JP2017005715A - 双方向mosfetスイッチ、及びマルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
Description
図3は双方向MOSFETスイッチ、詳しく言えば2つのMOSFETトランジスタT1とT2によって構成される回路トポロジーの第1の実施例を示す。2つの双方向MOSFETトランジスタT1とT2はそのソース端子Sとゲート端子Gによって互いに接続され、いわば事実上の双方向スイッチング素子を意味する。通常のゲート・ソース抵抗は低い「ピンチオフ」電圧を有する電界効果トランジスタT3によって置き換えられる。電界効果トランジスタT3はそのゲート端子とそのソース端子を用いて2つのMOSFETトランジスタT1とT2のソースに接続される。ドレイン端子は2つのMOSFETトランジスタT1とT2のゲートに接続される。
この回路トポロジーの別の利点は、制御電流が浮遊電圧源V1からV1、T4、T3及びT1の回路のみを流れることが可能で、且つ端子A又はBを介して流れることができず、したがって端子A及びBの外部では信号電流に重ならないという事実である。
図4にマルチプレクサとしての、ここでは1:2マルチプレクサとしての回路トポロジーを示す。対応して、入力部Aに並列に接続されて、且つ2つの出力部BとB1が生成される図3に基づく2つの双方向MOSFETスイッチが設けられる。
図5に示すように、本発明に基づく回路トポロジーは、電流を制限する抵抗器と電流を制限するダイオードとの通常の保護回路を容易に補完することができる。このような回路は図4に基づくマルチプレクサにおいて使用することもできる。詳細には、ツェナーダイオードZ1がソースSとゲートGの間に接続され、及び抵抗器R1がソースと電界効果トランジスタT3の間に接続され、及び抵抗器R2が別のMOSFETトランジスタT4と電界効果トランジスタT3もしくはゲートGとの間に接続される。
本発明に基づく回路トポロジーは、市販のNチャネルまたはPチャネルのMOSFETトランジスタをスイッチングトランジスタT1及びT2として使用することができるが、その場合、電力トランジスタもしくは高電圧トランジスタ又は高周波トランジスタであってもよい。図6に、図3との比較において補完的なトランジスタ選択を示す。この種の回路は図4に基づくマルチプレクサにおいて使用することもできる。
B 出力部
B1 出力部
C 制御電子機器
C1 制御ユニット
C2 制御ユニット
D 制御入力部
D1 フォトダイオード
G ゲート
I1 電位分離部
LED1 発光ダイオード
R1 抵抗器
R2 抵抗器
S ソース
T1 MOSFETトランジスタ
T1.1 MOSFETトランジスタ
T2 MOSFETトランジスタ
T2.1 MOSFETトランジスタ
T3 電界効果トランジスタ
T3.1 電界効果トランジスタ
T4 MOSFETトランジスタ
T4.1 MOSFETトランジスタ
V1 浮遊電圧源
Vgs ゲート電圧
Z1 ツェナーダイオード
Claims (11)
- 双方向MOSFETスイッチであって、
入力部(A)と出力部(B)と、そのソース端子及びゲート端子によって互いに接続される2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)とを備え、前記入力部(A)と前記出力部(B)はそれぞれ前記2つの双方向MOSFETトランジスタ(T1、T2)のそれぞれのドレイン端子に接続され、
制御ユニット(C1)に接続されて電位分離部(I1)を用いてガルバニック的に絶縁される制御入力部(D)を備え、前記制御ユニット(C1)は別のMOSFETトランジスタ(T4)を介して電界効果トランジスタ(T3)に対する制御電流を切り替えるために設置され、前記電界効果トランジスタ(T3)は前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)を切り替えるため、制御電流によって前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)におけるゲート(G)とソースの(S)間にゲート電圧Vgsを生成させるために設置され、及び、前記入力部(A)とガルバニック的に接続されて、且つ前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)に対するゲート電流を生成するために設置される浮遊電圧源(V1)を備える、双方向MOSFETスイッチ。 - 前記電界効果トランジスタ(T3)は、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)を接続するため、電流飽和及びそれによって引き起こされる高抵抗状態によって制御電流をゲート・ソース電圧に変化させるために設置される、請求項1に記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記電界効果トランジスタ(T3)は制御電流が流れない状態において、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)を非活性化するために、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のゲートを低抵抗において前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のソースに接続するために設置される、請求項1又は2記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記浮遊電圧源(V1)は前記2つのMOSFETランジスタ(T1、T2)の2つのドレイン電極の一方にガルバニック的に接続される、請求項1〜3の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記浮遊電圧源(V1)は前記制御ユニット(C1)に対する電圧供給源及び/又は電流供給源である、請求項1〜4の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記浮遊電圧源(V1)は、前記電界効果トランジスタ(T3)を高抵抗において制御するために、及び前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)のゲート容量を充電するための制御電流を生成するために設置される、請求項1〜5の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記制御ユニット(C1)は、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)のスイッチング状態をデコーディングするために、及び記憶するために設置される、請求項1〜6の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記別のMOSFETトランジスタ(T4)は、前記浮遊電圧源(V1)のゲート制御電流を前記制御ユニット(C1)に記憶されたスイッチング状態に応じて切り替えるために設置される、請求項1〜7の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)はNチャネルタイプであり、及び前記浮遊電圧源(V1)はその負電位を用いて前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に接続され、又はその場合、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)はPチャネルタイプであり、及び前記浮遊電圧源(V1)はその正電位を用いて前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)の一方のドレイン端子に接続される、請求項1〜8の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- 前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)がNチャネルタイプである場合、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)はPチャネルタイプであり、又はその場合、前記2つのMOSFETトランジスタ(T1、T2)がPチャネルタイプである場合、前記別のMOSFETトランジスタ(T4)はNチャネルタイプである、請求項1〜9の何れか記載の双方向MOSFETスイッチ。
- マルチプレクサであって、
1つの電位分離部(I1)と1つの浮遊電圧源(V1)とが全ての双方向MOSFETスイッチに対して共通に設けられる、請求項1〜10の何れか記載の少なくとも2つの双方向MOSFETスイッチを有する、マルチプレクサ。
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