(57)【要約】【課題】光トリガ感度を低下させることなく、誤動作しにくい光トリガサイリスタを提供すること。【解決手段】本発明の光トリガサイリスタ１は、光照射によって遮断状態から導通状態に移行するサイリスタ２のＰ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間に、抵抗３と、コレクタとベースとの間を接続したバイポーラトランジスタ４と、を並列に接続し、前記バイポーラトランジスタ４のベースとエミッタとの間に、抵抗５と、フォトダイオード（光トリガ素子）６と、を並列に接続したことを特徴としている。なお、光トリガ素子は、フォトダイオード６に代えて、フォトトランジスタ、フォトサイリスタ、その他のものを用いてもよい。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射によって遮断状態から導通状態に移行するサイリスタのＰ型ゲートとカソードとの間に、抵抗と、コレクタとベースとの間を接続したバイポーラトランジスタと、を並列に接続し、前記バイポーラトランジスタのベースとエミッタとの間に、抵抗と、光トリガ素子と、を並列に接続したことを特徴とする光トリガサイリスタ。
【請求項２】
前記光トリガ素子は、フォトダイオードであって、そのフォトダイオードのアノードを前記サイリスタのカソードに接続しているものである請求項１記載の光トリガサイリスタ。
【請求項３】
前記光トリガ素子は、Ｎ型のコレクタとＰ型のベースとＮ型のエミッタを有するフォトトランジスタであって、そのフォトトランジスタのエミッタを前記サイリスタのカソードに接続しているものである請求項１記載の光トリガサイリスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源等に接続した負荷のスイッチング等に用いる光トリガサイリスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光トリガサイリスタとして、例えば図３に示すようなものがある。同図は、光トリガサイリスタの回路図である。
【０００３】
この光トリガサイリスタ１００は、光照射によってアノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間が遮断状態から導通状態に移行するものであって、アノード端子Ａを接続するＰ型のアノード２ａ、Ｎ型ゲート２ｂ、Ｐ型ゲート２ｃ、カソード端子Ｋを接続するＮ型のカソード２ｄから構成されるサイリスタ２と、Ｐ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間に接続する抵抗３と、を備えている。
【０００４】
次に、上記構成による光トリガサイリスタ１００が、ＬＥＤ等の発光素子によって光照射を受けたときの動作について説明する。
【０００５】
光トリガサイリスタ１００は、発光素子から光照射されると、主としてＮ型ゲート２ｂ中に電子正孔対が発生して、Ｐ型ゲート２ｃからカソード２ｄに向かって光励起電流が流れ、やがて光照射量が所定量を超えると光トリガされて遮断状態から導通状態に移行するのである。
【０００６】
よって、光トリガサイリスタ１００は、抵抗３の抵抗値が小さければ小さいほど、抵抗３を介してカソード２ｄに向かって光励起電流が流れ易くなるので、光トリガ感度が低いものとなり、一方、抵抗３の抵抗値が大きければ大きいほど、Ｐ型ゲート２ｃからカソード２ｄに向かって光励起電流が流れ易くなるので、光トリガ感度が高いものとなる。
【０００７】
なお、光トリガサイリスタ１００は、アノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間が一旦導通すると、光照射が止んでも、前記両端子間が保持電流以下にならない限り導通し続ける。したがって、この光トリガサイリスタ１００は、主に、交流電源等に接続した負荷のスイッチング等に好適に使用することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光トリガサイリスタ１００は、交流電源等に接続した負荷のスイッチング等に使用されているときに、アノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間にノイズのような急峻な立ち上がり電圧が印加された場合、Ｐ型ゲート２ｃからカソード２ｄに向かって過渡電流が流れることとなる。これにより、光トリガサイリスタ１００は、光照射されていないのにかかわらず、トリガされて遮断状態から導通状態に移行してしまうことがあった。これを防止するには、光トリガサイリスタ１００は、抵抗３の抵抗値を小さくして、過渡電流が抵抗３を介してカソード端子Ｋに流れ易くすればよい。
【０００９】
