DE1764455C3 - Monolithisch integrierte Darlington-Transistorschaltung - Google Patents
Monolithisch integrierte Darlington-TransistorschaltungInfo
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- DE1764455C3 DE1764455C3 DE1764455A DE1764455A DE1764455C3 DE 1764455 C3 DE1764455 C3 DE 1764455C3 DE 1764455 A DE1764455 A DE 1764455A DE 1764455 A DE1764455 A DE 1764455A DE 1764455 C3 DE1764455 C3 DE 1764455C3
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Description
genügerir
5. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle
des zur Emitter-Basis-Strecke des Leistungstransistors (LT) parallelliegenden Wider- ·
Standes (RL) mit der Emitterzone (15) des Leistungstransistors
(LT) am Mittelteil (15a) dieser Emitterzone (15) angebracht ist.
6. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß rüe ringförmige
Emitterzone (14) des Treibertransistors (TT) an derjenigen Ecke, die der Einmündung
des Verbindungskanals (19) in die Basiszone (12) des Treibertransistors (TT) diametral gegenüberliegt,
verschmälert ist und der dadurch gewonnene Platz zu einer zusätzlichen Metallisierung
(28) der Basiszone (12) des Treibertransistors (TT) benutzt ist.
Die Erfindung betrifft eine monolithisch integrierte, in Planartechnik ausgeführte, einen Treibertransistor
und einen Leistungstransistor aufweisende Darlington-Transistorschaltung, bei der die Kollektoren der beiden
Transistoren durch eine gemeinsame, mit einer die Unterseite der Halbleiterscheibe vollständig bedeckenden
Metallisierung versehene Kollektorzone gebildet sind, die Emitterzone des Treibertransistors
mit der Basiszone, des Leistungstransistors über eine
unmittelbar auf der Oberseite der Halbleiterscheibe aufliegende Metallisierung verbunden ist und die Basiszonen
der beiden Transistoren derart zusammenhängen, daß sie einen Widerstand parallel zur Emitter-Basis-Strecke
des Treibertransistors bilden.
Aus der US-PS 33 16 466 ist bereits eine Darlington-Transistorsschaltung
dieser Art bekannt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung bilden die zusammenhängenden
Basiszonen der beiden Transistoren einen durchgehenden Bereich, der sich über die
gesamte Fläche der Halbleiterscheibe erstreckt, was zur Folge hat, daß der zur Emitter-Basis-Strecke des
Treibertransistors parallelliegende Widerstand niederohmig ist und nur durch die Wahl des Basismaterials
in gewissen Grenzen geändert werden kann.
Aus der Zeitschrift »Electronics« vom 5. April 1965, S. 116, ist ferner eine monolithisch integrierte,
in Planartechnik r.usgeführte, einen Treibertransistor und einen I.cistungstransistor aufweisende Darlington-Transistorschaltung
bekannt, bei der ebenfalls die Kollektoren der beiden Transistoren durch eine geineinsame
Kollektorzone gebildet sind, die Basiszonen aber getrennte Zonen sind und die Emitterzone
des Treibertransistors mit der Basiszone des Leistungstransistors durch eine Metallisierung verbunden
ist, die über die auf der Halbleiteroberfläche aufliegende isolierende Oxidschicht hinweggeführt ist (vgl.
hierzu auch Abb. 22b auf 5.426 in dem Aufsatz von E. Bartels, »Oberflächenstabilisierung an
Halbleitern«, Internationale Elektronische Rundschau, Band 18, Heft Nr, 8, S, 423 bis 426). Diese Darlingtori-Tränsistörschaitürig
hat den Nachteil, daß die auf der Halbleiteroberfläche aufliegende Oxidschicht nur
eine begrenzte Spannungsfestigkeit hat Und dadüfCh bei Hochspannungstransistoren ein zusätzlicher Arbeitsschritt
zur Versltlrkuhg def Oxidschicht, z. B. durch Silanzersetzung, notwendig wird.
