단락된 부하를 보호하는 광감응 반도체 스위치 document_id 1020000056727

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 과전류 센서(30)가 상기 부하 회로에 삽입된 전류검출 저항(31); 및 상기 전류검출 저항 양단에 인가되는 전압을 수용하도록 연결되어, 상기 전압이 기설정 레벨을 초과하는 경우 상기 래치 회로에 상기 과전류 신호를 제공하는 트랜지스터 스위치포함하는반도체 스위치. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 과전류 센서가상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20d)에 병렬로 상기 출력단자(21d) 양단에 바이패스 스위칭 트랜지스터(35)와 직렬로 연결되는 전류검출 저항(31d); 및상기 전류검출 저항 양단에 인가되는 전압을 수용하도록 연결되어, 상기 전압이 기설정 레벨을 초과하는 경우 상기 래치 회로(40d)에 과전류 신호를 제공하는 트랜지스터 스위치포함하는반도체 스위치. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20; 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 20l, 20m, 20n, 20p, 20q, 20r)가 단일 금속-산화물 반도체 전계효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field-effect transistor; mosfet)―여기서 mosfet의 게이트-소스는 상기 광기전 소자 양단에 연결되고, mosfet의 드레인-소스는상기출력단자사이연결됨포함하는반도체 스위치. [청구항 5] 제1항에 있어서,의 형태인 한 쌍의 출력용 스위칭 트랜지스터(20a)는 상기 출력단자(21a) 사이에 직렬로 연결되고, 상기 mosfet 각각의 소스는 서로 연결되며, 상기 mosfet 각각의 게이트는 공통으로 연결되어 상기 광기전 소자(10a)로부터 상기 동작 전압수신하는반도체 스위치. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 래치 회로(40)는 세트 입력단, 리셋 입력단, 및 출력단을 갖는 플립-플롭으로 구현되되, 상기 세트 입력단은 상기 과전류 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 리셋 입력단은 상기 광기전 소자로부터 상기 동작 전압을 수용하도록 연결되며, 상기 출력단은 상기 분로 트랜지스터를 턴온 및 턴오프시키도록연결되는반도체 스위치. [청구항 7] 제6항에 있어서,상기 분로 트랜지스터(20)는 자신의 드레인-소스가 상기 광기전 소자 양단에서 전류제한 저항 소자와 직렬로 연결되는 mosfet로 구현되되,상기 플립-플롭은,제1 저항 소자(41), 및 자신의 드레인-소스가 상기 광기전 소자(10) 양단에서 상기 제1 저항 소자와 직렬로 연결된 제1 mosfet(42); 및제2 저항 소자(43), 및 자신의 드레인-소스가 상기 광기전 소자(10) 양단에서 상기 제2 저항 소자와 직렬로 연결된 제2 mosfet(44)를 포함하며,상기 제1 mosfet(42)의 게이트는 상기 제2 저항 소자(43) 및 상기 제2 mosfet(44)의 드레인 사이의 지점에 연결되고,상기 제2 mosfet(44)의 게이트는 상기 제1 저항 소자(41) 및 상기 제1 mosfet(42)의 드레인 사이의 지점에 연결되며,상기 제2 저항 소자(43)와 상기 제2 mosfet(44)의 드레인 사이의 지점에 상기 분로 트랜지스터(mosfet; 50)의 게이트가 연결되고,상기 제2 mosfet(44)는 자신의 게이트로 상기 광기전 소자(10)로부터 상기 제1 저항 소자(41)를 통하여 동작 전압을 수용하여 상기 동작 전압의 수용시 도통됨으로써, 상기 제1 mosfet(42)의 게이트와 상기 분로 트랜지스터(mosfet; 50)의 게이트로 