JPS6223098Y2 - - Google Patents
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- JPS6223098Y2 JPS6223098Y2 JP1979014194U JP1419479U JPS6223098Y2 JP S6223098 Y2 JPS6223098 Y2 JP S6223098Y2 JP 1979014194 U JP1979014194 U JP 1979014194U JP 1419479 U JP1419479 U JP 1419479U JP S6223098 Y2 JPS6223098 Y2 JP S6223098Y2
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- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はPNPトランジスタとNPNトランジス
タを共通の半導体基板に形成して回路構成をして
ある半導体集積回路装置に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a circuit configuration in which a PNP transistor and an NPN transistor are formed on a common semiconductor substrate.
共通の半導体基板にPNPトランジスタとNPN
トランジスタを形成した半導体装置はすでに公知
であり、例えば同じ出願人による特願昭53−
43970に記載されている。従来のこの種の半導体
装置によるリレーやモータ等のインダクタンス成
分を主とする負荷に電流を供給する回路を構成す
る場合には、断続時に発生する逆起電圧からトラ
ンジスタを保護するためのフライバツクダイオー
ドを付加する。このフライバツクダイオードには
瞬間的に大きな電流が流れるので同じ半導体基板
に設ける場合には大きな面積を必要とし装置全体
の微小化のために不利になるばかりでなく製作時
の歩留りを低下させていた。 PNP transistor and NPN on a common semiconductor substrate
Semiconductor devices in which transistors are formed are already known, for example, in the patent application filed in 1983 by the same applicant.
43970. When configuring a circuit using conventional semiconductor devices of this type to supply current to a load that mainly has an inductance component, such as a relay or a motor, a flyback diode is used to protect the transistor from the back electromotive force that occurs during intermittent operation. Add. Since a large current momentarily flows through this flyback diode, it requires a large area when provided on the same semiconductor substrate, which is not only disadvantageous for miniaturizing the entire device, but also reduces the manufacturing yield. .
本考案はトランジスタに寄生するダイオードを
利用することにより、フライバツクダイオードの
付加を必要としない半導体集積回路装置を提供す
るものである。 The present invention utilizes a diode parasitic to a transistor to provide a semiconductor integrated circuit device that does not require the addition of a flyback diode.
以下モータ駆動回路を構成する半導体集積回路
装置を実施例にとり、本考案を説明する。 The present invention will be described below by taking a semiconductor integrated circuit device constituting a motor drive circuit as an example.
第１図はその断面図であり、PNPトランジスタ
ＡとNPNトランジスタＢが示されている。１は
導電型がＰ型のシリコンからなる高比抵抗の半導
体基板、２，３は夫々Ｎ型の高比抵抗のエピタキ
シアル層、４はＮ+型の埋込層、１０は分離層で
ある。PNPトランジスタＡ、NPNトランジスタ
Ｂは分離層１０により形成された分離領域内のエ
ピタキシアル層２，３に形成され５，６，７は
夫々拡散によつて形成されたPNPトランジスタＡ
のコレクタ領域、ベース領域、エミツタ領域であ
り、８はNPNトランジスタＢのベース領域、９
はエミツタ領域である。PNPトランジスタＡが形
成されている分離領域のエピタキシアル層２，３
とエミツタ領域７とは結線されている。第１図で
はエピタキシアル層３上に設けられた電極１１と
エミツタ領域７に設けられた電極１２とを線で結
ぶことにより結線の状態を模型的に示してある
が、実際は省略されている絶縁膜上に設けられた
Ａの導電膜により行なわれることは言うまでも
ない。 FIG. 1 is a cross-sectional view thereof, showing PNP transistor A and NPN transistor B. 1 is a high-resistivity semiconductor substrate made of P-type silicon, 2 and 3 are N-type high-resistance epitaxial layers, 4 is an N + type buried layer, and 10 is a separation layer. . PNP transistor A and NPN transistor B are formed in the epitaxial layers 2 and 3 within the isolation region formed by the isolation layer 10, and 5, 6, and 7 are PNP transistors A and 5 formed by diffusion, respectively.
