JPH1079654A - ハイパワーmosトランジスタ - Google Patents
ハイパワーmosトランジスタInfo
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- JPH1079654A JPH1079654A JP8231245A JP23124596A JPH1079654A JP H1079654 A JPH1079654 A JP H1079654A JP 8231245 A JP8231245 A JP 8231245A JP 23124596 A JP23124596 A JP 23124596A JP H1079654 A JPH1079654 A JP H1079654A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/12—Modifications for increasing the maximum permissible switched current
- H03K17/122—Modifications for increasing the maximum permissible switched current in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Electronic Switches (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
ッジが可能で、ゲート酸化膜が絶縁破壊しても使用不能
とはならないハイパワーMOSトランジスタを形成す
る。 【解決手段】 ハイパワーMOSトランジスタは、並列
接続された多数の部分トランジスタT1〜T6により構
成されている。部分トランジスタT1〜T6のゲート電
極は、制御可能スイッチング素子SW1〜SW6を介し
て個別に駆動され得る。
Description
数の部分トランジスタからなるハイパワー(大電力)M
OSトランジスタに関する。
が小電力に設計された部分トランジスタ(partia
l transistor)を並列接続して作られる。
部分トランジスタのソース端子,ドレイン端子およびゲ
ート端子を並列接続することにより、ハイパワーMOS
トランジスタは、応用回路において、通常の3端子(す
なわち、ソース端子,ドレイン端子およびゲート端子)
を有する部品のように挙動する。
列接続してハイパワーMOSトランジスタを形成する方
法を図2に示す。本図には6個の部分トランジスタT1
〜T6しか図示されていないが、ハイパワーMOSトラ
ンジスタは遥かに多数の部分トランジスタにより構成す
ることができる。
接続点には抵抗体R1−R6が存在し、各抵抗体R1〜
R6はポリシリコンからなるゲート材料の抵抗により形
成される。また、ゲート端子と関連するソース端子との
間にはキャパシタCGS1〜CGS6があり、それは図
2に図示され説明される。このようなパワーMOSトラ
ンジスタのゲート端子Gに順電圧が印加される場合、全
部の部分トランジスタが同時にオン状態へ切り替わるこ
とはない。それは、抵抗体R1〜R6およびキャパシタ
CGS1〜CGS6により形成される、ゲート抵抗体と
ゲートソース容量とから生じる時定数だけ遅延する遅延
線を介してバイアス電圧が連続する部分トランジスタの
ゲート電極へ達し、その結果パワーMOSトランジスタ
の先縁が平坦化されるためである。パワーMOSトラン
ジスタのターンオフも急峻なエッジで行われることはな
く、平坦化されたターンオフエッジとなる。パワーMO
Sトランジスタのこの遅延ターンオン/オフはある応用
にとっては望ましいことではあるが、急峻なターンオン
エッジおよびターンオフエッジを得ようとする場合には
迷惑な制約となる。特に、例えば、パワーMOSトラン
ジスタにより制御される負荷を非常に急速にオフ状態へ
切り替える場合には、前記した遅延によりこのような急
速なスイッチオフを達成することができない。
う1つの欠点は、1個のトランジスタのゲート酸化膜が
絶縁破壊して短絡が生じると、全く使用不能となるとい
う事実である。
なターンオンエッジおよびターンオフエッジを形成する
ことができ、かつ、ゲート酸化膜が絶縁破壊しても使用
不能とはならないハイパワーMOSトランジスタを形成
することである。
ジスタのゲート電極を制御可能スイッチング素子を介し
て個別に駆動することができる本発明により解決され
る。
トランジスタをターンオンもしくはスイッチオフさせる
ハイアス電圧を全ゲート電極へ同時に(すなわち、時間
遅延無しに)印加してパワーMOSトランジスタが非常
に迅速に所望の状態(オフもしくはオン)をとるように
することができる。しかしながら、ゲート電極を個別に
駆動できるという事実により、所望のターンオン挙動も
しくはターンオフ挙動を達成するためにバイアス電圧を
ゲート電極に印加することができ、その結果、特定のタ
ーンオンエッジおよびターンオフエッジが所望される応
用においても、トランジスタが理想的に使用されるよう
にすることもできる。
ンジスタは多数の部分トランジスタからなるが、スペー
スの都合上、トランジスタT1〜T6しか図示されてい
ない。図からお判りのように、各部分トランジスタのソ
ース電極およびドレイン電極は接続されており、ソース
電極およびドレイン電極はそれぞれソース端子Sおよび
ドレイン端子Dを介してアクセスすることができる。い
ずれの場合も、ゲート電極は制御可能スイッチング素子
SW1〜SW6により共通ゲート線GLに接続され、共
通ゲート線GLはゲート端子Gを介してアクセスするこ
とができる。スイッチング素子SW1〜SW6を介した
ゲート電極のこの共通接続はゲート電極を駆動する唯一
の方法であることをお判り願いたい。また、対応する電
圧をゲート電極に印加することにより、各部分トランジ
スタもしくは選定された部分トランジスタ群を個別にも
しくは群として制御することもできる。
をゲート端子Gに印加することにより、部分トランジス
タT1〜T6を殆ど時間遅延なしにオンもしくはオフ状
態に設定することができる。1個の部分トランジスタに
ゲート酸化膜の絶縁破壊が存在する場合には、制御可能
スイッチング素子により、このトランジスタのゲート電
極を適切な電位(例えば、地面)に接続することがで
き、それによりこの部分トランジスタは非作動とされ、
全部の部分トランジスタにより形成されるMOSトラン
ジスタの全般的挙動に影響を及ぼさなくなる。部分トラ
ンジスタT2にゲート酸化膜の絶縁破壊があると、スイ
ッチング素子SW2が切り替えられて、ゲート電極が接
地される。
のもう1つの実施例を図3に示す。簡単にするために、
ここではパワーMOSトランジスタは5つの部分トラン
ジスタT1〜T5からなり、負荷10を流れる電流の制
御に使用されるものとする。図3に示すトランジスタT
2のゲート電極と共通ソース線との間の接続は、この部
分トランジスタT2についてゲート酸化膜の絶縁破壊が
あることを示している。
ート電極は制御可能電流源SQ1〜SQ5を介して駆動
される。駆動回路12により供給される制御信号に応じ
て、これらの電流源SQ1〜SQ5はゲート電極へ電流
を供給するかもしくはそこから電流を引き出す。
非常に内部抵抗の高い素子であり、ゲート電極の駆動経
路に高インピーダンス素子が存在するようにされてい
る。ゲート電極のこの高オーミック駆動により、ゲート
電極とソース線との間に短絡を生じるゲート酸化膜の絶
縁破壊はパワーMOSトランジスタの全般的な挙動に悪
影響を及ぼすことがない。短絡によりMOSトランジス
タの抵抗値が僅かに減少するにすぎず、パワーMOSト
ランジスタが総計100個の部分トランジスタにより構
成されている場合それは例えば1%にすぎない。
していても、製造されるMOSトランジスタは大概の目
的に使用することができるため、この顕著な挙動はパワ
ーMOSトランジスタを製造する時の収率に有利な影響
を及ぼす。たとえ動作中にゲート酸化膜の破壊が生じて
も、MOSトランジスタは即座に使用不能となることは
なくその制御機能を発揮し続ける。
を制御するために、電流源はゲート電極へ電流を供給す
ることもそこから電流を引き出すこともできなければな
らないことがお判りと思われる。
源SQ1〜SQ5の共通端子に接続されているチャージ
ポンプを介して電流を供給したり引き出したりすること
ができる。当業者であればこのようなチャージポンプの
設計や適切な電流源の設計については周知であり、ここ
で詳しく説明する必要は無いものと思われる。以上の説
明に関して更に以下の項を開示する。
ジスタからなるハイパワーMOSトランジスタであっ
て、部分トランジスタのゲート電極を制御可能スイッチ
ング素子により個別に駆動することができることを特徴
とするハイパワーMOSトランジスタ。
あって、制御可能スイッチング素子が、動作上逆バイア
スもしくは順バイアス電圧をゲート電極へ印加すること
ができる切替スイッチであることを特徴とするMOSト
ランジスタ。
であって、制御可能スイッチング素子が制御可能電流源
であり、制御可能電流源が、制御可能電流源に接続され
た適切なゲート電極へ電流を供給できるかもしくはこの
ゲート電極から電流を引き出すことができるように、設
計されていることを特徴とするMOSトランジスタ。
であって、電流源は共通駆動線を介して一緒に制御され
るかもしくは別々のゲート端子を介して互いに別々に制
御されることができることを特徴とするMOSトランジ
スタ。
は、並列接続された多数の部分トランジスタ(T1〜T
6)により構成されている。部分トランジスタ(T1〜
T6)のゲート電極は、制御可能スイッチング素子(S
W1〜SW6;SQ1〜SQ5)を介して個別に駆動す
るされ得る。
本発明によるハイパワーMOSトランジスタの部分トラ
ンジスタのいくつかを示す図。
を示す図。
を示す図。
Claims (1)
- 【請求項1】 多数の並列接続された部分トランジスタ
からなるハイパワーMOSトランジスタであって、部分
トランジスタのゲート電極を制御可能スイッチング素子
により個別に駆動することができることを特徴とするハ
イパワーMOSトランジスタ。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19527486A DE19527486C2 (de) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | MOS-Transistor für hohe Leistung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1079654A true JPH1079654A (ja) | 1998-03-24 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP8231245A Pending JPH1079654A (ja) | 1995-07-27 | 1996-07-29 | ハイパワーmosトランジスタ |
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- 1996-07-29 JP JP8231245A patent/JPH1079654A/ja active Pending
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Also Published As
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