DE2160108A1 - Integrated transistor with saturation indicator - Google Patents

Description

Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger Die Erfindung betrifft einen integrierten Transistor mit Sättigungsanzeiger.Integrated Transistor With Saturation Indicator The invention relates to an integrated transistor with saturation indicator.

Während des normalen Betriebs eines Transistors ist der Emitter in Vorwärtsrichtung betrieben, während der Kollektor gegenüber der Basis in Sperrichtung betrieben wird. Ist der Transistor so stark durchgesteuert, daß sowohl der Emitter als auch der Kollektor gegenüber der Basis in Vorwärtsrichtung betrieben werden, so wird der Transistor als gesättigt bezeichnet und im Zustand der Sättigung folgt der Ausgang des Transistors entweder am Kollektor oder am Emitter nicht der Basisansteuerung. During normal operation of a transistor, the emitter is in Operated forward direction, while the collector opposite the base in reverse direction is operated. Is the transistor turned on so strongly that both the emitter as well as the collector are operated in the forward direction in relation to the base, so the transistor is called saturated and follows in the state of saturation the output of the transistor either at the collector or at the emitter not the base control.

Demzufolge kann eine elektronische Ausrüstung, die mit einem gesättigten Transistor verbunden ist, nicht einwandfrei arbeiten und Aussagen, die von einem Rechner unter Einbeziehung des gesAttigten Transistors getroffen werden, sind als ungültig zu bezeichnen. Dieser Überlegung folgend, ist eine Anzeige erforderlich, aus der hervorgeht, daß sich ein Transistor in Sättigung befindet.As a result, electronic equipment that is saturated with a Transistor is connected, not working properly and statements made by one Computers taken with the inclusion of the saturated transistor are considered to be designated invalid. Following this consideration, a notification is required from which it can be seen that a transistor is in saturation.

Davon ausgehend, daß die in vielen elektronischen Ausrüstungen verwendeten Transistoren in integrierter Form aufgebaut sind, erweist sich ein Sättigungsanzeiger als vorteilhaft, der zur Überwachung des Transistors in letzteren integriert werden kann.Assuming that used in many electronic equipments Transistors are built in integrated form, proves to be a saturation indicator as advantageous to be integrated in the latter for monitoring the transistor can.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Sättigungsanzeiger für Transistoren zu schaffen. Darüber hinaus wird bezweckt, einen Sättigungsanzeiger für Transistoren zu schaffen, der als Teil einer integrierten Schaltung, die den Transistor enthält, einbezogen werden kann. The invention is therefore based on the object of providing a saturation indicator for transistors to create. In addition, the purpose is to provide a saturation indicator for transistors to be used as part of an integrated circuit that includes the Contains transistor, can be included.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erste Zone einer Leitfähigkeit auf einem Substrat angeordnet ist und als Kollektor eines Transistors wirkt, daß eine zweite Zone einer entgegengesetzten Leitfähigkeit zumindest teilweise innerhalb der ersten Zone liegt und als Basis des Transistors wirkte daß eine dritte Zone einer ersten Leitfähigkeit zumindest teilweise innerhalb der zweiten Zone liegt und als Emitter des Transistors wirkt und eine vierte Zone eineæ-zweiten Störstellengehalts in der ersten Zone liegt und von der zweiten Zone durch einen Teil der ersten Zone getrennt ist, wobei diese vierte Zone als Sättigungsanzeigebezirk wirkt. This object is achieved according to the invention in that a first Zone of a conductivity is arranged on a substrate and as a collector The transistor acts to have a second zone of opposite conductivity at least partially located within the first zone and that acted as the base of the transistor a third zone of a first conductivity at least partially within the second Zone lies and acts as the emitter of the transistor and a fourth zone aæ-second Impurity content is in the first zone and from the second zone by one Part of the first zone is separated, this fourth zone being the saturation indicator area works.

Eine besonders vorteilhafte Verwirklichung der Erfindung liegt darin, daß eine zusätzliche halbleitende Zone des gleichen Störstellengehalts wie die Basis des Transistors innerhalb der integrierten Schaltung vorgesehen ist, die zumindest teilweise den Kollektor des Transistors umgibt. Im Zustand der Sättigung fließt ein Strom zwischen der Basiszone und der zusätzlichen Zone, wonach der Fluß dieses Stromes ein Signal bzw. eine Abschaltvorrichtung zur Trennung der elektronischen Ausrüstung steuern kann. A particularly advantageous implementation of the invention is that an additional semiconducting zone of the same impurity content as the base of the transistor is provided within the integrated circuit, the at least partially surrounds the collector of the transistor. In the state of saturation flows a stream between the base zone and the additional zone, after which the flow this Current a signal or a disconnection device to separate the electronic Equipment can control.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnungen hervor. Further features and advantages of the invention emerge from the following Description in conjunction with the claims and the drawings.