3 4
Aus der US-PS 3218 613 ist ferner eine mono- Aus der US-PS 3177 414 ist es ferner bekannt,
lithisch integrierte, in Planar-Tecbnik ausgeführte bei einer monolithisch integrierten, in Planartechnik
Schaltungsanordnung bekannt, welche Paare von ausgeführten Darlington-Transistorschaltung die
Transistoren mit gemeinsamer Kollektorzone und Emitterzone des Leistungstransistors ringförmig aus-
mit über einen schmalen Verbindungskanal zusam- 5 zubilden.
menhängenden Basiszonen enthält. Die Basiszonen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
der beiden Transistoren eines Transistorpaares bilden einer Darlington-Transistorschaltung der eingangs ge-
dabei jeweils die beiden Schenkel und der Verbin- nannten Art den zur Emitter-Basis-Strecke des Trei-
dungskanal das Verbindungsstück zwischen den bei- bertransistors parallelliegenden Widerstand hochoh-
den Schenkeln eines U-förmigen Bereiches. Durch io mig auszubilden.
den Verbindungskanal sind die Basen der beiden Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst,
Transistoren praktisch kurzgeschlossen, während die daß die Basiszonen der beiden Transistoren durch
Kollektoren der beiden Transistoren über einen end- mindestens eine mit Kollektormaterial ausgefüllte
liehen Widerstand miteinander verbunden sind, der Einbuchtung derart voneinander getrennt sind, daß
dadurch gebildet wird, daß die beiden Transistoren 15 sie lediglich durch einen von der Einbuchtung freian
der Oberseite der gemeinsamen Kollektorzone zu gelassenen schmalen Verbindungskanal miteinander
beiden Seiten der gemeinsamen U-förmigen Basiszone verbunden sind, daß die in die Basiszone des Treibergetrennte Kollektoranschlüsse haben. Diese bekannte transistors eindiffundierte Emitterzone dieses Tran-Schaltungsanordnung
ist keine Darlington-Transistor- sistors durch den Verbindungskanal hindurch bis in
schaltung. Sie bildet vielmehr einen Informations- 20 die Basiszone des Leistungstransistors hinein vcrlänspeicher.
gert ist und daß die die Emitter/on" des Treibertran-Aus der Zeitschrift »IEEE spectpjrns, Band 1 sistors mit der Basiszone des I eistiiivyitrnnsisinrs ver-(1964),
Heft 6, S. 83 bis 101, und aus dem Juch von bindende Metallisierung im Bereich der Verlängerung
