(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速電圧ランプ波発生器であって、
各トランジスタ低抵抗経路を有するようにそのベースとエミッタとの間が接続されるとともに、互いのコレクタとエミッタとが直列接続されたアバランシェ切換モードのトランジスタ（１０）の鎖と、
前記鎖の片方の端のトランジスタ（ＴＲ１）のコレクタと他方の端のトランジスタ（ＴＲｎ）のエミッタとの間に鎖を横切って接続され、前記トランジスタにバイアスをかけアバランシェ切換モードにするように配置された電圧電源と、
負荷を横切って高速ランプ波電圧を発生させる鎖内のトランジスタのアバランシェ切換を開始させるために鎖内のトランジスタの一つのベース−エミッタ接合を横切って切換パルスを加えるように接続された二次コイルを備える変圧器（２７）と、
を有し、
それぞれの変圧器の二次コイルが鎖内の各トランジスタのベース−エミッタ接合を横切って切換パルスを加えるために接続され、
それぞれの変圧器の二次コイルが、ディスクリート変圧器の二次コイルであって、この変圧器はそれぞれ一次コイルを備えるとともに、その一次コイルは直列接続されており、
前記変圧器の各々が、変圧器の二次コイルを構成するメッキをされた貫通穴（３１）を備えるフェライトビーズ（３０）と、その穴を通してつながれた一次コイル列を構成する絶縁された導電体（３５）と、を有する高速電圧ランプ波発生器。
【請求項２】
請求項１に記載のランプ波発生器であって、
前記電圧電源が、前記鎖内の各トランジスタをコレクタ−ベース降伏へとバイアスする値を持ち、トランジスタの鎖を通じての降伏電流をアバランシェ切換が起きる電流以下の静止値に制限する直列抵抗体（１１，１２）を含むランプ波発生器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のランプ波発生器であって、
前記変圧器の二次コイル列の各々が、切換えられた時にそのトランジスタが飽和することができるように鎖内の次のトランジスタのコレクタに負荷をかけるために十分なキャパシタンスを有するランプ波発生器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記鎖の少なくとも１つの隣接するトランジスタの対のコレクタおよびエミッタ間に直列接続された抵抗（１４）を含み、スイッチングに引き続くトランジスタ（１０）の鎖によって形成される伝送ラインに沿って前記電源電圧から伝搬する電流パルスに対するインピーダンスマッチングを改良するランプ波発生器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記変圧器のフェライトビーズ（３０）は、前記直列接続された一次コイル列を形成する単一の絶縁された導電体を通すように構成されているランプ波発生器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記変圧器及び結合されたアバランシェトランジスタは物理的に円形に配置されるランプ波発生器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記鎖（１０）を横切って接続された前記電圧電源がバランスの取れた電源であるとともに、鎖には偶数のトランジスタがありディスクリート変圧器と結合されており、発生器が前記直列接続された変圧器の一次コイル列を横切ってバランスの取れた切換パルス電圧を加えるために接続された切換パルス駆動装置を含み、
前記直列接続された一次コイル列の両端で前記駆動装置に直接接続した一次コイルを備える変圧器が、前記鎖内の中央又は中央近くの二つの中央トランジスタに結合され、
前記端の一次コイルに接続された一次コイルを備える変換器が順次前記中央トランジスタから外に向かった次のトランジスタに結合され、
前記直列接続された一次コイル列の中央又は中央近くの一次コイルを備える二つの変圧器が、鎖内の端の２つのトランジスタと結合されるランプ波発生器。
【請求項８】
請求項７に記載のランプ波発生器であって、
前記ディスクリート変圧器は、マッチング特性を有しており、前記発生器は前記鎖の一端のトランジスタのコレクタと前記直列接続された一次コイル列とを接続するキャパシタンスを有し、前記キャパシタンスは前記ディスクリート変圧器のそれぞれの一次および二次コイル間のキャパシタンスとマッチングする値を有するランプ波発生器。
【請求項９】
請求項８に記載のランプ波発生器であって、
前記キャパシタンスは、前記トランジスタ（１０）の鎖と結合される前記ディスクリート変圧器の一次コイルと直列接続される一次コイルと、前記鎖の前記一端のトランジスタのコレクタに接続された少なくとも１つの二次端を有する二次コイルとを有するマッチングディスクリート変圧器を追加することにより加えられるランプ波発生器。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
鎖の中の中央部における隣接する一対のトランジスタのコレクタおよびエミッタの間に直列接続する終端抵抗（１４）を含み、反対の極性であって、スイッチングに引き続く電圧電源から鎖の中間に反対方向から伝搬する電流パルスのインピーダンスマッチングを改良するランプ波発生器。
【請求項１１】
請求項１０に記載のランプ波発生器であって、
前記終端抵抗は、前記電流パルスの各極性のソースインピーダンスの２倍に等しい値を有するランプ波発生器。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
直列接続された変圧器の一次コイル列を横切って切換パルス電圧を加えるように接続された切換パルス駆動装置を含み、
前記駆動装置が、容量的に前記直列接続された変圧器の一次コイル（２９）に結合させたコレクタ−エミッタ回路を備える駆動アバランシェトランジスタ（ＴＲＩＮ）と、前記駆動変圧器のベースとエミッタの間に低抵抗経路を提供するために接続された二次コイルを備えるトリガ変圧器（２７）と、駆動トランジスタのコレクタとエミッタを横切って接続され前記駆動トランジスタのコレクタ−ベース降伏電圧を超える値を持つ駆動電圧電源と、駆動トランジスタのアバランシェ切換が起こる電流よりも低い静止値に駆動トランジスタを通じてのコレクタ−ベース降伏電流を制限し前記駆動電圧電源と直列の抵抗体（２２，２３）と、トリガパルス供給源（２８）と、を含み、前記トリガ変圧器が、駆動トランジスタ（ＴＲＩＮ）をアバランシェ切換へとトリガするトリガパルスを前記供給源から受信するために接続された一次コイルを備えるランプ波発生器。