Es zeigen.Show it.

- Figur 1 - eine Querschnittsdarstellung eines Teiles einer integrierten Schaltung unter Einbezug der erfindungsgomässen Anordnung und - Figur 2 - eine Draufsicht eines Teiles der in Figur 1 gezeigten, integrierten Schaltung.- Figure 1 - a cross-sectional view of part of an integrated Circuit taking into account the inventive arrangement and - FIG. 2 is a plan view of part of the integrated circuit shown in FIG.

Vorgesehen ist ein Substrat 10 mit einer Leitfähigkeit vom Typ P, auf dem sich eine epitaxiale Schicht 12 einer Leitfähigkeit vom Typ N befindet. In der epitaxialen Zone 12 ist eine Basis zone 14 einer Leitfähigkeit vom Typ P und in der Mitte der Zone 14 eine Zone 16 einer Leitfähigkeit vom Typ N vorgesehen. A substrate 10 is provided with a conductivity of the P type, on which there is an epitaxial layer 12 of N-type conductivity. In the epitaxial zone 12 is a base zone 14 of conductivity of the P type and an N-type conductivity zone 16 is provided in the center of zone 14.

Die Zonen 12, 14 und 16 bilden demnach den Kollektor, die Basis und den Emitter eines NPN-Transistors und die Elektroden 18, 20 und 22 jeweils die Elektroden für den Kollektor 12, die Basis 14 und den Emitter 16. Eine N -Zone 23 ist in der Kollektor-Zone 12 unter dem Kontakt 18 angeordnet, um die Bildung einer nicht ohmschen Verbindung zwischen dem Kollektor 12 und dem Kontakt 18 zu verhindern. Normalerweise ist der Emitter 16 gegenüber der Basis 14 negativ vorgespannt und der Kollektor 12 gegenüber der Basis 14 positiv vorgespannt. Wird jedoch die Basis 14 ausreichend stark durchgesteuert, so daß nicht nur der Emitter 16 gegenüber der Basis 14, sondern auch der Kollektor 12 gegenüber der Basis 14 negativ vorgespannt ist, so wird der NPN-Transistor als gesättigt bezeichnet und dieser Transistor arbeitet nicht mehr linear. Um diesen Sättigungszustand anzeigen zu können, ist der U-förmige Bezirk 24 eines Materials der Leitfähigkeit P in der epitaxialen Schicht 12 in der Weise angeordnet, daß dieser teilweise den Kollektorelektrodenkontakt 18 umgibt, wobei für den U-förmigen Bezirk 24 eine Elektrode 26 vorgesehen ist.The zones 12, 14 and 16 thus form the collector, the base and the emitter of an NPN transistor and the electrodes 18, 20 and 22 the electrodes, respectively for the collector 12, the base 14 and the emitter 16. An N zone 23 is in the Collector zone 12 arranged under the contact 18 to avoid the formation of a non-ohmic To prevent connection between the collector 12 and the contact 18. Normally the emitter 16 is negatively biased with respect to the base 14 and the collector 12 positively biased with respect to the base 14. However, the base 14 becomes sufficient strongly controlled, so that not only the emitter 16 opposite the base 14, but The collector 12 is also negatively biased with respect to the base 14, so the NPN transistor is said to be saturated and that transistor has stopped working linear. In order to be able to display this state of saturation, the U-shaped district is 24 of a material of conductivity P in the epitaxial layer 12 in the manner arranged that this partially surrounds the collector electrode contact 18, wherein an electrode 26 is provided for the U-shaped region 24.

Befindet sich der beschriebene NPN-Transistor im Zustand der Sättigung, so folgt hieraus nicht nur eine Löcherinjektion von der Basiszone 14 in die Kollektorzone 12, sondern gleichfalls in die P-Zone 24. Demzufolge fließt ein Strom in einer Schaltung 28 zwischen der Basis-Elektrode 20 und der Elektrode 26 für die Zone 2h, wodurch der in der Schaltung 28 enthaltene Anzeiger 30 auslöst, um anzuzeigen, daß der Transistor einerseits gesättigt ist und daß die elektronische Anordnung, zu der dieser Transistor gehört, nicht einwandfrei arbeitet; zum anderen kann der Anzeiger 30 vorteilhafterweise an eine Schutzschaltung angeschlossen werden, die die Vorrichtung abschaltet, zu der der gesättigte Transistor gehorn. If the described NPN transistor is in the state of saturation, this not only results in an injection of holes from the base zone 14 into the collector zone 12, but also into P-zone 24. As a result, a current flows in a circuit 28 between the base electrode 20 and the electrode 26 for the zone 2h, whereby the indicator 30 contained in the circuit 28 trips to indicate that the transistor on the one hand is saturated and that the electronic arrangement to which this transistor does not belong works flawlessly; on the other hand, the scoreboard can 30 can advantageously be connected to a protective circuit that the device to which the saturated transistor belongs.