E. Ke on j i an, »Microelectronics«, New York, der Emitterzone des Treibertransistors über den Ver-1963,
S. 311 bis 315, ist es ferner bekannt, ohmsche 25 bindungskanal hinweg verläuft.
Widerstände als diffundierte Zonen in Halbleiter- Weitere Einzelheiten und zweckdienliche Weiler-Planartechnologie auszubilden. bildungen der Darlington-Schaltung nach der Erfin-Aus der GB-PS 9 74 674 ist ein monolithisch inte- dung sind nachstehend an Hand zweier in der Zeichgrierter zweistufiger Halbleiterverstärker mit zwei nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beTransistoren bekannt, die die beiden über einen inte- 30 schrieben und erläutert. Es zeigt
grierten Widerstand gekoppelten Stufen des Verstär- F1 g. 1 das elektrische Schaltbild einer Darlingtonkers bilden. Hierbei handelt es sich nicht um eine Transistorschaltung,
Widerstände als diffundierte Zonen in Halbleiter- Weitere Einzelheiten und zweckdienliche Weiler-Planartechnologie auszubilden. bildungen der Darlington-Schaltung nach der Erfin-Aus der GB-PS 9 74 674 ist ein monolithisch inte- dung sind nachstehend an Hand zweier in der Zeichgrierter zweistufiger Halbleiterverstärker mit zwei nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beTransistoren bekannt, die die beiden über einen inte- 30 schrieben und erläutert. Es zeigt
grierten Widerstand gekoppelten Stufen des Verstär- F1 g. 1 das elektrische Schaltbild einer Darlingtonkers bilden. Hierbei handelt es sich nicht um eine Transistorschaltung,
Darlington-Transistorschaltung. Der Halbleiterver- F i g. 2 ein erstes, vereinfachtes Ausführungsbeistärker
ist auch nicht in Planar-, sondern in Mesa- spiel einer monolithisch integrierten Darlington-Trantechnik
ausgeführt. 35 sistorschaltung gemäß der Erfindung, das die prin-
Aus der CH-AS 10 729 65 ist eine monolithisch zipiellen Zusammenhänge zeigt, in der Draufsicht,
integrierte, in Planartechnik ausgeführte Halbleiter- Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der
schaltung mit einem Einzeltransistor und einem zu Fig. 2,
dessen Kollektor-Basis-Strecke parallelliegenden Wi- F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der
derstand bekannt. Zur Bildung dieses Widerstandes 40 Fig. 2,
ist die Basiszone des Einzeltransistors über die von F i g. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer monodiesem
Transistor beanspruchte Fläche hinaus ver- lithich integrierten Darlington-Transistorschaltung
längert und über eine Metallisierung mit der KoI- gemäß der Erfindung in der Draufsicht,
lektorz.one des Einzeltransistors an derselben In der in Fig. 1 dargestellten Darlington-Tran-Oberflächenseite des Halbleiterkörpers verbunden, 45 sistorschaltung ist die Basis des Leistungstransistors die auch die Emitter- und Basismetallisierung des /,7 mit dem Emitter des Treibertransistors TT ver-Einzeltransistors trägt. Zur Erhöhung des Ohmwer- bunden, während die Kollektoren der beiden Trantes des durch den verlängerten Bereich der Basiszone sistoren miteinander verbunden sind. Dadurch wird gebildeten Widerstandes ist dieser Bereich mi' Aus- eine Schaltungseinhcit gebildet, welche als äußere Annahme seiner Kontaktfläche durch eine Zone mit 50 Schlüsse einen Kollektoranschluß K, einen Emitteran-Emitterdiffusion. die sich an der Oberseite der Halb- schluß E und einen Basisanschluß B hat und als einlciterscheibe allseitig über diesen Bereich hinaus er- zelner Transistor Betrachtet werden kann. Parallel streckt, vollständig bedeckt, so daß der zur Kollek- zur Emitter-Basis-Strecke des Treibertransistors TT tor-Basis-Strecke des Einzeltransistors parallelliegcn- ist ferner ein Widerstand RT, parallel zur Emitterde Widerstand lediglich aus dem unterhalb dieser 55 Basis-Strecke des Leistungstransistors LT ein Wider-Emitterdiffusionszone liegenden Basismaterial bc- stand R1 und parsllel zur Emitter-Kollektor-Strccke steht und einen extrem hohen Widerstandswert hat. des Leistungstransistors eine SchutzdiodeD geschaltet. Aus den vorveröffentlichten Unterlagen zum bei- Zur Erklärung des Grundgedankens der Erfindung gischen Patent 6 51446 ist eine monolithisch inte- dient das in den F i g. 2 bis 4 dargestellte, vereinfachte grierte, in Planartechnik ausgeführte Halbleiter- 60 Ausführungsbeisj iel, das die Darlington-Transistorschaltung mit einem Einzcltransistor und einem zu schaltung nach F i g. 1 als Monolithen in Planartechdesscn Emitter-Basis-Strecke parallelliegenden Wi- nik realisiert, In das einheitliche Kollektorgrundderstand bekannt. Dieser Widerstand Wird durch material IX einei Siliziumscheibe 10 s?nd von oben eine sehr schmale Verlängerung der Basiszone des her die Basiszonen 12, 13 und in diese Basiszonen Eirizeitransistörs gebildet, deren basisfernes Ende 65 hinein die Emitterzonen 14, 15 der beiden Traiisistoübcr eine oberhalb der Oxidschicht liegende Metalli- ren TT1 LT eindiffiüidiert.