【請求項１３】
請求項１２に記載のランプ波発生器であって、
前記駆動電圧電源は、バランスされた電圧であり、同じ値の抵抗が駆動トランジスタ（ＴＲＩＮ）のコレクタと電源の間および駆動トランジスタ（ＴＲＩＮ）のエミッタと電源の間にそれぞれ設けられ、これによって前記直列接続された一次コイルに印加されるスイッチングパルスをバランスするランプ波発生器。
【請求項１４】
請求項１３に記載のランプ波発生器であって、
前記トリガ変圧器は、前記駆動トランジスタ（ＴＲＩＮ）のエミッタに接続される二次コイル（２７）と、トリガパルスを受け取るように接続されている一次コイル（２９）の間に所定のキャパシタンスを有し、
前記所定のキャパシタンスにマッチングする値を有し前記駆動トランジスタのコレクタおよび前記トリガ変圧器の一次コイルの間に接続されたキャパシタンスを有するランプ波発生器。
【請求項１５】
請求項１４に記載のランプ波発生器であって、
前記トリガ変圧器は、一次コイルおよび追加の二次コイル（３７）の間のキャパシタンスが前記所定のキャパシタンスとマッチングする追加の二次コイル（３７）を有し、
前記追加の二次コイル（３７）は前記駆動トランジスタのコレクタと接続される少なくとも１つの二次端子を有するランプ波発生器。
【請求項１６】
請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記トリガ変圧器は、二次コイルを構成するメッキをされた貫通穴（３１）を備えるフェライトビーズ（３０）と、その穴を通過して一次コイルを構成する絶縁された導電体と、を有するランプ波発生器。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記鎖内の前記アバランシェトランジスタの端子のためのプリントされた接触パッド（５３）を備えるプリント回路基板を有し、前記トランジスタの各々がＥ線パッケージに含まれ、トランジスタの端子（５２）をプリント回路基板の面に平行なように伸ばし前記プリントされた接触パッドのそれぞれの上に重なるように備えた前記Ｅ線パッケージの各々を受ける基板の厚さの途中まで削られたウェル（５４）を前記プリント回路基板が含むランプ波発生器。
【請求項１８】
請求項１７に記載のランプ波発生器であって、
複数の前記Ｅ線パッケージが共通の前記ウェル（５４）に配置されるランプ波発生器。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載のランプ波発生器であって、
前記ウェル（５４）は、そこに含まれるそれぞれのＥ線パッケージ周辺を包む物質で満たされているランプ波発生器。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか１つに記載のランプ波発生器であって、
前記プリント回路基板は、ウェルの反対側で少なくともウェルの下に当たる側に形成されたグランド面を有し、少なくとも１つのトランジスタのためのコレクタコンタクトパッドからの金属被覆がウェルの中にまで延び各トランジスタのコレクタとグランドの間の選択されたトリミングキャパシタンス（２１）を提供し、トランジスタの鎖によって形成される伝送ラインのインピーダンスマッチングを改良するランプ波発生器。
【発明の詳細な説明】
この発明は、高速電圧ランプ波発生器（fast voltage ramp generators）に関し、より詳細には、ナノ秒及びサブナノ秒持続する電圧ランプ波に関する。
このような非常に高速の電圧ランプ波は、１つの応用として、単ショットストリーク画像変換チューブカメラ（single shot streak image converter tube cameras）のスイーププレートのドライブにおいて用いられる。
従来から知られるストリークカメラのスイーププレートは、通常直列に接続された鎖（チェーン）型のアバランシェトランジスタ（トランジスタ鎖）により駆動される。鎖のトランジスタの１つが、そのベースに正の（positive going）電圧パルスを印加することにより、トリガーされてアバランシェ切換を行う。その他のトランジスタは、結果的な過渡ステップ電圧（step voltage transient）によって従属的にトリガーされる。
高電圧切換ランプ波をオシロスコープに表示できるように整合するのが困難であることに加え、アバランシェ動作が極めて急速であることにより、従来の手段では、かかるトランジスタ鎖における切換プロセスの波形をモニタするのはほとんど不可能である。しかしながら、このような鎖型スイッチを含むストリークカメラの性能の研究により、生成された過渡電圧は元来不均一で、ストリークカメラにおいてフェムト秒（１０-15秒）の間隔でジッタを発生させることが示唆されている。
図１には、高速ランプ波を生成し、ストリークカメラのスイーププレートを駆動するために用いられる、従来技術によるスイッチ鎖が示されている。この鎖は、低信号高利得のＴＲ１からＴＲｎ、すなわち帯域幅プロダクトＮＰＮアバランシェトランジスタ（bandwidth product NPN avalanche transistors）を含む。回路へのトリガー入力９は、トランスＴ１によって、鎖の最下段に位置するトランジスタＴＲ１のベース−エミッタ接合に接続されている。他のトランジスタＴＲ２からＴＲｎのベース及びエミッタどうしは接続されている。
トリガーの遅延を減じるため、このようなアバランシェトランジスタトランジスタに静的バイアスをかけ（static biased）、コレクタ−ベースの降伏電圧を得るべくトランジスタを作動させることが知られている。こうして、鎖に印加される電圧（＋Ｖｃｃ）は、トランジスタＴＲ１からＴＲｎのコレクタ−ベース降伏電圧の総和を上回る。抵抗器Ｒ１は、この鎖の零入力降伏電流を、トランジスタのアバランシェ切換が起こる値以下に制御する。有効的に接続されたベース及びエミッタ端子を有するトランジスタのアバランシェ切換は、次の場合に発生する。すなわち、トランジスタのコレクタ−ベース降伏電流が、トランジスタの固有（真性：intrinsic）ベース−エミッタ抵抗で発生する電圧降下によりエミッタ−ベース結合に正のバイアスがかかる時の値を超えた場合である。