상기 제2 저항 소자(43)를 통하여 인가되는 상기 동작 전압을 낮추어 상기 제1 mosfet(42)와 상기 분로 트랜지스터(50)를 비도통시키며,상기 제2 mosfet(44)는 또한 자신을 비도통시키는 상기 과전류를 자신의 게이트로 수용함으로써, 상기 제1 mosfet(42)와 상기 분로 트랜지스터(50)의 게이트들에 인가되는 상기 동작 전압을 증가시켜 상기 제1 mosfet(42)와 상기 분로 트랜지스터(50)를 도통시키고,상기 광기전 소자(10)로부터의 동작 전압이 소멸될 때까지 상기 출력용 스위칭 트랜지스터의 차단을 유지하는 상기 분로 트랜지스터(50)의 지속적인 도통에 대해 상기 제2 mosfet(44)을 비도통 상태유지하는반도체 스위치. [청구항 8] 제7항에 있어서,상기 전류제한 저항 소자(51), 상기 제1 저항 소자(41) 및 상기 제2 저항 소자(43) 각각은 펀치-쓰루 공간 전하 저항(punch through space charge resistor)의 형태이며, 상기 펀치-쓰루 공간 전하 저항은,n-형 또는 p-형의 도전형인 반도체 기판(60);상기 기판의 표면에서 확산되며, 상기 기판과는 반대의 도전형인 웰(well; 61);서로 공간적으로 떨어져서 상기 웰의 표면에서 확산되며, 상기 기판과 동일한 도전형인 한 쌍의 확산 영역(62); 및상기 확산 영역 상에 각각 형성되며, 상기 웰의 일부를 통해 상기 확산 영역―여기서 확산 영역은 미소 전류를 운반하는데 적합한 공핍층을 형성하도록 상호 동작됨으로써, 상기 전류제한 저항 소자, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자 각각에 대한 저항이 정해짐― 사이에 상기 동작 전압을 인가하는 한 쌍의 전극포함하는반도체 스위치. [청구항 9] 제7항에 있어서,상기 전류제한 저항 소자(51r), 상기 제1 저항 소자(41r), 및 상기 제2 저항 소자(43r) 각각은 다이오드구현되는반도체 스위치. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)는 상기 제어 전극으로 정의되는 게이트를 구비하는 mosfet 형태이며,제너 다이오드(zener diode; 53)―여기서 제너 다이오드(35)는 상기 광기전 소자(10)의 개방 회로 전압보다 높은 항복 전압(breakdown voltage)을 가짐―가 상기 광기전 소자(10)와 병렬로 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)의 게이트-소스 양단에 연결되는데, 상기 제너 다이오드의 음극(cathode)은 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)의 게이트연결되는반도체 스위치. [청구항 11] 제1항에 있어서,상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)는 상기 제어 전극으로 정해지는 게이트를 구비하는 mosfet 형태이며,다이오드(52)가 상기 전류제한 저항 소자(51) 양단에 연결되는데, 상기 다이오드(52)의 양극은 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)의 게이트연결되는반도체 스위치. [청구항 12] 제1항에 있어서,상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20b)는 mosfet 형태이며,상기 제어 전극을 정의하는 게이트, 상기 전류제한 저항 소자(51) 양단의 저항(54)과 직렬로 연결된 다이오드(52b)―여기서 다이오드(52b)의 양극은 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20)의게이트연결됨구비하는반도체 스위치. [청구항 13] 제1항에 있어서,상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20c)는 상기 제어 전극으로 정의되는 게이트를 구비하는 mosfet 형태이며,방전용 