(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続し、ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のゲートとグランドの間に、コンデンサー（３）と順方向のダイオード（４）を直列に接続し、ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のドレインをプラスの端子とし、ソースを負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護装置。
【請求項２】
ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続し、ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のゲートとグランドの間に、コンデンサー（３）と逆方向のダイオード（４）を直列に接続し、ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のドレインをマイナスの端子とし、ソースを負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護装置。
【請求項３】
ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のゲートとソースの間に抵抗（２）を接続し、ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のゲートとグランドの間に、コンデンサー（３）と逆方向の第１ダイオード（４）を直列に接続し、サイリスタ（６）のアノードをグランドに接続し、サイリスタ（６）のカソードをディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のドレインに接続し、第２ダイオード（７）のアノードをディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のソースに接続し、第２ダイオード（７）のカソードをサイリスタ（６）のゲートに接続し、サイリスタ（６）のアノード・ゲート間に、順方向の第３ダイオード（９）とコンデンサー（８）を直列に接続し、ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ（５）のドレインをマイナスの端子とし、ソースを負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護装置。
【請求項４】
ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のソースをコイル（10）の一端に接続し、ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のゲートをコイル（10）の他端に接続し、ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ（１）のドレインをプラスの端子とし、コイル（10）の他端を負荷回路に接続することを特徴とするサージ保護装置。
【請求項５】
エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のソースを負荷回路の一端に接続し、負荷回路の他端を電源の他方の端子Ｅに接続し、端子ＤＥ間に、第１抵抗（12）、第２抵抗（13）と逆方向の第１ダイオード（14）を直列に接続し、第１抵抗（12）と第２抵抗（13）の接続箇所とエンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートの間に、順方向の第２ダイオード（15）を接続し、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲート・ソース間に、逆方向のツェナー・ダイオード（16）を接続し、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートと端子Ｅの間に、コンデンサー（17）と順方向の第３ダイオード（18）を直列に接続することにより、端子Dにマイナスの電圧、端子Eにプラスの電圧がかかる周期に、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）が導通するようにエンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートとコンデンサ（17）を充電してゲート電圧を充電し、端子Dにプラスの電圧、端子Eにマイナスの電圧がかかる周期には、その充電したゲート電圧を放電せず、保持することを特徴とするサージ保護装置。
【請求項６】
エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のソースをコイル（20）の一端に接続し、コイル（20）の他端を負荷回路の一端に接続し、負荷回路の他端を電源の他方の端子Ｅに接続し、端子ＤＥ間に、第１抵抗（12）、第２抵抗（13）と逆方向の第１ダイオード（14）を直列に接続し、第１抵抗（12）と第２抵抗（13）の接続箇所とエンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートの間に、順方向の第２ダイオード（15）を接続し、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートとコイル（20）の他端の間に、逆方向のツェナー・ダイオード（16）とコンデンサー（19）を並列に接続することにより、端子Dにマイナスの電圧、端子Eにプラスの電圧がかかる周期に、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）が導通するようにエンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ（11）のゲートとコンデンサ（19）を充電してゲート電圧を充電し、端子Dにプラスの電圧、端子Eにマイナスの電圧がかかる周期には、その充電したゲート電圧を放電せず、保持することを特徴とするサージ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、雷やリアクタンス回路の開閉によるサージから、負荷回路を保護するためのサージ保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサージ保護は、保護される負荷回路の電源側に、電源線とグランド（アース）の間に、サージアブソーバを接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサージ保護においては、急峻な上昇率の電圧（サージ）が印加された場合、サージアブソーバが放電を開始する電圧（放電開始電圧）は、正常な電源電圧の３〜５倍になり、その大きな電圧が、放電電圧が下がるまでの間、負荷回路にかかるという問題があった。
【０００４】
本発明は、急峻な上昇率のサージが印加された場合、瞬間的に内部抵抗が非常に大きくなり、そして、サージ電圧が下がるにつれて、内部抵抗が小さくなるサージ保護装置を、サージアブソーバと負荷回路の間に、負荷回路に直列に接続して、負荷回路に大きなサージ電圧（放電開始電圧）がかからないようにすることができるサージ保護装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のサージ保護装置においては、サージアブソーバと負荷回路の間に、ＭＯＳＦＥＴ（以下、ＭＯＳ）を負荷回路に直列に接続し、サージが印加された場合、ＭＯＳのゲート電圧を変えて、瞬間的にＭＯＳの内部抵抗を高め、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないようにするものである。
【０００６】
【実施例】
実施例を、図１により説明する。ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ１のドレインを電源のプラス端子Ａに接続し、ＭＯＳ１のソースを負荷回路に接続し、ＭＯＳ１のゲートを抵抗２とコンデンサー３に接続し、そして、抵抗２のＭＯＳ１のゲートに接続していない方の端をＭＯＳ１のソースに接続し、コンデンサー３のＭＯＳ１のゲートに接続していない方の端をダイオード４のアノードに接続し、ダイオード４のカソードを電源のグランド端子Ｂに接続し、負荷回路のＭＯＳ１のソースに接続していない方の端を電源のグランド端子Ｂに接続する。
【０００７】
サージアブソーバは、ＭＯＳ１より電源側である端子ＡＢ間に接続されているものとする。
【０００８】
今、端子ＡＢ間に、直流のプラスの１００Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れているものとする。この時、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖであり、コンデンサー３には、電源電圧からダイオード４の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その電圧で充電されている。そして、ＭＯＳ１は、導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。
【０００９】
次に、プラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＡＢ間にかかった場合、コンデンサー３は、抵抗２とコンデンサー３の時定数により、遅れて充電されるので、端子Ａの電圧が上がり始め、ＭＯＳ１のソースの電圧（ソースとグランド間の電圧）が僅かに上がると、コンデンサー３の端子電圧（コンデンサー３のプラス端子とグランド間の電圧）は上がらないために、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の上昇分だけ下がることになる。そして、端子Ａの電圧が更に上がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより下がる。
【００１０】
そのために、サージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、ＭＯＳ１のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵抗は、非常に大きくなる。そして、ＭＯＳ１の非常に大きな内部抵抗と負荷回路の内部抵抗の比に比例して、サージによって上昇した電圧の大部分は、ＭＯＳ１にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。次に、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖになり、ＭＯＳ１は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。
【００１１】
従って、この実施例の回路は、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはたらきをする。
【００１２】
この実施例のサージ保護装置は、交流回路においても、使用することができる。交流の場合は、電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。
今、分かり易くするために、交流線の一方の線のサージ保護装置について、説明する。グランドは、電源線の他方の線に接続することもでき、また、中性線を設けて、その中性線に接続することもできる。従って、ダイオード４のカソードは、電源線の他方の線に接続することもでき、また、グランドの中性線に接続することもできる。
【００１３】
端子ＡＢ間に、交流１００Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れているものとする。ＭＯＳ１に対して、順方向の電圧の周期の時に、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖであり、コンデンサー３には、電源電圧のプラスのピーク値からダイオード４の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その電圧で充電される。そして、ＭＯＳ１は、順方向の電圧に対して、導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。