上記のモードでトランジスタ鎖が作動すると、トリガーであるトランスＴ１を介して、鎖最下段のトランジスタＴＲ１に正方向にバイアスをかけた電流パルスを供給することにより、鎖全体をアバランシェスイッチできる。
トランジスタＴＲ１に接続されたキャパシタンス（コンデンサ）Ｃ１によって、このトランジスタが容量的に（capacitively）負荷をかけられていることが確証される。アバランシェトランジスタが抵抗的に（resistively）のみ負荷をかけられている場合、そのトリガー時に、トランジスタのコレクタ電圧は、そのコレクタ−ベース降伏電圧からそのコレクタ−エミッタ降伏電圧に近い値にスイッチするだけである。これら２つの電圧値は比較的近いため、切替えの影響として、電圧の変化は小さい。しかしながら、トランジスタが容量的に負荷をかけられていれば、トランジスタのアバランシェ切換において、コンデンサから十分な電流が得られるため、トランジスタは飽和し、その結果、トランジスタのコレクタ電圧は、通常１３０ボルトのコレクタ−ベース降伏電圧から、通常約１ボルトのコレクタ−エミッタ飽和電圧に降下する。
したがって、トランジスタＴＲ１のトリガー時において、コンデンサＣ１が存在すれば、このトランジスタのコレクタは上記２つの電圧間で急速に変化し、通常１３０ボルトの負の過渡電圧が発生する。これが鎖における次のトランジスタＴＲ２のエミッタに供給され、さらに最上段のトランジスタＴＲｎのエミッタまで伝搬する。トランジスタのエミッタにこの負の過渡電圧が供給されると、この電圧により各トランジスタのベース領域においてアバランシェ倍増（multiplication）プロセスが開始する。すべてのトランジスタが十分に整合されていれば、各トランジスタがトリガーされる時間は、おそらく数ピコ秒以内と互いに非常に近い。過渡電圧が最上段のトランジスタＴＲｎのエミッタに到達すると、このトランジスタはコンデンサＣ３によって容量的に負荷をかけられることにより、ＴＲｎも飽和が可能になる。そして、このトランジスタＴＲｎを通過するアバランシェコレクタ電流が、トランジスタ鎖を伝搬してＴＲ１まで戻る。
デバイスＴＲ２からＴＲ（ｎ−１）のそれぞれにおいて開始されたアバランシェ作用は、初めは主に抵抗的に負荷される結果、これらのトランジスタは、まず、各トランジスタのコレクタ−ベース降伏電圧とコレクタ−エミッタ降伏電圧との間においてのみスイッチする。ところが、鎖上段付近のトランジスタには、十分な電荷が漂遊容量に保存され、これによりトランジスタがアバランシェ切換を行う際にトランジスタを飽和させる十分な電流を供給する。本質的には、ＴＲ２及び鎖の最下段に近いトランジスタのスイッチでは、おそらくコレクタ電圧における変化は比較的小さい。一方、鎖の上段におけるトランジスタは、飽和電圧レベルにスイッチする、すなわち電力のエクスカーションが大きい可能性が高い。よって、トランジスタＴＲｎの切換により開始された比較的大きい過渡電流が、トランジスタの鎖を下向きに流れはじめる時には、他のトランジスタのほとんどは、その切換をすでに行っているが、このスイッチは飽和電圧レベルへのスイッチであることもあれば、コレクタ−エミッタ降伏電圧レベルまでであることもある。下向きに流れる過渡電流が、すでにコレクタ−エミッタ降伏電圧レベルにだけスイッチしたトランジスタに達した場合、その過渡電流の影響下で、飽和電圧レベルまでそのトランジスタをさらにスイッチするためには、さらに時間が必要となる。
結果として、最上段のトランジスタＴＲｎのコレクタにおいて、電圧傾度に小さなランダムの摂動が生成される。実際には、図１に関して上記説明したタイプのランプ波発生器を、ストリーク記録に用いられる画像変換チューブの偏向プレートを駆動するために用いた場合、ショット対ショットのジッタ（shot-to-shot jitter）、焦点ずれと高速ストリーク書き込み速度における歪んだ画像の少なくともいずれか、及び、特に最も高速で最も有用な部分であるランプ波の最初の部分における、ランプ波の線形の大きな損失など、種々の問題が認められている。これらの問題は、トランジスタの鎖における電導切換の上述したような不確定なシーケンス（indeterminate sequence）によって説明できる。
図１に示した従来技術の回路においては、Ｃ２はランプ波発生器の全体的な容量回路負荷（capacitive circuit load）を表し、抵抗器Ｒ２は、スイッチされた電流を安全な値に限定し、切換トランジスタへのダメージを防ぐために必要な制限抵抗器である。実際には、漂遊容量によって十分な容量をグランドに供給できるので、アバランシェ電導の開始を助けるために設けられたさらなるコンデンサＣ３は省くことができる。
また、負荷コンデンサＣ２が大きすぎるか、制限抵抗器Ｒ２が小さすぎるかの少なくともいずれかであれば、従来技術のトランジスタ鎖においてダメージを受ける最初のデバイスは常にＴＲ２であり、順にＴＲ３、ＴＲ４・・・と続く。これは、最上段のトランジスタＴＲｎから種々の異なる電導モードにある他のトランジスタに下降する負荷過渡電流の影響を考慮することにより説明ができる。電流サージがＴＲ１に達したときには、このトランジスタはすでに短絡に近い。古典的な伝送路理論によれば、このような短絡を経験した過渡電流の影響によって、ＴＲ２により電導された瞬間電流が、伝搬する過渡電圧の入射電流（incident current）値の２倍近くになることが示唆されている。トランジスタＴＲ２がこの時点で、小さいコレクタ電圧タイプの切換、すなわちコレクタ−エミッタ降伏電圧への切換しか行っていなければ、抵抗器Ｒ２に十分に高い値を与えることによって電流過渡を実質的に制限しない限り、デバイスはデバイスにおける瞬時のパワー散逸によって破壊されてしまう。