しかしながら、前述したとおり、光トリガサイリスタ１００は、抵抗３の抵抗値が大きいほど、少ない光照射量でも光トリガされ易くなるので、ノイズが印加されたときに誤動作しにくいように抵抗３の抵抗値を小さくすると、光照射されたときに光トリガされにくくなり、光トリガ感度が低下することとなる。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、光トリガ感度を低下させることなく、誤動作しにくい光トリガサイリスタを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の光トリガサイリスタは、光照射によって遮断状態から導通状態に移行するサイリスタのＰ型ゲートとカソードとの間に、抵抗と、コレクタとベースとの間を接続したバイポーラトランジスタと、を並列に接続し、前記バイポーラトランジスタのベースとエミッタとの間に、抵抗と、光トリガ素子と、を並列に接続したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に係る発明の光トリガサイリスタは、請求項１の構成において、前記光トリガ素子は、フォトダイオードであって、そのフォトダイオードのアノードを前記サイリスタのカソードに接続しているものである。
【００１３】
請求項３に係る発明の光トリガサイリスタは、請求項１の構成において、前記光トリガ素子は、Ｎ型のコレクタとＰ型のベースとＮ型のエミッタを有するフォトトランジスタであって、そのフォトトランジスタのエミッタを前記サイリスタのカソードに接続しているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、従来の技術において説明したものと基本的機能が実質的に同様の部分には同一の符号を付し、共通する部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図１は、本発明に係る光トリガサイリスタ１の第１の実施の形態を示す回路図である。図において、２はサイリスタ、３は抵抗、４はＮＰＮバイポーラトランジスタ（バイポーラトランジスタ）、５は抵抗、６はフォトダイオード（光トリガ素子）である。
【００１６】
この光トリガサイリスタ１は、図示していないが適宜設けられるＬＥＤ等の発光素子によって光照射を受けてアノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間が遮断状態から導通状態に移行するものであって、アノード端子Ａを接続するＰ型のアノード２ａ、Ｎ型ゲート２ｂ、Ｐ型ゲート２ｃ、カソード端子Ｋを接続するＮ型のカソード２ｄから構成されるサイリスタ２のＰ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間に、抵抗３と、コレクタとベースとの間を接続したＮＰＮバイポーラトランジスタ４と、を並列に接続し、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４のベースとエミッタとの間に、抵抗５と、フォトダイオード６と、を並列に接続している。ここで、フォトダイオード６は、そのアノードをサイリスタ２のカソード２ｄに接続している。
【００１７】
かくして、この光トリガサイリスタ１は、光照射されていないときに、アノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間にノイズのような急峻な立ち上がり電圧が印加された場合、アノード端子Ａ、アノード２ａ、Ｎ型ゲート２ｂ、及びＰ型ゲート２ｃを介して抵抗５に過渡電流が流れる。すると、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４は、そのベースとエミッタとの間に電位差が発生するため、コレクタとエミッタとの間が導通して低抵抗状態になる。その結果、光トリガサイリスタ１は、Ｐ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間がクランプされるので、抵抗３の抵抗値に影響されることなく、アノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間が、遮断状態から導通状態に移行しにくくなるのである。
【００１８】
一方、この光トリガサイリスタ１は、発光素子から光照射されると、光トリガ素子であるフォトダイオード６が導通するため、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４のベースとエミッタとの間がクランプされる。そうすると、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４は、コレクタとエミッタとの間が導通しなくなる。その結果、光トリガサイリスタ１は、その光トリガ感度を、抵抗３の抵抗値によって設定することができることとなるのである。
【００１９】