lektorz.one des Einzeltransistors an derselben In der in Fig. 1 dargestellten Darlington-Tran-Oberflächenseite des Halbleiterkörpers verbunden, 45 sistorschaltung ist die Basis des Leistungstransistors die auch die Emitter- und Basismetallisierung des /,7 mit dem Emitter des Treibertransistors TT ver-Einzeltransistors trägt. Zur Erhöhung des Ohmwer- bunden, während die Kollektoren der beiden Trantes des durch den verlängerten Bereich der Basiszone sistoren miteinander verbunden sind. Dadurch wird gebildeten Widerstandes ist dieser Bereich mi' Aus- eine Schaltungseinhcit gebildet, welche als äußere Annahme seiner Kontaktfläche durch eine Zone mit 50 Schlüsse einen Kollektoranschluß K, einen Emitteran-Emitterdiffusion. die sich an der Oberseite der Halb- schluß E und einen Basisanschluß B hat und als einlciterscheibe allseitig über diesen Bereich hinaus er- zelner Transistor Betrachtet werden kann. Parallel streckt, vollständig bedeckt, so daß der zur Kollek- zur Emitter-Basis-Strecke des Treibertransistors TT tor-Basis-Strecke des Einzeltransistors parallelliegcn- ist ferner ein Widerstand RT, parallel zur Emitterde Widerstand lediglich aus dem unterhalb dieser 55 Basis-Strecke des Leistungstransistors LT ein Wider-Emitterdiffusionszone liegenden Basismaterial bc- stand R1 und parsllel zur Emitter-Kollektor-Strccke steht und einen extrem hohen Widerstandswert hat. des Leistungstransistors eine SchutzdiodeD geschaltet. Aus den vorveröffentlichten Unterlagen zum bei- Zur Erklärung des Grundgedankens der Erfindung gischen Patent 6 51446 ist eine monolithisch inte- dient das in den F i g. 2 bis 4 dargestellte, vereinfachte grierte, in Planartechnik ausgeführte Halbleiter- 60 Ausführungsbeisj iel, das die Darlington-Transistorschaltung mit einem Einzcltransistor und einem zu schaltung nach F i g. 1 als Monolithen in Planartechdesscn Emitter-Basis-Strecke parallelliegenden Wi- nik realisiert, In das einheitliche Kollektorgrundderstand bekannt. Dieser Widerstand Wird durch material IX einei Siliziumscheibe 10 s?nd von oben eine sehr schmale Verlängerung der Basiszone des her die Basiszonen 12, 13 und in diese Basiszonen Eirizeitransistörs gebildet, deren basisfernes Ende 65 hinein die Emitterzonen 14, 15 der beiden Traiisistoübcr eine oberhalb der Oxidschicht liegende Metalli- ren TT1 LT eindiffiüidiert.
