半导体继电装置制造方法及图纸

实施方式提供一种半导体继电装置，其由绝缘分离的输入侧和输出侧构成，即使在输出侧不包含恒流源，也能够保护输出侧的设备免受过热的影响。实施方式的半导体继电装置包含转换电路部、齐纳二极管、串联连接的n个二极管、晶闸管以及晶体管。转换电路部基于输入信号使第一电流在第一节点流过。齐纳二极管具有与第二节点连接的阳极以及与第一节点连接的阴极。n个二极管中的第一端的一个二极管的阳极与第一节点连接，n个二极管中的第二端的一个二极管的阴极与第三节点连接。晶闸管包含与第一节点连接的阴极、与第二节点连接的阳极以及与第三节点连接的控制端子。晶体管具有与第一节点连接的栅极。接的栅极。接的栅极。

【技术实现步骤摘要】
半导体继电装置
[0001]关联申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2021
‑
48949号(申请日：2021年3月23日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部的内容。


[0003]实施方式总体上涉及一种半导体继电装置。

技术介绍

[0004]已知一种半导体继电装置，根据输入信号，对在输出端子上连接的设备的电路进行开闭。根据半导体继电装置，通过使用半导体的装置(部件)来控制电路的开闭。这种半导体继电装置能够以磁、电容及光等非接触的方式接收输入信号。通常，这种半导体继电装置需要具有保护输出侧的设备免受因施加过大的电压、流入过大的电流以及过热带来的影响的机构。