このように、この光トリガサイリスタ１は、光照射されていないときにアノード端子Ａとカソード端子Ｋとの間にノイズが印加された場合、抵抗３の抵抗値いかんにかかわらず、Ｐ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間が低抵抗状態になるので、誤動作しにくく、Ｐ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間に接続する抵抗の抵抗値を大きくすることができるので、光トリガ感度が高いものとなる。また、上記構成によると、フォトダイオード６は、例えばサイリスタ２のＰ型ゲート２ｃ及びカソード２ｄを製造するときに、同時に作製することができるので、光トリガ素子を容易に製造することができるものとなり、以って光トリガサイリスタ１の製造工程が簡易なものとなる。
【００２０】
以上、本発明に係る光トリガサイリスタの第１の実施の形態を説明したが、光トリガ素子は種々の素子に変えることが可能であり、以下に示す構成にしてもよい。
【００２１】
（第２の実施の形態）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図２は、本発明に係る光トリガサイリスタ１の第２の実施の形態を示す回路図である。
【００２２】
この光トリガサイリスタ１は、光トリガ素子として、ＮＰＮ型のフォトトランジスタ７を用いていることを特徴とするものである。具体的には、光トリガサイリスタ１は、サイリスタ２のＰ型ゲート２ｃとカソード２ｄとの間に、抵抗３と、コレクタとベースとの間を接続したＮＰＮバイポーラトランジスタ４と、を並列に接続し、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４のベースとエミッタとの間に、抵抗５と、フォトトランジスタ７と、を並列に接続している。ここで、フォトトランジスタ７は、そのエミッタをサイリスタ２のカソード２ｄに接続している。
【００２３】
この構成によれば、光トリガサイリスタ１は、光照射されたときにフォトトランジスタ７のコレクタとエミッタとの間が導通するまでの時間が、上述した第１の実施の形態と比較して短くなるので、光トリガされて遮断状態から導通状態に移行するまでの応答時間が比較的短いものとなる。
【００２４】
なお、光トリガ素子は、フォトダイオード６、フォトトランジスタ７に代えて、フォトサイリスタその他のものを用いても本発明の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の光トリガサイリスタは、光照射によって遮断状態から導通状態に移行するサイリスタのＰ型ゲートとカソードとの間に、抵抗と、コレクタとベースとの間を接続したバイポーラトランジスタと、を並列に接続し、前記バイポーラトランジスタのベースとエミッタとの間に、抵抗と、光トリガ素子と、を並列に接続しているので、光照射されていないときにアノード端子とカソード端子との間にノイズが印加された場合、Ｐ型ゲートとカソードとの間に接続する抵抗の抵抗値いかんにかかわらず、Ｐ型ゲートとカソードとの間が低抵抗状態になるので、誤動作しにくく、Ｐ型ゲートとカソードとの間に接続する抵抗の抵抗値を大きくすることができるので、光トリガ感度が高いものとなる。
【００２６】
請求項２に係る発明の光トリガサイリスタは、請求項１の構成において、光トリガ素子は、フォトダイオードであって、そのフォトダイオードのアノードを前記サイリスタのカソードに接続しているものとしているので、フォトダイオードは、例えばサイリスタのＰ型ゲート及びカソードを製造するときに、同時に作製することができるので、光トリガ素子を容易に製造することができるものとなり、以って光トリガサイリスタの製造工程が簡易なものとなる。
【００２７】
請求項３に係る発明の光トリガサイリスタは、請求項１の構成において、光トリガ素子は、Ｎ型のコレクタとＰ型のベースとＮ型のエミッタを有するフォトトランジスタであって、そのフォトトランジスタのエミッタをサイリスタのカソードに接続しているものとしているので、光照射されたときにフォトトランジスタのコレクタとエミッタとの間が導通するまでの時間が比較的短くなるため、サイリスタのＰ型ゲートとカソードとの間の合成抵抗値が抵抗の抵抗値に略等しくなるまでの時間が比較的短くなり、以って光トリガされて遮断状態から導通状態に移行するまでの応答時間が比較的短いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光トリガサイリスタの第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上の第２の実施の形態を示す回路図である。
【図３】従来の光トリガサイリスタを示す回路図である。
【符号の説明】
１　　　　光トリガサイリスタ
２　　　　サイリスタ
２ｃ　　サイリスタのＰ型ゲート
２ｄ　　サイリスタのカソード
３　　　　抵抗
４　　　　バイポーラトランジスタ
５　　　　抵抗
６　　　　フォトダイオード（光トリガ素子）
７　　　　フォトトランジスタ（光トリガ素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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