sierung mit der Emitterzone des Einzeltransistörs Der Basis-Kollektor-Übcrgang ist mit gestrichelten
verbunden ist. Linien, der Emitter-Basis-Übergang mit strichpunk-
tierten Linien angedeutet. Der gestrichelte Linienzug 16 bezeichnet daher in Fig. 2 den Rand der Basisdiffusion, d. h. diejenigen Stellen, an denen der Basis^·
Kollektor-Übergang an die Halbleiteroberfläche tritt,
der strichpunktierte Linieiizug 17 den Rand der
Emitterdifiusions d. h, diejenigen Stellen, an denen
der Emitter-Basis-Übergang an die Halbleiteroberfläche tritt. Die Emitterzonen 14 und 15 sind in Fig. 2
der Übersichtlichkeit halber außerdem Unter dem Oxid punktiert. »°
Die Basiszonen 12,13 der beiden Transistoren TT, LT sind durch eine starke, mit Kollektormaterial ausgefüllte
Einbuchtung 18 des Basisrandes 16 elektrisch weitgehend voneinander abgetrennt. Von der Einbuchtung
18 wird ein schmaler, mit Basismaterial is ausgefüllter Verbindungskanal 19 freigelassen, über
den die beiden Basiszonen 12, 13 miteinander zusammenhängen. Durch diesen Verbindungskanal 19
wird zwischen diesen Basiszonen der Widerstand RT
eingeführt. ao
Die Emitterzone 14 des Treibertransistors TT ist ringförmig in die Basiszone 12 des Treibertransistors
gelegt und über den Verbindungskanal 19 hinweg bis in die Basiszone 13 des Leistungstransistors LT hinein
verlängert. Dort verzweigt sie sich in einen Aus- 'S
läufer 14 α in Richtung des Verbindungskanals 19 und einen Ausläufer 14 b senkrecht zum Verbindungskanal 19.
In den verbleibenden Teil der Basiszone 13 des Leistungstransistors LT ist die Emitterzone IS des 3"
Leistungstransistors eindiffundiert. Die Emitterzone 15 besteht aus einem für den Emitteranschluß vorgesehenen,
großflächigen Mittelteil 15 a und aus vier Emitterzähnen 15 h, 15 c, 15 d, 15 e. Der Mittelpunkt
des Mittelteiles 15 a liegt etwa auf der vom Mittelpunkt der Emitterzone 14 zum gegenüberliegenden
Eckpunkt der Halbleiterscheibe 10 führenden Diagonale. Die beiden Emitterzahnpaare 156, 15 c und
15 d, 15 e liegen im wesentlichen spiegelsymmetrisch
zu dieser Diagonalen. Dabei erstrecken sich die Emitterz'ihn?
15b, 15<~ vnlT>
Mittpitpil IS/i aus zum AusAusläufer 14 α der Emitterzone 14 hin und verlaufen
parallel zu deren Ausläufer 14 b.
Die Unterseite der Halbleiterscheibe 10 ist durch die Kollektormetallisierung 20, die zum Anlöten des
Kollektoranschlusses K dient, vollständig bedeckt. Die Oberseite der Halbleiterscheibe 10 ist zum Schutz
der pn-Übergänge teilweise mit einer Oxidschicht 21 versehen. Metallisiert sind nur diejenigen Teile der
Oberseite, welche nicht mit Oxid bedeckt sind. Zum Anlöten des Basisanschlusses B dient die Basismetallisierung
22 des Treibertransistors TT. Die Emitterzone 14 des Treibertransistfirs TT trägt ferner eine
Emittermetallisierung 23 a, die Basiszone 13 des Leistungstransistors
LT eine Basismetallisierung 23 b. Die Emitterzone 15 des Leistungstransistors LT trägt
eine Emittermetallisierung 24, die zum Anlöten des Emitteranschlusses E dient. Der Anschlußdraht für
diesen Anschluß wird auf demjenigen Teil dieser Metallisierung angelötet, der auf dem Mittelteil 15 a
der Emitterzone 15 des Leistungstransistors aufliegt.