【００１４】
コンデンサー３に、直列に、ダイオード４が接続されているので、交流の順方向の電圧の周期の時に、充電されたコンデンサー３の端子電圧（コンデンサー３のプラス端子とグランド間の電圧）は、交流の逆方向の電圧の周期になっても、放電せず、保持される。
【００１５】
従って、交流の順方向の周期において、プラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＡＢ間にかかった場合、直流電源の時と同様に、コンデンサー３は、抵抗２とコンデンサー３の時定数により、遅れて充電されるので、端子Ａの電圧が上がり始め、ＭＯＳ１のソースの電圧（ソースとグランド間の電圧）が僅かに上がると、コンデンサー３の端子電圧（コンデンサー３のプラス端子とグランド間の電圧）は上がらないために、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の上昇分だけ下がることになる。そして、端子Ａの電圧が更に上がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより下がる。
【００１６】
そのために、交流において、順方向のサージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、ＭＯＳ１のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵抗は、非常に大きくなり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。従って、図１の実施例の回路は、交流回路においても、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはたらきをする。
【００１７】
次に、端子ＣＢ間に、直流のマイナスの１００Ｖの定常電圧がかかり、マイナスのサージに対する保護装置の実施例を、図２により説明する。
ディプレッション形Ｐ型ＭＯＳ５のドレインを電源のマイナス端子Ｃに接続し、ＭＯＳ５のソースを負荷回路に接続し、ＭＯＳ５のゲートを抵抗２とコンデンサー３に接続し、そして、抵抗２のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の端をＭＯＳ５のソースに接続し、コンデンサー３のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の端をダイオード４のカソードに接続し、ダイオード４のアノードを電源のグランド端子Ｂに接続し、負荷回路のＭＯＳ５のソースに接続していない方の端を電源のグランド端子Ｂに接続する。
【００１８】
サージアブソーバは、ＭＯＳ５より電源側である端子ＣＢ間に接続されているものとする。
【００１９】
今、端子ＣＢ間に、直流のマイナスの１００Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れているものとする。この時、ＭＯＳ５のゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖであり、コンデンサー３には、電源電圧からダイオード４の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その電圧で充電されている。そして、ＭＯＳ５は、導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。
【００２０】
次に、端子Ｃにマイナスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＣＢ間にかかった場合、電圧の正負は逆であるが、図１の実施例と同様に、コンデンサー３は、抵抗２とコンデンサー３の時定数により、遅れて充電されるので、端子Ｃの電圧が下がり始め、ＭＯＳ５のソースの電圧（ソースとグランド間の電圧）が僅かに下がると、ＭＯＳ５のゲート電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の降下分だけ上がることになる。そして、端子Ｃの電圧が更に下がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより上がる。
【００２１】
そのために、サージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ５のゲート電圧は、ＭＯＳ５のしきい電圧近くまで上がり、ＭＯＳ５の内部抵抗は、非常に大きくなり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。そして、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖになり、ＭＯＳ５は、内部抵抗の小さい導通状態に戻り、サージ保護装置のはたらきをする。
この実施例のサージ保護装置は、交流回路においても、使用することができる。交流の場合は、電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。
【００２２】
次に、図２の実施例の保護回路に、サージアブソーバとして、サイリスタ（ＳＣＲ）を組み込んだ実施例を、図３により説明する。