技术实现思路

[0005]实施方式提供一种半导体继电装置，在由绝缘分离的输入侧(一次侧)和输出侧(二次侧)构成的半导体继电器中，即使在二次侧不包含外部电源，也能够保护半导体继电装置自身以及输出侧的设备不受过热的影响。
[0006]一个实施方式的半导体继电装置包含转换电路部、齐纳二极管、n个二极管、晶闸管以及晶体管。上述转换电路部从外部接收输入信号，并基于上述输入信号使第一电流在第一节点流过。上述齐纳二极管具有与第二节点连接的阳极以及与上述第一节点连接的阴极。上述n个二极管串联连接，上述n个二极管中的第一端的一个二极管的阳极与上述第一节点连接，上述n个二极管中的第二端的一个二极管的阴极与第三节点连接。上述晶闸管包含与上述第一节点连接的阳极、与上述第二节点连接的阴极以及与上述第三节点连接的控制端子。上述晶体管具有与上述第一节点连接的栅极。
附图说明
[0007]图1示出了第一实施方式的系统的功能块。
[0008]图2示出了第一实施方式的半导体继电装置的第一耦合型的情况下的电路的结构及功能块。
[0009]图3示出了第一实施方式的半导体继电装置的第二耦合型的情况下的电路的结构及功能块。
[0010]图4示出了第一实施方式的半导体继电装置的第三耦合型的情况下的电路的结构。
[0011]图5示出了第一实施方式的不同温度下的二极管集合端子电压。
[0012]图6示出了第一实施方式的半导体继电装置中的二极管的数量与半导体继电装置
的温度之间的关系。
[0013]图7示出了第一实施方式的半导体继电装置的工作期间的一个状态。
[0014]图8示出了第一实施方式的半导体继电装置的工作期间的一个状态。
[0015]图9沿时间示出了第一实施方式的半导体继电装置的工作期间的一些要素的值。
[0016]图10示出了第一实施方式的接收电路的温度与控制信号的电压之间的关系。
[0017]图11示出了第一实施方式的半导体继电装置的应用例。
[0018]图12示出了第一实施方式的变形例的半导体继电装置的电路结构。
具体实施方式
[0019]以下，参照附图对实施方式进行说明。在以下的说明中，具有大致相同的功能和结构的构成要素被标注相同的参照符号，且有时会省略重复的说明。
[0020]在本说明书和权利要求书中，所谓某第一要素与另一个第二要素“连接”包含如下情况：第一要素直接地或始终或选择性地经由导电性的要素而与第2要素连接。
[0021]1.第一实施方式
[0022]1.1.结构
[0023]1.1.1.系统
[0024]图1示出了第一实施方式的系统700的功能块。系统700例如可以作为空调设备来实现。如图1所示，系统700包含输入侧设备500、半导体继电装置100以及输出侧设备600。
[0025]输入侧设备500向半导体继电装置100发送输入信号Sin。输入信号Sin是电信号，传输用于控制输出侧设备600的导通或断开的信息。在系统700是空调设备的情况下，输入侧设备500的例子包含遥控器。在系统700是空调设备的情况下，输入信号Sin的例子包含控制恒温器(thermostat)的信号。
[0026]输出侧设备600与半导体继电装置100连接，基于经由半导体继电装置100的输入侧设备500的控制而导通或断开。在系统700是空调设备的情况下，输出侧设备600的例子包含控制电磁阀的电动机。
[0027]半导体继电装置100接收输入信号Sin，在保持将输入侧设备500和输出侧设备600电分离的状态下，根据输入信号Sin使输出侧设备600导通或断开。半导体继电装置100使用能够传递信号的任意的耦合。耦合的例子包含电容耦合，磁耦合和光耦合。半导体继电装置100例如可以是包含多个具有半导体元件的芯片(半导体芯片)以及密封半导体芯片的封装在内的半导体部件。
[0028]半导体继电装置100包含发送电路200、接收电路300以及开关电路400。
[0029]发送电路200根据输入信号Sin生成输入信号Inr。发送电路200例如可以是半导体芯片。传输电路200的细节取决于半导体继电装置100所使用的耦合的形式。输入信号Inr的形式取决于半导体继电装置100所使用的耦合的形式。后面描述发送电路200的具体示例。
[0030]接收电路300与发送电路200绝缘分离。接收电路300能够传递信号，并且以除了电耦合以外的任意方式与发送电路200耦合。即，接收电路300可以接收取决于半导体继电装置100所使用的耦合方式的输入信号Inr。接收电路300的细节基于发送电路200和接收电路300的耦合形式。接收电路300根据输入信号Inr生成控制信号SC。接收电路300例如可以是半导体芯片。关于接收电路300，将在后面进一步记述。
[0031]开关电路400在一端与端子TM1连接，在另一端与端子TM2连接。开关电路400接收控制信号SC，根据控制信号SC而导通或断开，即，将端子TM1和端子TM2电连接或断开。控制信号SC可以采取使开关电路400导通的状态，或者使开关电路400断开的状态。以下，控制信号SC使开关电路400导通的状态有时被称为，控制信号SC处于导通指示状态。另一方面，控制信号SC使开关电路400断开的状态有时被称为，控制信号SC处于断开指示状态。开关电路400例如可以是半导体芯片。开关电路400根据控制信号SC导通，即，使端子TM1和端子TM2电导通。另外，开关电路400根据控制信号SC来断开，即，使端子TM1和端子TM2为电气非导通。开关电路400构成输出侧设备600的工作所需的电流流过的路径(电流路径)的一部分。当开关电路400导通时，则形成有输出侧设备600的电流路径，输出侧设备600能够工作，即，输出侧设备600导通。当开关电路400断开时，则没有形成输出侧设备600的电流路径，输出侧设备600不能工作，即，输出侧设备600断开。
[0032]进一步描述接收电路300。接收电路300包含保护电路部1、控制电路部2以及转换电路部3。控制电路部2将通过转换电路部3的转换而得到的电信号的电压的大小抑制为不超过一定的大小。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体继电装置，具备：转换电路部，从外部接收输入信号，并基于所述输入信号使第一电流在第一节点流过；齐纳二极管，具有与第二节点连接的阳极以及与所述第一节点连接的阴极；n个二极管，所述n个二极管以串联的方式连接，所述n个二极管中的第一端的一个二极管的阳极与所述第一节点连接，所述n个二极管中的第二端的一个二极管的阴极与第三节点连接；晶闸管，包含与所述第一节点连接的阳极、与所述第二节点连接的阴极以及与所述第三节点连接的控制端子；以及晶体管，具有与所述第一节点连接的栅极。2.根据权利要求1所述的半导体继电装置，其中，所述n个二极管包含第1二极管至第n二极管，在i为2以上且n
‑
1以下的所有自然数的情况下，所述第i二极管在阳极与第i
‑
1二极管的阴极连接，所述第1二极管在阳极与所述第一节点连接，所述第n二极管在阳极与所述第n
‑
1二极管的阴极连接，并且在阴极与所述第三节点连接。3.根据权利要求1所述的半导体继电装置，其中，所述转换电路部在接收所述输入信号的期间，在所述第一节点与第四节点之间输出第一电压，所述齐纳二极管的击穿电压低于所述第一电压。4.根据权利要求2所述的半导体继电装置，其中，所述转换电路部在接收所述输入信号的期间，在所述第一节点与第四节点之间输出第一电压，所述齐纳二极管的击穿电压低于所述第一电压。5.根据权利要求3所述的半导体继电装置，其中，所述击穿电压高于所述晶体管的阈值电压。6.根据权利要求4所述的半导体继电装置，其中，所述击穿电压高于所述晶体管的阈值电压。7.根据权利要求6所述的半导体继电装置，其中，所述n个二极管各自在所述二极管处于第一温度时具有第一大小的正向电压，且在该二极管处于比所述第一温度高的第二温度时具有小于所述第一大小的第二大小的正向电压。8.根据权利要求1～5中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹰居直也，泷藤之博，斋藤圭太，田中和喜，
申请(专利权)人：东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：