Die elektrische Verbindung zwischen der Emitterzone 14 des Treibertransistors TT und der Basiszone
13 des Leistungstransistors LT wird durch eine unmittelbar auf der Halbleiteroberfläche aufliegende
Metallisierung 23 c gebildet Diese Metallisierung verläuft über den Verbindungskanal 19 und über die verlängerte
Emitterzone 14 des Treibertransistors samt ihren Ausläufern 14 η, 14 b hinweg und bildet mit der
Emittermetallisierung 23 η des Treibertransistors und der Basismetallisierung 23 b des Leistungstransistofs
eine einzige, zusammenhängende Metallisierung 23,
Da die Metallisierung 23 durch einen pivÜbcrgang
vom Verbindungskanal 19 getrennt ist, kann sie den durch diesen Verbindungskanal gebildeten Widerstand
Rf nicht kurzschließen. Erst unmittelbar gegenüber den Emitiefzähnen 15 b>
15 c des Leistungstransistors LT greift die Metallisierung 23 über den pn-Übergang
zwischen der Emitterzone 14 des Treibertrartsistors und der Basiszone 13 des Leistungstransistors
hinweg und wirkt als Basiszuleitung für den Leistungstransistor.
Der Widerstand RT parallel zur Emitter-Basis-Strecke
des Treibertransistors TT wird gebildet von dem Basismaterial zwischen dem Kollektor-Basis-
T3 ..* YM ».*
-ijaSiS-UDCrgSug
gg UIiU UCIIi liiiimcrgg
zwischen den Punkten 25 und 26. Man kann rechnerisch zeigen, daß dieser Widerstand die Größe hat:
tgh
L2 ah
2 lh
Hierin bedeutet
/ = Tiefe des Basis-Kollektor-Überganges, ρ0 = mittlerer spezifischer Widerstand des Basismaterials von der Oberseite der Halbleiterscheibe
10 bis zurTiefef desBasis-Kollektor-Überganges,
gB = mittlerer spezifischer Widerstand des Basismaterials zwischen Emitter-Basis-Übergang
und Basis-Kollektor-Übergang,
W = Abstand zwischen Emitter-Basis-Übergang und Basis-Kollektor-Übergang (= Basisweite),
b = Abstand zwischen Emitter-Basis-Übergang und Basis-Kollektor-Übergang an der Halbleiteroberfläche,
a = Breite des Ausläufers 14a der Emitterzone
14 des Treibertransistors,
c — Länge des Verbindungskanals 19 zwischen der Basiszone 12 des Treibertransistors und
der Basiszone 13 des Leistungstransistors,
L = Länge der Emitterdiffusion des Treibertransistors TT unter der Basismetallisierung 23 b
des Leistungstransistors LT (= Länge des Ausläufers 14 a).
Hieraus ergeben sich genügend freie Parameter, z. B. a, b, c, um den Widerstand RT auf einen gewünschten
Wert einzustellen. Soll er besonders groß sein, so wird vorteilhaft die Emitterzone 14 des Treibertransistors
zu beiden Seiten des Verbindungskanals 19 durch Abrundung des von ihr jeweils eingeschlossenen
Winkels vergrößert (Erhöhung von a, in F i g. 2 gezeigt bei 25 und 26).
Es ist ferner ein Widerstand RL parallel zur Emitter-Basis-Strecke
des Leistungstransistors LT vorgesehen. Dieser Widerstand wird gebildet durch eine
Einbuchtung 27 der Emitterzone 15 des Leistungstransistors und durch einen Kurzschluß des Emitter-Basis-Überganges
des Leistungstransistors durch die Emittermetallisierung 24 im Innern dieser Einbuchtung.
