Art von Entladungs-überbrückungsglied ähnlich den Dioden 22, 24 bilden, obwohl diese Bauelemente im Aufbau voneinander verschieden sind.

Die Fig. 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Schalteinrichtung, bei der der erste Transistor aus einem Feldeffekttransistor (FET) besteht. Der eine übergang des PNPN-Schalters ist mit dem Widerstand 21 und einem N-Kanal-Anreicherungs-FET 31 verbunden, dessen Gate mit dem Emitter des zweiten Transistors Ik und ebenfalls mit einem Widerstand 32 gekoppelt ist. Diese Anordnung bewirkt, daß der durch den zweiten Transistor verstärkte differenzierte Strom den Widerstand 32 mit einem Spannungsabfall

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versorgt, um den FET 31 leitend zu machen.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 7 und 9 wurde der PNPN-Schalter mit einem in Längsrichtung geschichteten Aufbau beschrieben; er kann jedoch auch ein Lateral-Thyristor (oder Planar-Thyristor) sein, bei dem der PNP-Transistorteil lateral wie in einer integrierten Schaltung angeordnet ist.

Der elektronische Schalter kann ein gewöhnlich verwendeter Transistor, ein FET od. dgl. wie beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel sein und ist nicht auf dieses beschränkt. Das kapazitive Bauelement kann ein Kondensator, eine Diode, eine Übergangskapazität eines Transistors oder beliebige Kombinationen hiervon sein. Der Verstärker kann ein Transistor, ein FET, eine Vakuumröhre od. dgl. nicht nur als einstufiger Verstärker, sondern auch als mehrstufiger Verstärker sein, um den Verstärkungsfaktor zu erhöhen. Weiterhin kann die Stromversorgung für den Verstärker abgetrennt sein (vgl. Fig. H und 5) oder über die am PNPN-Schalter liegende Spannung erfolgen (vgl. Fig. 6 bis 9). Die Schaltung des oben erläuterten Ausführungsbeispiels kann auch komplementär aufgebaut sein, wobei der Strom in umgekehrter Richtung

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fließt; diese Kombinationen sind beliebig. Das Entladungsüberbrückungsglied ist gegebenenfalls vorgesehen.

Wie oben erläutert wurde, ermöglicht die Erfindung
eine Halbleiter-Schalteinrichtung mit einem PNPN-Schalter hoher dv/dt-Unempfindlichkeit und großer Empfindlichkeit, die besonders für integrierte Schaltungen vorteilhaft ist,

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Claims

- 14 Patentansprüche

1. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit einem PNPN-Schalter von Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich wenigstens drei PN-Übergängen, einer Anode und einer Kathode, mit einem Schaltglied mit einem Steueranschluß, das mit dem PNPN-Schalter verbunden ist, um einen der drei PN-Übergänge an einem beliebigen Ende des PNPN-Schalters zu überbrücken,

gekennzeichnet durch

einen Verstärker (14), und

ein kapazitives Bauelement (15) zum Differenzieren der Spannung zwischen der Anode und der Kathode des PNPN-Schalters (1), damit über den Verstärker (14) Strom in den Steueranschluß des Schaltgliedes (3) zu dessen Ansteuerung fließen kann, um so den einen der drei PN-übergänge kurzzuschließen (Fig. 4).

2. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit einem PNPN-Schalter von Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich drei PN-Übergängen, einer Anode, einem Kathoden-Steueranschluß und einer Kathode,

dadurch gekennzeichnet,

daß vorgesehen sind:
ein erster Transistor (3)j
ein zweiter Transistor (14),
ein kapazitives Bauelement (15),
ein Widerstand (16) sowie

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eine Stromquelle (17);

daß der Kollektor und der Emitter des ersten Transistors (3) zwischen dem Kathoden-Steueranschluß und der Kathode des PNPN-Schalters (1) liegen und die Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors (14) verbunden ist; und

daß die Basis des zweiten Transistors (14) mit der Anode des PNPN-Schalters (1) über das kapazitive Bauelement (15) ver bunden ist und der Kollektor über eine Serienschaltung aus dem Widerstand (16) und der Stromquelle (17) geerdet ist (Pig. M).

3. Halbleiter-Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der PN-Übergang einer Diode (15') das kapazitive Bauelement bildet (Fig. 5).

4. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit einem PNPN-Schalter von Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich drei PN-übergängen, einem Kathoden-Steueranschluß und einer Kathode,

dadurch gekennzeichnet,

daß vorgesehen sind:

ein erster Transistor (3),

ein zweiter Transistor (1*0,

ein Widerstand (21) sowie

ein kapazitives Bauelement (15); und

daß der Widerstand (21) zwischen dem Kollektor und dem Emitter des ersten Transistors (3) liegt, von dom der Kollektor und

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- l6 -

der Emitter mit dem Kathoden-Steueranschluß bzw. der Kathode des PNPN-Schalters (1) und die Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors (I¹I) verbunden sind, dessen Kollektor geerdet und dessen Basis über das kapazitive Bauelement (15) ebenfalls geerdet ist (Fig. 6).

5. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit einem PNPN-Schalter von Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich drei PN-Übergängen, einem Anoden-Steueranschluß, einem Kathoden-Steueranschluß und einer Kathode,

dadurch gekennzeichnet,

daß vorgesehen sind:

ein erster Transistor (J>)»

ein zweiter Transistor (14),

eine Diode (22) sowie

zwei Widerstände (21, 23);

daß einer (21) der beiden Widerstände (21, 23) zwischen dem Kollektor und dem Emitter des ersten Transistors (3) liegt, von dem der Kollektor und der Emitter mit dem Kathoden-Steueranschluß bzw. der Kathode des PNPN-Schalters (1) und die Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors (14) sowie mit ihrem' Emitter über den anderen Widerstand (23) verbunden sind; und

daß der Kollektor des zweiten Transistors (I¹O an den Anoden- Steueranschluß des PNPN-Schalters und die Basis an ihren Emitter Ober die Diode (22) angeschlossen sind (Fig. ?).

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6. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit einem PNPN-Schalter von Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich eines Anoden-Steueranschlusses, eines Kathoden-Steueranschlusses und einer Kathode,

d" adurch gekennzeichnet,

daß vorgesehen sind:

vier PN-übergäng.e des PNPN-Schalters (101), dessen Anoden-Steueranschluß-Zone zusätzlich eine P-Kollektor-Zone hat,

ein erster Transistor (3),
ein zweiter Transistor (1*0,
zwei Dioden (22, 24),
ein Widerstand (21) sowie
eine Pegel-Schiebe-Diode (25);

daß der Widerstand (21) zwischen dem Kollektor und dem Emitter des ersten Transistors (3) liegt, von dem der Kollektor und der Emitter mit dem Kathoden-Steueranschluß bzw. der Kathode des PNPN-Schalters (101) und die Basis mit dem Emitter des zweiten Transistors (l4) und dem einen Ende der Pegel-Schiebe-Diode (25) sowie mit ihrem Emitter über die eine (24) der beiden Dioden (22, 24) verbunden sind;

daß der Kollektor des zweiten Transistors (14) mit dem Anoden-Steueranschluß des PNPN-Schalters (101) und die Basis mit ihrem Emitter über die andere Diode (22) verbunden sind; und

daft das andere Ende der Pegel-Schiebe-Diode (25) an die zusätzlich beim Anoden-Steueranschluß des PNPN-Schalters (101) vorgesehene P-Kollektor-Zohe angeschlossen ist (Fig. 8).

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- Io -

7. Halbleiter-Schalteinrichtung, mit. einem PNPN-Schalter von , Ersatz-Vierschicht-PNPN-Aufbau einschließlich drei PN-Übergängen, einer Anode, einem Anoden-Steueranschluß, einem Katho· den-Steueransehluß und einer Kathode,

dadurch gekennzeichnet,

daß vorgesehen sind:

ein Feldeffekttransistor (3O>

ein Transistor (14),

eine Diode (22) sowie

zwei Widerstände (21, 32);

daß Drain und Source des Feldeffekttransistors (31) mit dem Kathoden-Steueranschluß bzw. der Kathode des PNPN-Schalters (1) und Gate mit dem Emitter des Transistors (14) verbunden sind;

daß einer (21) der beiden Widerstände (21, 32) zwischen Drain und Source des Feldeffekttransistors (3D und der andere (32) zwischen Gate und Source des Feldeffekttransistors (31) liegen;

daß der Kollektor des Transistors (14) mit dem Anoden-Steueranschluß des PNPN-Schalters (1) verbunden ist; und

daß die Diode (22) zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (14) liegt (Fig. 9).

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