上記のように、特に、ストリーク画像変換チューブのスイーププレートに対する非常に高速の電圧ランプ波の生成において、図１に示す回路に示すような現存の実際例では、高いストリーク速度において信頼性のないタイミングパフォーマンスが行われるとともに、切換トランジスタのダメージを回避するために比較的低い容量及び高い抵抗負荷が求められる。
本発明によれば、高速電圧ランプ波発生器が、各トランジスタ低抵抗経路を有するようにそのベースとエミッタとの間が接続されるとともに、互いのコレクタとエミッタとが直列接続されたアバランシェ切換モードのトランジスタの鎖と、前記鎖の片方の端のトランジスタのコレクタと他方の端のトランジスタのエミッタとの間に鎖を横切って（アクロス：渡ってまたは並列してという意味）接続され前記トランジスタにバイアスをかけアバランシェ切換モードにするように配置された電圧電源と、負荷を横切って高速ランプ波電圧を発生させる鎖内のトランジスタのアバランシェ切換を開始させるために鎖内のトランジスタの一つのベース−エミッタ接合を横切って切換パルスを加えるように接続された二次コイルを備える変圧器と、を有し、それぞれの変圧器の二次コイルが鎖内の各トランジスタのベース−エミッタ接合を横切って切換パルスを加えるために接続されたことを特徴とする。
この構成によって、鎖内の全てのトランジスタが実質上同時にトリガされ、上述の従来技術の問題点を軽減又は回避する。
好適には、前記電圧電源が、前記鎖内の各トランジスタをコレクタ−ベース降伏へとバイアスを加える値を持ち、トランジスタの鎖を通じての降伏電流をアバランシェ切換が起きる電流以下の静止値に制限する直列抵抗体を含む。
好適には、前記変圧器の二次コイル列の各々が、切換えられた時にそのトランジスタが飽和することができるように鎖内の次のトランジスタのコレクタに負荷をかけるために十分なキャパシタンスを有する。この方法によって、鎖内のトランジスタが実質上同時に切換えられた際に、全てのトランジスタが低電圧状態、すなわちコレクタ−エミッタ電圧が実質上飽和電圧の状態、に切換えられる。
好適には、それぞれの変圧器の二次コイルが、別個の変圧器の二次コイルであって、この変圧器は直列接続されたそれぞれの一次コイルを備える。
好適な実施形態では、前記変圧器の各々が、変圧器の二次コイルを構成するめっきをされた貫通穴を備えるフェライトビーズ（ｆｅｒｒｉｔｅ ｂｅａｄ）と、穴を通してつながれた一次コイル列を構成する絶縁された導電体と、を有する。そして、変圧器のフェライトビーズは、前記直列接続された一次コイル列を形成する単一の絶縁された導電体を通すように構成できる。
変圧器及び関連した（結合された）アバランシェトランジスタは好適には物理的に円形に配置される。これは、鎖内の縦方向に沿って離れた装置の直径の間隙を最大化すると同時に小型の配置を提供する。
更なる好適な実施形態では、前記鎖を横切って接続された前記電圧電源がバランスの取れた電源（balanced source）であり、発生器が前記直列接続された変圧器の一次コイル列を横切ってバランスの取れた切換パルス電圧を加えるために接続された切換パルス駆動装置を含み、前記直列接続された一次コイル列の両端で前記駆動装置に直接接続した一次コイルを備える変圧器が、前記鎖内の中央又は中央近くの二つの中央トランジスタに関連付けられ（結合され）、前記端の一次コイルに接続された一次コイルを備える変換器が前記中央トランジスタから外に向かった次のトランジスタに順次関連付けられ（結合され）、前記直列接続された一次コイル列の中央又は中央近くの一次コイルを備える二つの変圧器が、鎖内の端のトランジスタと関連付けられ（結合され）るようにする。この方法によって、切換パルス電圧を直列接続された一次コイル列の両端に接続するリード線を、トランジスタの鎖に沿った静止ＤＣ電圧（切換前）がグランド電位に近くであって、トランジスタの鎖から切換パルス駆動装置に向かって誘導された過渡電圧がお互いを相殺する傾向がある場所の近くに配置することができる。また、直列接続された一次コイル列に加えられた切換パルス電圧の過渡が、直列接続された一次コイル列の両端から内側に向かって伝搬するためには有限の量の時間がかかる。この結果、鎖内の中央部分のトランジスタは切換パルス電圧信号を鎖の端のトランジスタより前に受信する。これにより、トランジスタの鎖内の端から内側に向かって続いて伝搬する負荷電流の過渡が、すでに飽和導電状態のトランジスタ装置を定期的に通過しトランジスタの鎖に沿った中程でお互いを相殺できることを保証する。
好適には発生器は、直列接続された変圧器の一次コイル列を横切って切換パルス電圧を加えるように接続された切換パルス駆動装置を含み、前記駆動装置が、容量的に前記直列接続された変圧器の一次コイルに結合させたコレクタ−エミッタ回路を備える駆動装置アバランシェトランジスタと、前記駆動装置変圧器のベースとエミッタの間に低抵抗経路を提供するために接続された二次コイルを備えるトリガ変圧器と、駆動トランジスタのコレクタとエミッタを横切って接続され前記駆動トランジスタのコレクタ−ベース降伏電圧を超える値を持つ駆動電圧電源と、駆動トランジスタのアバランシェ切換が起こる電流よりも低い静止値に駆動トランジスタを通じてのコレクタ−ベース降伏電流を制限し前記駆動装置電圧電源と直列抵抗体と、トリガパルス供給源と、を含み、前記トリガ変圧器が、駆動トランジスタをアバランシェ切換へとトリガするトリガパルスを前記供給源から受信するために接続された一次コイルを備える。
便利な構成では、発生器が、前記鎖内の前記アバランシェトランジスタの端子のためのプリントされた接触パッドを備えるプリント回路基板（ＰＣＢ）を有する。前記トランジスタの各々が、Ｅ線パッケージ（Ｅ−ｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）に含まれ、トランジスタの端子をＰＣＢの面に平行なように伸ばし前記プリントされた接触パッドのそれぞれの上に重なるように備えた前記Ｅ線パッケージの各々を受ける基板の厚さの途中まで削られたウェルを前記ＰＣＢが含む。これにより、トランジスタの端子リードが短く切り取られてまた、各リード間のはんだ付けされた接触点とそれぞれのプリント回路パッドとの間が最短でトランジスタがＰＣＢに取付けられることができる。