Dadurch ist gleichzeitig eine Diode D parallel
zur Emittef-Kollektor-Strecke des LeistungstransisUJfs derungen ergeben sich daraus die benötigten Flachen
eingeführt. der Transistoren, und aus diesen so bestimmten
Ein Weitereu Ziel der Erfindung ist es, den Darling* Flächen wird nach der Ungleichung (2) das anzin
(on>Mönö!ithen gegen Spannungsstöße unempfindlich strebende Widerslandsverhältnis RtIRl bestimmt,
zil machen, indem angestrebt wird, die mit solchen s In F ί g. 5 ist ein zweites, bevorzugtes Ausführungs-Spannitrigsstößen verbundene Energie auf eine rnög- belspiel einer monolithisch integrierten Darlingtonlic^t große Fläche des Kristalls zu verteilen, damit Transistorschaltung nach der Erfindung in der Draüfdie: Energiedichte möglichst klein bleibt« sieht dargestellt. Der Verbindungskanal 19 zwischen
zil machen, indem angestrebt wird, die mit solchen s In F ί g. 5 ist ein zweites, bevorzugtes Ausführungs-Spannitrigsstößen verbundene Energie auf eine rnög- belspiel einer monolithisch integrierten Darlingtonlic^t große Fläche des Kristalls zu verteilen, damit Transistorschaltung nach der Erfindung in der Draüfdie: Energiedichte möglichst klein bleibt« sieht dargestellt. Der Verbindungskanal 19 zwischen
Bei einer Darlington-Transistorschaltung mit zwei den beideli Basiszonen 12,13 wird hier gebildet durch
idealen Transistoren ohne die" Wideisiände RT und 10 den mit Basismaterial ausgefüllten Räum, der Von
RL (vgl. Fig. 1) würde der Durchbruch über die zwei mit Kollektotmaterial ausgefüllten Einbuchtungesamte
Emitlerfiäche verteilt auftreten. Dabei muß gen 18, 18 ο des Basisrandes 16 freigelassen wird,
vorausgesetzt werden, daß die Transistoren über die Dies bedingt eine beträchtliche Verlängerung des
ganze Fläche völlig gleichmäßig arbeiten. Verbindungskanals 19 gegenüber dem ersten Aus-
Durch die in F i g. 1 gezeigten und in F i g. 2 reali- iS führungsbeispiel, bei dem nur eine einzige Einbuchsierten
Widerstände RT und RL kann mart auch dann tung 18 vorgesehen ist. Dadurch wird der Wider*
eine gleichmäßige Anschaltung am Emitterrand er- standswert des Widerstandes RT gegenüber dem ersten
reichen, wenn über riie gmße Fläche !.".hemogenitäten Ausführungsbeispiel beiraehiiieSi erhöht.
auftreten sollten; dazu müssen die von den Emitter- Um das Auftreten eines lokalen Durchbruches beim zonen 14, 15 der beiden Transistoren TT, LT über- ao Anschalten des Treibertransistors TT zu vermeiden, deckten Basisflächen FTT und FLT und die Werte der jst beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel Widerstände RT und RL der Ungleichung ferner die Emitterzone 14 des Ίreibertransistors TT
auftreten sollten; dazu müssen die von den Emitter- Um das Auftreten eines lokalen Durchbruches beim zonen 14, 15 der beiden Transistoren TT, LT über- ao Anschalten des Treibertransistors TT zu vermeiden, deckten Basisflächen FTT und FLT und die Werte der jst beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel Widerstände RT und RL der Ungleichung ferner die Emitterzone 14 des Ίreibertransistors TT
an derjenigen Ecke, die der Einmündung des Ver-
RT FTT + FLT biödungskanals 19 in die Basiszone 12 des Treiber-
~j[~ >
F" ' ' *5 transistors diametral gegenüberliegt, über eine Länge
iT verschmälert und der gewonnene Platz zu einer
zusätzlichen Metallisierung 28 der Basiszone 12 des
genügen, die sich aus der Annahme der Flächenpro- Treibertransistors benutzt. Diese zusätzliche Metalliportionalität
des Sperrstromes herleiten läßt. sierung 28 sorgt für ein gleichmäßiges Anschalten
Da die Widerstände RT und RL in Weiten Grenzen 30 über die Strecke lT auch auf dem Außenrand der ringfrei
wählbar sind, kann diese Ungleichung konstruk- förmigen Emitterzone 14.