Während die Zone 24 nur aus Gründen der Vereinfachung in U-Form dargestellt wurde, kann diese Zone in gleicher Weise jede andere Form besitzen, vorausgesetzt, daß diese von der Basiszone durch einen Teil der Kollektorzone getrennt ist. While the zone 24 is shown in a U-shape only for the sake of simplicity this zone can have any other shape in the same way, provided that that this is separated from the base zone by part of the collector zone.

Davon abgesehen, daß sich die Beschreibung auf einen NPN-Transistor und einen Sättigungsanzeiger in integrierter Schaltungsform bezieht, kann durch Anderung der Leitfähigkeitstypen der verwendeten Materialien ein PNP-Transistor mit einem Sättigungsan-Zeiger ebenfalls in integrierter Form aufgebaut werden. Apart from the fact that the description refers to an NPN transistor and a saturation indicator in integrated circuit form can by Change the conductivity types of the materials used a PNP transistor with a saturation indicator can also be built up in an integrated form.

Zusammenfassend wurde ein integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger beschrieben, bevor festgestellt wurde, daß im Sättigungszustand eines Transistors der Ausgang nicht der Basisansteuerung folgt und demnach der Ausgang der Ausrüstung, die den gesättigen Transistor enthalt nicht einwandfrei bzw. ungültig ist. In summary, an integrated transistor with saturation indicator before it was found that a transistor was saturated the output does not follow the basic control and therefore the output of the equipment, which contains the saturated transistor is incorrect or invalid.

Der erfindungsgemäß aufgebaute, integrierte Transistor mit Sättigungsanzeiger umfaßt eine zusätzliche Elektrode, über die ein etwaig vorliegender Sättigungszustand des Transistors gemeldet wird.The integrated transistor with saturation indicator constructed according to the invention includes an additional electrode via which a possibly existing saturation state of the transistor is reported.

Claims (5)

Schutzansprüche Protection claims Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine erste Zone (12) einer Leitfähigkeit (N) auf einem P-Substrat <10) angeordnet ist und als Kollektor (12) eines Transistors wirkt, daß eine zweite Zone einer entgegengesetzten Leitfähigkeit (P) zumindest teilweise innerhalb der ersten Zone liegt und als Basis <14) des Transistors wirkt, daß eine dritte Zone einer ersten Leitfähigkeit zumindest teilweise innerhalb der zweiten Zone liegt und als Emitter <16) des Transistors wirkt und eine vierte Zone eines zweiten Stdrstellengehalts in der ersten Zone liegt und von der zweiten Zone durch einen Teil der ersten Zone getrennt ist, wobei diese vierte Zone als Sättigungsanzeigebezirk (30) wirkt.Integrated transistor with saturation indicator, so no g e n It is noted that a first zone (12) of conductivity (N) on a P substrate <10) is arranged and acts as a collector (12) of a transistor that a second zone of opposite conductivity (P) at least partially within the first zone and acts as the base <14) of the transistor that a third Zone of a first conductivity is at least partially within the second zone and acts as the emitter <16) of the transistor and a fourth zone of a second Site salary is in the first zone and from the second zone by one Part of the first zone is separated, this fourth zone being the saturation indicator area (30) works. 2. Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Kontakte (18) auf dem Sättigungsanzeigebezirk (30) und auf der Basis zone (14) vorgesehen sind und eine Schaltung mit einem Sättigungsanzeiger zwischen den Kontakten angeschlossen ist. 2. Integrated transistor with saturation indicator according to claim 1, in that it is indicated that contacts (18) are on the saturation display area (30) and on the base zone (14) are provided and a circuit with a saturation indicator connected between the contacts. 3. Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Zone aus einem Material einer Leitfähigkeit des Typs N besteht. 3. Integrated transistor with saturation indicator according to claim 1, in that the first zone is made of a material of a N-type conductivity exists. 4. Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Substrat (10) aus einem Material einer Leitfähigkeit des Typs P und die erste Zone aus einem Material einer Leitfähigkeit des Typs N besteht. 4. Integrated transistor with saturation indicator according to claim 1, characterized in that the substrate (10) is made of a material of a P-type conductivity and the first zone made of a material of one conductivity of type N exists. 5. Integrierter Transistor mit Sättigungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungsanzoigebezirk (30) zumindest teilweise die zweite Zone umgibt. 5. Integrated transistor with saturation indicator according to claim 1, characterized in that the saturation zone (30) is at least partially surrounding the second zone. Lee rseiteLee r side