都合の良いことには、複数の前記Ｅ線パッケージが共通の前記ウェルに配置される。この前記ウェル又は前記ウェルの各々は、そこに含まれるそれぞれのＥ線パッケージ周辺を含む物質（encapsulation material）で満たすことができる。
ここからは本発明の例が、付随する図を参照して説明される。
図２は本発明の一つの実施形態を示す回路図である。
図３はプリント回路基板に取付けられたトランジスタの鎖及び切換え変圧器の配置の平面図である。
図４Ａ及び４Ｂはそれぞれ端面図及び断面図であり、図３に示す実施形態で使われる変圧器の形状を示す。
図５は図２の線Ｘ−Ｘに沿った断面図であり、鎖内のトランジスタの取付を示す。
図２において、直列接続されたアバランシェトランジスタの鎖１０を示す。ＴＲ１として識別される最上部のトランジスタのコレクタは、正の電圧電源＋Ｖcc2に抵抗体１１を介して接続され、ＴＲｎとして識別される最下部のトランジスタのエミッタは、抵抗体１２を介して負の電源電圧−Ｖee2に接続される。鎖１０内の残りのトランジスタは、図示するように、ＴＲn/2のエミッタがＴＲ1+n/2のコレクタに抵抗体１４を介して接続される以外はエミッタからコレクタに直接接続される。
鎖１０内の各トランジスタのベースはそれぞれのトランジスタのエミッタにそれぞれの変圧器の二次コイル１３によって接続される。最上部のトランジスタＴＲ１に関連した（結合された）変圧器が、変圧器Ｔ１として識別され、最下部のトランジスタＴＲｎのための変圧器はＴｎとして識別される。
変圧器の二次コイル列１３は、それぞれのトランジスタのベースとエミッタとの間に低抵抗経路を提供する。
各変圧器は、一次コイル１５を備え、これらの変圧器の一次コイル全てが、図示するように直列接続されている。よって、電流パルスが実質上同時に変圧器Ｔ１からＴｎの全ての一次コイル１５を通じて加えられることができる。
電圧電源＋Ｖcc2及び電圧電源−Ｖee2は、鎖１０内の全てのトランジスタのコレクタ−ベース降伏電圧の和を超えるために十分な電位差を持つバランスの取れた電源を提供する。よって、鎖１０内の全てのトランジスタが、コレクタ−ベース降伏領域に駆動される。しかしながら、抵抗体１１及び抵抗体１２は、トランジスタのいずれか一つにおいて装置をアバランシェ状態に切換えるために十分な電圧降下を装置のベース−エミッタの固有抵抗を横切って発生させる電流よりも、装置を通じて流れる降伏電流が小さくなるように制限するために選択される。よって、この静止状態では、鎖１０内の各トランジスタを横切るコレクタ−エミッタ電圧が実質上コレクタ−ベース降伏電圧に留まる。
鎖１０内に公称コレクタ−ベース降伏電圧が１３０ボルトの１２個のトランジスタがある場合、ライン１６とライン１７との間の鎖１０を横切る電圧は、結果として１５６０ボルトになる。変圧器１４の直列接続された一次コイル列１５を横切ってバランスの取れた切換電圧の過渡を端の端子１９及び２０を介して発生させるように、全体として１８で示される切換パルス駆動装置が配置される。
切換パルス駆動装置１８は、抵抗体２２を介して正の駆動電圧電源＋Ｖcc1に接続されたコレクタ及び負の駆動電圧電源−Ｖee1に抵抗体２３を介して接続されたエミッタを含むアバランシェトランジスタＴＲｉｎを備える。駆動電圧電源＋Ｖcc1及び−Ｖee1は、トランジスタＴＲｉｎのコレクタ−ベース降伏電圧を超えるように選択される。しかしながら、抵抗体２２及び抵抗体２３が、トランジスタＴＲｉｎを通じての静止降伏電流がトランジスタＴＲｉｎのベース−エミッタの固有抵抗に接合の順方向バイアス電圧にまでバイアスを加えるためには不十分であることを保証する。よって、静止状態では、トランジスタＴＲｉｎがコレクタ−ベース降伏領域に留まり、トランジスタＴＲｉｎのエミッタとコレクタの間の電圧がコレクタ−ベース降伏電圧、典型的には１３０ボルト、に対応する。
トランジスタＴＲｉｎのコレクタは、キャパシタンス２４を通じて、変圧器Ｔ１からＴｎの直列接続された一次コイル列の一方の終端子１９に接続する。そしてトランジスタＴＲｉｎのエミッタは、キャパシタンス２５を介して他方の終端子２０に接続する。端子１９および２０の各々は、それぞれの抵抗３７および３８によってグランドに接続されており、それによりキャパシタンス２４および２５に対して平衡ＤＣ帰路（balanced DC return）が設けられる。
トリガする変圧器Ｔｉｎには、二次コイル２７が接続しており、それによってトランジスタＴＲｉｎのベースとエミッタとの間に低抵抗路が設けられる。入力トリガ信号が、ソース２８から変圧器Ｔｉｎの一次コイル２９へ供給される。
動作時には、ソース２８から変圧器Ｔｉｎの一次コイル２９に印加されるトリガパルスが、トランジスタＴＲｉｎのベース−エミッタ接合部に対して十分な電圧バイアスを供給し、それによりトランジスタのアバランシェ切換を引き起こす。トランジスタＴＲｉｎは、キャパシタ（コンデンサ）２４および２５並びに変圧器Ｔｉｎの分布容量（distributed capacitance）によって、容量性負荷がかかってているため、トランジスタＴＲｉｎの切換時にはそのトランジスタを飽和させるのに十分な電流が供給される。それによりトランジスタのコレクタ−エミッタ電圧は、コレクタ−ベース降伏電圧から、非常に低い値（通常１ボルト）にまで迅速に低下する。この電圧の過渡（voltage transient）は、変圧器Ｔ１からＴｎの直列接続された一次コイル列１５に渡って作用される。すべての変圧器Ｔ１からＴｎは同じ極性にて接続されているので、電圧の過渡は鎖１０内の各トランジスタのベースにて同じように、十分な順電圧を生成し、それらのトランジスタのアバランシェ切換を開始する。
好適な例において、変圧器Ｔ１からＴｎは、鎖１０内の隣接するトランジスタに対して効果的に容量性負荷をかけるのに十分な分布容量を有する。したがって、上段の変圧器Ｔ１の二次コイル１３には、鎖１０内の次の下段のトランジスタ（ＴＲ２）に対して容量性負荷をかけるのに十分なキャパシティが備えられる。結果的に鎖１０内の各トランジスタは、飽和状態へ直接的にスイッチする。すなわち、トランジスタのコレクタ／エミッタ間が比較的低電圧の状態でスイッチする。
上段のトランジスタＴＲ１には明らかに、ランプ波発生器が接続される負荷キャパシタンスによって、容量性負荷がかけられている。