tiv erfüllt werden. Ausgehend von der gewünschten Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ferner
Gesamtverstärkung der Darlington-Transistorschal- abweichend vom Ausführungsbeispiel nach den
tung bestimmt man die Einzelverstärkungen für den Fig. 2, 3 und 4 die Kontaktstelle des Widerstandes
Treibertransistor und den Leistungstransistor; diese 35 RL mit der Emitterzone 15 des Leistungstransistors
bestimmen die notwendigen Randlängen der Emitter- am Mittelteil 15« angebracht. Dadurch wird ein
zonen der beiden Transistoren; unter Einhaltung ge- Schutz gegen den bekannten Einschnüreffekt (pinch in)
wisser von der Herstellungstechnik bestimmter For- gegeben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Monolithisch integrierte, in Planartechnik ausgeführte, einen Treibertransistor und einen
Leistungstransistor aufweisende Darlington-Transistorschaltung, bei der die Kollektoren der beiden
Transistoren durch eine gemeinsame, mit einer die Unterseite der Halbleiterscheibe vollständig
bedeckenden Metallisierung versehene Kollektorzone gebildet sind, die Emitterzone des
Treibertransistors mit der Basiszone des Leistungstransistors über eine unmittelbar auf der Oberseite
der Halbleiterscheibe aufliegende Metallisierung verbunden ist und die Basiszonen der beiden
Transistoren derart zusammenhängen, daß sie einen Widerstand parallel zur Emitter-Basis-Strecke
des Treibertransistors bilden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Basiszonen (12, 13) der be'den Transistoren (ΓΓ, LT) durch mindestens
eine mit Kollektormaterial ausgefüllte Einbuchtung (18) derart voneinander getrennt sind,
daß sie lediglich durch einen von der Einbuchtung
(18) freigelassenen schmalen Verbindungskanal
(19) miteinander verbunden sind, daß die in die Basiszone (12) des Treibertransistors (TT) eindifFundierte
Emitterzone (14) dieses Transistors (TT) durch den Verbindungskanal (19) hindurch
bis in die Basiszone (13) des Leistungstransistors (LT) hinein verlängert ist und daß die die Emitterzone
(14) des Treibertransistors (TT) mit der Basiszone (\'ό) des Leistungstransistors (LT) verbindende
Metallisierung (23 r) im Bereich der Verlängerung
der Emitterzone (14) des Treibertransistors (TT) über den Verbin ungskanal (19) hinweg
verläuft.
2. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone
(14) des Treibertransistors (TT) in die Basiszone (12) dieses Transistors (TT) eindiffundiert
ist und die Basismetallisierung (22) dieses Transistors (TT) ringförmig umschließt.
3. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Widerstand (R1) parallel
zur Emitter-Basis-Strecke des Leistungstransistors (LT) und einer Schutzdiode (D) parallel
zur Emitter-Kollektor-Strccke des Leistungssiransistors (LT), dadurch gekennzeichnet, daß diese
Schaltungselemente (R1, D) durch eine Einbuchtung
(27) der Emitterzone (15) des Leistungstransistors (LT) und durch einen Kurzschluß des
Emitter-Bnsis-Oberganges des Leistungstransistors (LT) mit der Emitter-Metallisierung (24) im Innern
dieser Einbuchtung (27) gebildet sind.
4. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von
den Emitterzonen (14. 15) der beiden Transistoren (TT, LT) überdeckten Basisflächen I1T und
T1 j und die Widerstandswerte RT und Rt der
zu den Hmitter-Basis-Strecken der beiden Tnnsistoren
[TTtLI) jeweils narallelliegentlcn Wider»
stände (Rf, Rl) der Ungleichung
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| DE19681789200 DE1789200C2 (de) | 1968-06-08 | 1968-06-08 | |
| DE1764455A DE1764455C3 (de) | 1968-06-08 | 1968-06-08 | Monolithisch integrierte Darlington-Transistorschaltung |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| BR6909532D0 (pt) | 1973-01-02 |
| US3596150A (en) | 1971-07-27 |
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| DE1764455A1 (de) | 1971-07-22 |
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