ＭＯＳ５のドレインを電源のマイナス端子Ｃに接続し、ＭＯＳ５のソースを負荷回路に接続し、ＭＯＳ５のゲートを抵抗２とコンデンサー３に接続し、そして、抵抗２のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の端をＭＯＳ５のソースに接続し、コンデンサー３のＭＯＳ５のゲートに接続していない方の端をダイオード４のカソードに接続し、ダイオード４のアノードを電源のグランド端子Ｂに接続し、負荷回路のＭＯＳ１のソースに接続していない方の端を電源のグランド端子Ｂに接続し、ＳＣＲ６のアノードを、グランド端子Ｂに接続し、ＳＣＲ６のカソードをマイナス端子Ｃに接続し、ダイオード７のアノードをＭＯＳ５のソースに接続し、ダイオード７のカソードをコンデンサー８に接続し、コンデンサー８のダイオード７のカソードに接続していない方の端を、ダイオード９のカソードに接続し、ダイオード９のアノードを、グランド端子Ｂに接続し、ＳＣＲ６のゲートを、ダイオード７のカソードに接続する。
【００２３】
今、マイナス端子Ｃには、定電圧ではなく、信号電圧が載ったマイナス電圧がかかり、信号電流が流れているとする。コンデンサー８とダイオード９が、直列に接続しているので、コンデンサー８には、信号電圧を含むマイナスの定電圧が充電され、保持される。従って、信号電圧によって、コンデンサー８は、充放電しないために、信号電圧によって、マイナス電圧が変動しても、ＳＣＲ６のゲートに、ゲート電流は流れず、ＳＣＲ６は不導通状態である。
【００２４】
仮に、ダイオード９を接続せずに、コンデンサー８だけをＳＣＲ６のアノード・ゲート間に接続すると、信号電圧の変動によるコンデンサー８の充放電により、ＳＣＲ６はスイッチし、導通状態になることがあるので、信号線には使用できないが、コンデンサー８とダイオード９を、直列に接続することにより、信号線に使用することができる。
【００２５】
端子Ｃに、急峻な大きなマイナスのサージ電圧がかかった場合、その時間変化（ｄＶ／ｄｔ）によるコンデンサー８の変位電流が、ＳＣＲ６のゲートに流れて、ＳＣＲ６は導通状態になる。そして、ＳＣＲ６がスイッチする時、ＳＣＲ６には、ある大きさのサージ電圧がかかっているが、ＭＯＳ５は、既に内部抵抗が大きくなっているので、負荷回路にサージ電圧をかけることなく、ＳＣＲ６によって、サージ電流を流し、サージ電圧をグランド電圧に近づけることができる。
【００２６】
端子Ｃに、緩慢な大きなマイナスのサージ電圧がかかった場合、コンデンサー８からＳＣＲ６のゲート電流は流れないが、緩慢なサージ電圧によって、ＭＯＳ５の内部抵抗は大きくなり、ＭＯＳ５の両端に電位差が生じる。その電位差により、ダイオード７からゲート電流が流れて、ＳＣＲ６はスイッチし、導通状態になるので、負荷回路にサージ電圧をかけることなく、サージ電流を流し、サージ電圧をグランド電圧に近づけることができる。
【００２７】
緩慢なサージ電圧に対しては、コンデンサー８とダイオード９に並列にツェナー・ダイオードを接続し、そのツェナー・ダイオードからゲートに電流を流して、ＳＣＲ６をスイッチすることもできるが、ツェナー・ダイオードを使用すると、端子Ｃにかかる信号線の定常電圧が変わる度に、ツェナー・ダイオードを変えることが必要であるが、ダイオード７からゲート電流を流すことにより、信号線の定常電圧が変わっても使用でき、サージから負荷回路を保護することができる。
【００２８】
次に、別の実施例を図４により説明する。ディプレッション形Ｎ型ＭＯＳ１のドレインを電源のプラス端子Ａに接続し、ＭＯＳ１のソースをコイル10に接続し、コイル10のＭＯＳ１のソースに接続していない方の端を負荷回路に接続し、ＭＯＳ１のゲートをコイル10のＭＯＳ１のソースに接続していない方の端に接続し、負荷回路のコイル10に接続していない方の端を電源のマイナス（グランド）端子Ｂに接続する。
【００２９】
サージアブソーバは、ＭＯＳ１より電源側である端子ＡＢ間に接続されているものとする。
【００３０】
今、端子ＡＢ間に、直流のプラスの１００Ｖの定常電圧がかかり、負荷回路に正常電流が流れているものとする。ＭＯＳ１は、導通状態であり、内部抵抗は、小さい状態である。次に、プラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＡＢ間にかかり、急に過電流が流れようとすると、コイル10の両端には、その急な電流変化を阻止しようと電圧が発生する。コイル10の両端に電圧が発生すると、発生した電圧の大きさだけ、ＭＯＳ１のゲート電圧（Ｖgs）は下がることになる。従って、コイル10の両端に、大きな電圧が発生すると、ＭＯＳ１のゲート電圧は、しきい電圧の近くまで下がる。
【００３１】
そのために、サージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ１のゲート電圧は、ＭＯＳ１のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ１の内部抵抗は、非常に大きくなるので、サージによって上昇した電圧の大部分は、ＭＯＳ１にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。そして、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧（Ｖgs）は、０Ｖになり、ＭＯＳ１は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。
【００３２】
従って、この実施例の回路は、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはたらきをする。この実施例のサージ保護装置は、図１の実施例と同様に、交流回路においても、使用することができる。交流の場合は、電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。
【００３３】
次に、別の実施例を、図５により説明する。この実施例のサージ保護装置は、交流回路専用であり、電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。上述と同様に、分かり易くするために、交流の電源線の一方の線のサージ保護装置について説明する。グランドは、電源線の他方の線に接続することもでき、また、中性線を設けて、その中性線に接続することもできる。従って、ダイオード18のカソードは、電源線の他方の線に接続することもでき、また、グランドの中性線に接続することもできる。
【００３４】
エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ11のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、ＭＯＳ11のソースを負荷回路に接続し、負荷回路のＭＯＳ11のソースに接続していない方の端を電源の他方の端子Ｅに接続し、ＭＯＳ11のゲートをダイオード15のカソードに接続し、ダイオード15のアノードを抵抗12、13に接続し、抵抗12のダイオード15のアノードに接続していない方の端をＭＯＳ11のドレインに接続し、抵抗13のダイオード15のアノードに接続していない方の端をダイオード14のカソードに接続し、ダイオード14のアノードを端子Ｅに接続し、ＭＯＳ11のゲートは、また、ツェナー・ダイオード16のカソードと、コンデンサー17に接続し、そして、ツェナー・ダイオード16のアノードは、ＭＯＳ11のソースに接続し、コンデンサー17のＭＯＳ11のゲートに接続していない方の端をダイオード18のアノードに接続し、ダイオード18のカソードを端子Ｅに接続する。
【００３５】
サージアブソーバは、ＭＯＳ11より電源側である端子ＤＥ間に接続されているものとする。
【００３６】
今、交流１００Ｖの定常電圧が、端子ＤＥ間にかかり、エンハンスメント形ＭＯＳ11にかかる時、順方向の最初の周期では、ＭＯＳ11のゲートは、抵抗12とダイオード15を通じて、ＭＯＳ11のドレインに接続しているので、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、ＭＯＳ11のドレイン電圧（Ｖds）に近い大きさになる。ＭＯＳ11のゲート電圧は、あまり大きく（高く）ないので、ＭＯＳ11の内部抵抗は少し大きい。
【００３７】
交流電圧の次の逆方向の周期では、逆方向電流が、ＭＯＳ11のソースからドレインに流れるが、ダイオード14と抵抗13、12にも流れる。そして、逆方向電流による抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11の適正なゲート電圧（Ｖgs）の値（１０〜１５Ｖ）の大きさになるように、抵抗12と抵抗13の抵抗値の割合を選べば、その抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）として、ＭＯＳ11のゲートに充電される。また、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ツェナー・ダイオード16のツェナー電圧より大きくならない。
【００３８】
そして、交流電圧の次の順方向の周期になっても、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ダイオード15によって阻止されて、放電せず、保持されるので、次の順方向の周期の最初から、ＭＯＳ11のゲート電圧は、適正なゲート電圧になって、ＭＯＳ11は内部抵抗の小さい導通状態になり、その後の周期においても、その導通状態が維持される。
【００３９】
コンデンサー17には、交流の順方向の電圧の周期における負荷回路の電圧降下のピーク値に、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）を加えた電圧から、ダイオード15、18の順方向電圧を差し引いた電圧がかかり、その電圧で充電される。そして、コンデンサー17に、直列に、ダイオード18が接続されているので、充電されたコンデンサー17の端子電圧（コンデンサー17のプラス端子とグランド間の電圧）は、交流の逆方向の電圧の周期になっても、放電せず、保持される。
【００４０】
従って、交流の順方向の周期において、プラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＤＥ間にかかった場合、コンデンサー17は、抵抗12とコンデンサー17の時定数により、遅れて充電されるので、端子Ｄの電圧が上がり始め、ＭＯＳ11のソースの電圧（ソースとグランド間の電圧）が僅かに上がると、コンデンサー17の端子電圧（コンデンサー17のプラス端子とグランド間の電圧）は上がらないために、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、ソースの電圧の上昇分だけ下がることになる。そして、端子Ｄの電圧が更に上がると、ゲート電圧（Ｖgs）はより下がる。
【００４１】
そのために、交流の順方向のサージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ＭＯＳ11のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ11の内部抵抗は、非常に大きくなる。そして、ＭＯＳ11の非常に大きな内部抵抗と負荷回路の内部抵抗の比に比例して、サージによって上昇した電圧の大部分は、ＭＯＳ11にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。次に、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧は、元の電圧になり、ＭＯＳ11は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。
【００４２】
従って、図５の実施例の回路は、交流回路において、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはたらきをすることができる。
【００４３】
次に、交流回路専用の別の実施例を、図６により説明する。
この実施例は、図５の実施例の一部を変えたものであるから、図５と同じ部品は、同じ番号を付けている。
この実施例のサージ保護装置は、交流の電源線の２線の双方に、このサージ保護装置を接続する。上述と同様に、分かり易くするために、交流線の一方の線のサージ保護装置について説明する。
【００４４】
エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳ11のドレインを電源の一方の端子Ｄに接続し、ＭＯＳ11のソースをコイル20に接続し、コイル20のＭＯＳ11のソースに接続していない方の端を負荷回路に接続し、負荷回路のコイル20に接続していない方の端を電源の他方の端子Ｅに接続し、ＭＯＳ11のゲートをダイオード15のカソードに接続し、ダイオード15のアノードを抵抗12、13に接続し、抵抗12のダイオード15のアノードに接続していない方の端をＭＯＳ11のドレインに接続し、抵抗13のダイオード15のアノードに接続していない方の端をダイオード14のカソードに接続し、ダイオード14のアノードを端子Ｅに接続し、ＭＯＳ11のゲートは、また、ツェナー・ダイオード16のカソードと、コンデンサー19に接続し、そして、ツェナー・ダイオード16のアノードとコンデンサー19のＭＯＳ11のゲートに接続していない方の端を、コイル20のＭＯＳ11のソースに接続していない方の端に接続する。
【００４５】
サージアブソーバは、ＭＯＳ11より電源側である端子ＤＥ間に接続されているものとする。
【００４６】
今、交流１００Ｖの定常電圧が、端子ＤＥ間にかかり、エンハンスメント形ＭＯＳ11にかかる時、順方向の最初の周期では、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、ＭＯＳ11のドレイン電圧（Ｖds）に近い大きさになり、あまり大きく（高く）ないので、ＭＯＳ11の内部抵抗は少し大きい。
【００４７】
交流電圧の次の逆方向の周期では、逆方向電流による抵抗12における電圧降下が、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）として、ＭＯＳ11のゲートとコンデンサー19に充電される。また、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ツェナー・ダイオード16のツェナー電圧より大きくならない。
【００４８】
そして、交流電圧の次の順方向の周期になっても、ＭＯＳ11のゲート電圧とコンデンサー19の充電電圧は、ダイオード15によって阻止されて、放電せず、保持されるので、次の順方向の周期の最初から、ＭＯＳ11のゲート電圧は、適正なゲート電圧になって、ＭＯＳ11は内部抵抗の小さい導通状態になり、その後の周期においても、その導通状態が維持される。
【００４９】
従って、交流の順方向の周期において、プラスの急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が、端子ＤＥ間にかかり、急に過電流が流れようとすると、コイル20の両端には、その急な電流変化を阻止しようと電圧が発生する。
【００５０】
コイル20の両端に電圧が発生すると、発生した電圧により、ＭＯＳ11のゲート電圧は下がることになる。そして、コイル20の両端に、大きな電圧が発生すると、ＭＯＳ11のゲート電圧（Ｖgs）は、しきい電圧の近くまで下がる。
【００５１】
そのために、交流の順方向のサージ電圧がかかった瞬間に、ＭＯＳ11のゲート電圧は、ＭＯＳ11のしきい電圧近くまで下がり、ＭＯＳ11の内部抵抗は、非常に大きくなる。そして、サージによって上昇した電圧の大部分は、ＭＯＳ11にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからない。次に、サージ電圧がなくなると、ゲート電圧は、元の電圧になり、ＭＯＳ11は、内部抵抗の小さい導通状態に戻る。
【００５２】
従って、図６の実施例の回路は、交流回路において、負荷回路に大きなサージ電圧がかからないように、サージを防ぐことができるサージ保護装置のはたらきをすることができる。
【００５３】
図５、図６の実施例は、Ｎ型ＭＯＳを使用しているが、Ｐ型ＭＯＳでも構成することができ、また、マイナスのサージ電圧を防ぐように構成することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果をある。
【００５５】
急峻なサージ電圧がかかり、サージアブソーバの大きな放電開始電圧が電源端子間にかかっても、サージによって上昇した電圧の大部分は、サージ保護装置にかかり、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからないようにすることができる。
【００５６】
緩慢なサージ電圧がかかっても、サージアブソーバが機能する前に、サージ保護装置の内部抵抗は大きくなるので、負荷回路には、大きなサージ電圧はかからないようにすることができる。
【００５７】
交流電源の逆方向の周期の電圧によって、エンハンスメント形Ｎ型ＭＯＳのゲート電圧がシュレッショルド電圧以上になるように充電し、正方向の周期に、その充電した電圧を放電せず、保持することにより、チャージポンプ等の昇圧回路を使わずに、Ｎ型ＭＯＳをハイサイドに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【図２】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【図３】サージアブソーバを組み込んだサージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【図４】サージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【図５】交流専用のサージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【図６】交流専用のサージ保護装置の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
１、５、11  ＭＯＳ
６  ＳＣＲ
２、12、13  抵抗
４、７、９、14、15、16、18  ダイオード
３、８、17、19  コンデンサー
10、20  コイル
【図１】
0003658597.tif 000002
【図２】
0003658597.tif 000003
【図３】
0003658597.tif 000004
【図４】
0003658597.tif 000005
【図５】
0003658597.tif 000006
【図６】
0003658597.tif 000007