鎖１０内のトランジスタをスイッチオンすると、ライン１６と１７との間の電圧は以前の値（通常１５６０ボルトから非常に低い値、たとえば１２ボルト）にまで非常に迅速に低下する。この大きく迅速な電圧過渡を用いて、必要な高速ランプ波を生成する。
図２に示す例に見られるように、変圧器Ｔ１からＴｎの一次コイル１５は直列に接続される。それにより直列の一次コイル列の終端子１９および２０は、鎖１０内のトランジスタのうちの中央ペア（ＴＲ(n/2)およびＴＲ(1+n/2)として識別されるトランジスタ）に関連する（結合する）変圧器の一次コイルに直接接続される。この構成により、変圧器１４の直列接続された一次コイル列１５の終端子１９および２０は、比較的高い静止電圧（quiescent voltage）の回路部分から物理的に十分に離れた位置に維持できる。また重要な点としては、直列接続された一次コイル列１５に作用される駆動過渡（drive transient）の持続時間が非常に短いことから、中央トランジスタＴＲ(n/2)およびＴＲ(1+n/2)におけるアバランシェ切換の開始と、最上段および最下段のトランジスタＴＲ１およびＴＲｎにおける切換の開始との間には、有限の時間差が存在する。しかしながら、切換完了時にトランジスタの鎖をライン１６から下流へ、さらにはライン１７から上流へ流れなければならない電流のパルスは、最上段および最下段のトランジスタがスイッチ完了した時点のみに発せられる。このように、図示する構成においては、電流パルスが鎖に沿って伝搬し中央で相殺する時点で、鎖内のすべての中間トランジスタが完全に切換完了したことが確実である。
図３に、図２のトランジスタの鎖１０およびそれらに関連の（結合された）変圧器Ｔ１からＴｎの物理的配置を示す。図３では、鎖内に１２個のトランジスタおよび関連の（結合された）変圧器が備えられている。鎖内の最上段のトランジスタは同じくＴＲ１と識別され、したがって図２の鎖１０内の最下段のトランジスタに相当する図３のトランジスタはＴＲ１２と識別される。関連の（結合された）変圧器は、図３においてはＴ１からＴ１２と称される。
図３に見られるように、鎖内のトランジスタＴＲ１からＴＲ１２は、円形列にて物理的に配置され、関連の（結合された）変圧器Ｔ１からＴ１２は、トランジスタ列の内側において対応する円形列にて配置される。
各変圧器Ｔ１からＴ１２は、導電性のめっきスルーホールを有する小さなフェライトビーズ（ビード：bead）から製造された伝送ライン変圧器である。図４Ａは、そのようなフェライトビーズを一方の端部から見た図である。図示するとおり、ビーズは四角形の断面を有してもよい。図４Ｂに、図４Ａの線Ｙ−Ｙに沿ってビーズの軸方向の断面を示す。見てのとおり、フェライトビーズ３０はスルーホール３１を有する。導電性材料３２の層が、ビーズの内側にてホール３１内の全体に伸張している。さらに導電性材料３２の層は、ビーズの端部も覆い、ビーズの各端部の外縁部において実質的な接触領域３３および３４を設けている。接触表面３３と３４との間のスルーめっき層３２は、ビーズによって形成される変圧器の二次コイルを構成している。変圧器の一次コイルは、ビーズ内を貫通する絶縁導体３５によって設けられる。導体３５は、ＰＴＦＥによって絶縁されていてもよい。
さらに図３によれば、各変圧器Ｔ１からＴ１２は、ランプ波発生器の回路を支持するプリント回路基板上に設けられたそれぞれの導電性パッド上に表面実装されている。図示するとおり、プリント回路トラックは、一つのトランジスタのコレクタと次のトランジスタのエミッタとの間に伸張する。変圧器Ｔ１の変圧器ビーズの一方の端部は、トランジスタＴＲ１のベースに接続する導電性パッド上に取り付けられ、さらに変圧器ビーズの他方の端部は、トランジスタＴＲ２のコレクタに接続する（すなわちトランジスタＴＲ１のエミッタにも接続する）導電性パッド上に装着される。変圧器ビーズＴ２からＴ１２も同様に、トランジスタＴＲ２からＴ１２の対応する各々のベースとエミッタとの間に接続される。ＴＲ６のエミッタは、表面実装された抵抗４６（図２の抵抗１４に相当する）を介して、ＴＲ７のコレクタに接続する。
変換器ビーズＴ１からＴ１２には連続的な絶縁導体４０が貫通しており、導体４０によって、変圧器の直列接続された一次コイル列が設けられる。
図示する例において、ＴＲ１は鎖内の最上段のトランジスタに相当し、そのＴＲ１のコレクタは、プリント回路基板の導電トラックを通じて、図２のライン１６に相当する端子ポイント＋ＳＷに接続する。同じようにしてトランジスタＴＲ１２のエミッタは、図２のライン１７に相当する接触ポイント−ＳＷに接続する。連続的絶縁導体４０は、一方の端部４１がプリント回路基板上の接触ポイント＋ＴＲに接続し、他方の端部４２が接触ポイント−ＴＲに接続する。このように接触ポイント＋ＴＲおよび−ＴＲは、図２の終端子１９および２０に相当する。図示するとおり、接触ポイント＋ＴＲから見て絶縁導体４０が最初に貫通する変圧器は、トランジスタＴＲ６に関連の（結合された）Ｔ６であり、導体が最後に貫通する変圧器はＴＲ７に関連の（結合された）Ｔ７である。
図３に示すトランジスタＴＲ１からＴＲ１２は、Ｅラインパッケージ内に収納され、トランジスタの三つの端子が一列にてそのパッケージから突出している。
図５は、線Ｘ−Ｘに沿って示す図３のプリント回路基板の断面図であり、各トランジスタがどのようにして基板上に実装されるかを示す。
図５に示すとおり、プリント回路基板の厚さの半分ほどの深さまでウェル５４が形成され、そこにトランジスタ５１が側面にて横たわった状態で配置される。ウェル５４は、トランジスタが配置されてトランジスタ５１のリード５２が実質的に曲ることなくプリント回路基板のプリント回路接続パッド５３上に重なるのにちょうどよい深さに構成されている。このようにして、トランジスタリードのトランジスタ５１本体への入口ポイントに非常に近い位置にて、リードに対する接続を形成できる。
実際には図３に示すとおり、単一の円弧状のウェル５０を設けてトランジスタＴＲ１からＴＲ６のすべてを配置させ、第二のウェル５４を設けてトランジスタＴＲ７からＴＲ１２を配置させる。すべてのトランジスタが実装され定位置にハンダ付けされた後、図５に示すとおり、ウェル５０および５４の残りの空間はカプセル封じ材料５５を用いて充填してもよい。