mosfet(55)이 상기 전류제한 저항 소자(51c) 양단에 연결되는데, 상기 방전용 mosfet(55)의 소스는 상기 전류제한 저항 소자(51c) 및 상기 광기전 소자(10c)의 양극(+) 사이의 연결점과 결합되며, 상기 방전용 mosfet(55)의 드레인과 게이트는 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20c)의 게이트에 공통연결되는반도체 스위치. [청구항 14] 제7항에 있어서,수시 오프셋(offset) 전압을 공급하는 부가적인 광기전 소자(11)를 추가로 포함하며,상기 과전류 센서(30e)는상기 부하 회로 양단에 검출 전압을 인가하도록 상기 부하 회로에 삽입되는 전류검출 저항, 및상기 래치 회로(40e)가 턴온되도록 상기 과전류 신호를 제공하는 제3 mosfet을 포함하고,상기 부가적인 광기전 소자(11)는 상기 제3 mosfet(32e)에 연결되어, 상기 오프셋 전압이 상기 검출 전압과 합해지며, 상기 검출 전압과 오프셋 전압의 합이 기설정 레벨을 초과하는 경우에 상기 제3 mosfet(32e)의 게이트에 인가되어턴온시키는반도체 스위치. [청구항 15] 제2항에 있어서,상기 분로 트랜지스터(50f) 양단에 연결되는 mosfet의 형태인 제2 분로 트랜지스터(56)를 추가로 포함하며,상기 제2 분로 트랜지스터(56)의 드레인은 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20f) 및 상기 전류제한 저항 소자(51f) 사이의 지점에 연결되며, 상기 제2 분로 트랜지스터(56)의 소스는 상기 분로 트랜지스터(50f)의 소스에 연결되고, 상기 제2 분로 트랜지스터(56)의 게이트는 상기 전류검출 저항(31f) 양단에 인가되는 전압을 수용하도록 연결되어, 기설정 레벨을 초과하는 상기 전류검출 저항의 전압에 응답하여, 상기 제2 분로 트랜지스터(56)는 상기 분로 트랜지스터(50f)를 턴온시키는 상기 차단 신호를 제공하는 것에 응답하여 상기 래치 회로(40f) 앞에서 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20f)와 떨어져서 상기 전류제한 저항 소자를 통해서 및 상기 제2 분로 트랜지스터(56)를 통해서 상기 광기전 소자(10f)로부터의전류유입시키도록도통되는반도체 스위치. [청구항 16] 제7항에 있어서,상기 래치 회로(40m, 40n)가 상기 과전류 신호에 응답하는 차단 신호를 전송하는 경우, 상기 광기전 소자(10m, 10n)로부터의 바이어스 전류를 상기 분로 트랜지스터(50m, 50n)의 게이트에 공급하는 바이어스 수단(80, 80n)을 추가포함하는반도체 스위치. [청구항 17] 제7항에 있어서,상기 래치 회로(40m, 40n)가 상기 과전류 신호에 응답하는 차단 신호를 전송하는 경우, 상기 광기전 소자(10p, 10q)로부터의 전류가 상기 출력용 스위칭 트랜지스터(20p, 20q)로 흐르는 것을 방지하는 방지 수단(block means)을 추가포함하는반도체 스위치. [청구항 18] 제2항에 있어서,상기 과전류 센서(30g, 30h, 30j)는, 전류검출 저항이 상기 기설정 레벨을 초과하고 일정 시간 동안 지속되는 경우에만, 상기 과전류 센서가 상기 과전류 신호를 상기 래치 회로(40g, 40h, 40j)에 전송하도록 상기 전류검출 저항(31g, 31h, 31j) 양단에 나타나는 고주파수 전압을 무효화시키는 저역 통과 필터를 추가포함하는반도체 스위치. [청구항 19] 제2항에 있어서,상기 광기전 소자(10k, 10l)가 전력을 발생시킨 직후 단시간 동안 상기 과전류 센서(30k, 30l)로부터 상기 래치 회로(40k, 40l)에 과전류 신호를 제공하는 것을 지연시키는 지연 타이머(71, 72, 73; 73l, 51l)를 추가로 포함함으로써, 상기 광기전 소자의 활성화 직후 상기 전류검출 저항(31k, 31l) 양단에 나타나는 과도 전압(transient voltage)을 무효화시키는반도체 스위치.