Ｅラインタイプのトランジスタパッケージをプリント回路基板上に実装する上記の方法は、本明細書においては高速電圧ランプ波発生器における利用に関連して説明したが、この技術はＥライントランジスタパッケージをプリント回路基板上に実装する他のいずれの回路においても使用できると理解されるであろう。本発明は、それらの他の構成をも含むと構想される。
上述の回路のトリガ時の出力におけるリンギングを最小限に押さえるために、回路内に存在するさまざまな実効伝送ラインを整合させることが重要である。図２の回路は、反対極性を有する一対の同一回路と見なすことができる。したがって、切換によって回路の上段部分（トランジスタＴＲ１からＴＲn/2）では、トランジスタＴＲ１からＴＲn/2によって形成される伝送ライン上をプラスの電流パルスが下流方向に伝搬する。同様に、切換時に回路の下段部分（トランジスタＴＲ1+n/2からＴＲn）では、マイナスの電流パルスがＴＲｎからＴＲ1+n/2へ上流方向に伝搬する。伝送ラインに関して言えば、伝搬パルスにとって伝送ラインの上段部分および下段部分は、回路の二つの半分部分の接合部（すなわちトランジスタＴＲn/2とトランジスタＴＲ1+n/2との間）にてグランドに接続されているものと見なせる。
抵抗１４（図２）は、ＴＲn/2とＴＲ1+n/2との間に直列に接続されて、上方および下方伝達ラインに対する整合終端（matching termination）を提供する。伝達ラインに入力される各電流パルスのソースインピーダンスを整合するように選択された、上方および下方ラインの特性インピーダンスがＺ0であれば、抵抗１４の値は、好適には、約２Ｚ0であるべきである。
更に、アバランシェ切換中に、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎが負の有効キャパシタンスを示すことが見られるかもしれない。この負のキャパシタンスは、アバランシェ切換中に半導体接合領域がその厚みを実質的に変化させる際に、これら領域に蓄電された電荷によって生じる。効果は、各トランジスタ内の正のインダクタンスと同様である。この負のキャパシタンスを整え、アバランシェトランジスタが直列接続されて形成された伝達ラインに沿って必要な特性インピーダンスを提供するために、小さな値を有する調整（トリミング）キャパシタンス２１を、各トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎのコレクタとグランドとの間に接続する。キャパシタンス２１には階段をつけて、トランジスタ鎖の中心（上方および下方伝達ラインの端）に最も近い最高値を有するキャパシタンス２１と、最低値を有する上段および下段トランジスタＴＲ１およびＴＲｎのキャパシタンスとに、所望の特性インピーダンスを提供する。
各変圧器Ｔ１〜Ｔｎは、一次コイル列と二次コイル列とを結ぶ有効キャパシタンスを有することが分かる。図２において、これらのキャパシタンスは、キャパシタンス２６として点線で示す。図３に示すような一般的な取り付けにおいては、アバランシェトランジスタ鎖１０は、全部で１２個のトランジスタから形成される。印可される電圧ソース＋Ｖcc2は＋７８０ボルトであり、電圧ソース−Ｖee2は−７８０ボルトである。したがって、鎖を形成する各トランジスタのコレクタエミッタ端子における電圧は、切換以前では、１３０ボルトである。
したがって、切換により、トランジスタＴＲ１のエミッタにおいて、６５０ボルトから０ボルトの負の活動電圧縁（going voltage edge）が見られる。例えば、−６５０ボルトの縁は、関連する（結合された）変圧器Ｔ１の二次コイル列１３から一次コイル列１５にキャパシタンス２６を通って伝達されるかもしれない。反対極性（＋６５０ボルト）の同様のエクスカージョン（excursion）は、トランジスタＴＲ１１のエミッタによって見られ、これは、キャパシタンス２６を介して、変圧器Ｔ１１の一次コイル列に伝達されてもよい。変圧器の全一次コイルは直列に接続されており、変圧器Ｔ１によって伝達される電圧パルスは、変圧器Ｔ１１によって伝達される電圧パルスを相殺すべきである。
ここで、変圧器Ｔ１２のキャパシタンス２６によって伝達される電圧パルスは、より大きくなることに注意する。これは、トランジスタＴＲ１２のエミッタが、回路の切換により、−７８０ボルトから０ボルトになるからである。
次にトランジスタＴＲ２に関しては、５２０ボルトの切換により、このエミッタにおいて負の活動電圧の変化が見られ、変圧器Ｔ２のキャパシタンスを介して伝達されるこの効果は、トランジスタ１０のエミッタの反対極性のエクスカージョンにより相殺されるべきである。
同様に、回路の上段のトランジスタの電圧エクスカージョンは、直列接続された変圧器の一次コイル列に伝達される時に、回路下段にある変圧器ＴＲ７のエミッタにおいて１３０ボルトの電圧エクスカージョンとなる回路下段のエクスカージョンによって相殺され、変圧器ＴＲ５のエミッタにおける反対極性のエクスカージョンによって相殺される。
切換の前後において、変圧器ＴＲ６のエミッタは有効的にグランド電位であり、実質的なエクスカージョンは経験しない。
したがって、図２に示す回路が切換わる際に相殺されない唯一のエクスカージョンは、最下段トランジスタＴＲｎ（上記例ではＴＲ１２）のエミッタによるエクスカージョンである。この最下段トランジスタのエミッタのエクスカージョンは、負のライン電圧−Ｖee2（上記例では７８０ボルト）と等しい。切換により、この正の活動エクスカージョンは、変圧器Ｔｎ（上記例ではＴ１２）のキャパシタンス２６によって、直列接続された一次コイル列に伝達される。この効果により、アバランシェトランジスタ鎖の上段および下段の装荷に不均衡が生じる。最下段トランジスタＴＲｎは、関連する（結合された）変圧器Ｔｎのキャパシタンス２６の排出電流を電導する必要がある一方、他の全変圧器のキャパシタンスは、有効的にキャンセルしあう。
最下段変圧器Ｔｎのキャパシタンス２６をも相殺するために、変圧器の直列接続された一次コイル列と、最上段トランジスタＴＲ１のコレクタに接続されたライン１６との間に、キャパシタンスを追加的に接続してもよい。回路切換において、−７８０ボルトの対応する負の活動電圧変化が、この追加されたキャパシタンスを介して、直列接続された一次コイル列に伝達される。追加されたキャパシタンスが、変圧器Ｔ１〜Ｔｎ（これらのキャパシタンスは総て、互いに非常に近く整合しているべきである）のキャパシタンス２６と整合している限り、追加されたキャパシタンスが、変換器Ｔｎのキャパシタンスの効果を相殺する。
必要なキャパシタンスを追加的に設ける非常に簡便な方法は、追加された平衡変換器（balancing transformer）Ｔｂａ１の一次コイル列を、変換器Ｔ１〜Ｔｎの一次コイル列１５に直列接続することである。追加された変換器Ｔｂａ１の二次コイル列１３の一つの端は、この時、ライン１６に接続されている。二次コイル列の他の端は浮動していてもよい。変圧器Ｔｂａ１が変圧器Ｔ１〜Ｔｎに整合していれば、この配置により、変圧器Ｔｎのキャパシタンス２６を有効に相殺するために必要とされるように、ライン１６と、変圧器の直列接続された一次コイル列との間に、対応するキャパシタンス２６を設けることになる。
図３において、追加された変圧器はフェライトビーズからなる。このフェライトビーズは、変圧器Ｔ１〜Ｔ２のフェライトビーズと同じで、絶縁導体４０に通されている。これは、各種変圧器の直列接続された一次コイル列を形成する。図３に示すように、変換器ビーズの一方の端のみが、トランジスタＴＲ１のコレクタに接続されたプリント配線回路の電導パッドの表面に据え付けられている。
図２において、トリガ変圧器（triggering transformer）Ｔｉｎの一次コイル列２９および二次コイル列２７は、キャパシタンス３６によって相互接続されているとみなされる。この結果、駆動トランジスタＴＲｉｎのエミッタは、キャパシタンス３６によってグランドに接続される。これにより、駆動トランジスタＴＲｉｎによって生成され、キャパシタンス２４および２５によって直列接続された一次コイル列に伝達される駆動電圧に、不均衡を生じることができる。駆動トランジスタＴＲｉｎによって生じられた駆動信号における不均衡は、駆動トランジスタＴＲｉｎのコレクタとグランドとの間に、キャパシタンス３６と同じ値のキャパシタンスを設けることで打ち消されてもよい。係るキャパシタンスを設ける簡便な方法は、追加的二次巻き線３７を有するトリガ変圧器Ｔｉｎを設けることである。変圧器Ｔｉｎの二次巻き線２７および３７は、変圧器の一次巻き線２９と同様のキャパシタンスを有するように準備される。追加的二次巻き線３７の一つの端は、この時、駆動変圧器ＴＲｉｎのコレクタに接続されている。他の端は、未接続状態でもよい。このように、キャパシタ３６と同様の値を持つ平衡キャパシタ３８を設ける。
図３および図５は、アバランシェトランジスタのコレクタに接続された調整キャパシタンス２１を設ける簡便な方法を示す。各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ１２のコレクタ用の接点パッドの金属被覆を、各ウェル５０または５４まで延ばし、例えば、図３のトランジスタＴＲ１０、ＴＲ１１、ＴＲ１２の下に４３、４４、および４５として示すプレート領域（plate region）を形成してもよい。同時に、グランド板金属被覆４６を、ＰＣＢの下面、少なくともウェル５０および５４の下に形成して、プレート領域４３〜４５が、グランド板４６と共に、各キャパシタを形成するようにする。プレート領域４３、４４、および４５の大きさは、各トランジスタの鎖中の位置に応じて、所望値のキャパシタンスを提供するように選択してもよい。上記の方法で生成できる値より大きなキャパシタンス値が必要であれば、各トランジスタの接点パッドから延びた金属被覆を、ウェルを通って、ウェルの外側まで延ばし、表面に不連続に取り付けられた調整キャパシタンスに対して、図３において４７および４８として示すような、表面取り付けパッドを提供してもよい。
図３においては明瞭化のために、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６に相当するキャパシタンスを省略している。
特性インピーダンスを所望通りに整合させるために必要なキャパシタンス値に段階をつけ、最低値のキャパシタンスは、鎖端のトランジスタＴＲ１とＴＲ１２に接続し、最高値のキャパシタンスは、鎖中央のトランジスタＴＲ６とＴＲ７に接続する。したがって、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６のキャパシタンスは、トランジスタＴＲ１２〜ＴＲ７用に示したキャパシタンスのミラーイメージとなる。
上記の説明において、アバランシェ切換モードにあるトランジスタを、アバランシェトランジスタと呼ぶこともあったが、適切にバイアスした場合にアバランシェ切換モードで動作する任意のトランジスタ（通常なＮＰＮ接合型）は、この呼称によって網羅される。
また、アバランシェ切換の特定の形式を説明する。ここでは、トランジスタをバイアスし、アバランシェ切換を開始するためには不十分は降伏電流によってコレクタ−ベースを降伏される。これが好適な形式であり、高速であることが望ましい。しかし、係る動作形式のトランジスタは、自発性のアバランシェ降伏を起こさず、コレクタ−ベース降伏状態において安定するように選択されなければならない。本発明は、他の形式のアバランシェ切換、例えば、トランジスタが個々に、コレクターベース降伏電圧未満にバイアスされている場合等にも、使用してもよい。
上記の発明は、任意の適切な負荷と共に使用されてもよく、ストリークカメラのスウィープ板（sweep plates）の駆動のみに限って使用されるわけではない。負荷にいくらかのキャパシタンスがあることは、トランジスタ、特に、鎖端におかれたトランジスタを、アバランシェ切換において飽和させるために必須であるが、この目的のためには、負荷インダクタンスによって完全に補償されない限り、回避不可能な漂遊容量で十分な場合が多い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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