8 is the base region of NPN transistor B, 9 is the collector region, base region, and emitter region of
is the emitter region. Epitaxial layers 2, 3 in the isolation region where PNP transistor A is formed
and the emitter region 7 are connected. In FIG. 1, the connection state is schematically shown by connecting the electrode 11 provided on the epitaxial layer 3 and the electrode 12 provided in the emitter region 7 with a line, but in reality, the insulation is omitted. Needless to say, this is performed by the conductive film A provided on the film.
又NPNトランジスタＢが形成されている分離
領域を形成する分離層１０とエミツタ領域９も結
線され、分離層の電極１４とエミツタ領域の電極
１３を結ぶことにより示してある。 Also, the isolation layer 10 which forms the isolation region in which the NPN transistor B is formed and the emitter region 9 are connected by wiring, as shown by connecting the electrode 14 of the isolation layer to the electrode 13 of the emitter region.
なおエピタキシアル層を２層にした理由は、
PNPトランジスタＡのコレクタ領域５の拡散をエ
ピタキシアル層２の表面とエピタキシアル層３の
表面から順次行つてコレクタ領域５の深さ方向の
厚みを厚くしコレクタ抵抗を低くすることを目的
としたものである。又第１図ではPNPトランジス
タＡのベース領域６、NPNトランジスタＢのコ
レクタ領域には夫々接触領域が設けられ、PNPト
ランジスタＡのベース領域６とコレクタ領域５及
びNPNトランジスタＢのコレクタ領域とベース
領域８には夫々電極が設けられているが符号は付
与されていない。 The reason for having two epitaxial layers is as follows.
The purpose is to diffuse the collector region 5 of the PNP transistor A sequentially from the surface of the epitaxial layer 2 and the surface of the epitaxial layer 3, thereby increasing the thickness of the collector region 5 in the depth direction and lowering the collector resistance. It is. Further, in FIG. 1, contact regions are provided in the base region 6 of PNP transistor A and the collector region of NPN transistor B, respectively, and the base region 6 and collector region 5 of PNP transistor A, and the collector region and base region 8 of NPN transistor B are provided with electrodes, but no symbols are given to them.
このように構成した第１図の半導体集積回路装
置の半導体基板１を接地した場合、PNPトランジ
スタＡのコレクタ領域５とこのトランジスタＡの
形成されている分離領域のエピタキシアル層２，
３との接合により形成されている寄生ダイオード
Ｄ１、分離領域のエピタキシアル層２，３とこの
分離領域を形成している分離層１０との接合によ
り形成されている寄生ダイオードＤ２を考慮する
とPNPトランジスタＡの等価回路は第２図ａのよ
うになる。又NPNトランジスタＢの形成されて
いる分離領域のエピタキシアル層２，３とこの分
離領域を形成している分離層１０との接合により
形成されている寄生ダイオードＤ３を考慮すると
NPNトランジスタＢの等価回路は第２図ｂのよ
うになる。 When the semiconductor substrate 1 of the semiconductor integrated circuit device of FIG.
Considering the parasitic diode D1 formed by the junction with 3 and the parasitic diode D2 formed by the junction between the epitaxial layers 2 and 3 of the isolation region and the isolation layer 10 forming this isolation region, the PNP transistor The equivalent circuit of A is shown in Figure 2a. Also, considering the parasitic diode D3 formed by the junction between the epitaxial layers 2 and 3 of the isolation region where the NPN transistor B is formed and the isolation layer 10 forming this isolation region,
The equivalent circuit of NPN transistor B is as shown in FIG. 2b.
この等価回路第２図ａ、第２図ｂから明らかな
ように寄生ダイオードＤ１，Ｄ３はトランジスタ
を逆起電圧から保護するためのフライバツクダイ
オードの役割をする。 As is clear from the equivalent circuits of FIGS. 2a and 2b, the parasitic diodes D1 and D3 serve as flyback diodes to protect the transistors from back electromotive force.
第３図はこのようなPNPトランジスタＡと
NPNトランジスタＢにより構成した本考案によ
るモータ駆動回路の回路図が示されている。第３
図では第２図と同じ部分は同一符号を付与してあ
る。 Figure 3 shows such a PNP transistor A.
A circuit diagram of a motor drive circuit according to the present invention constituted by an NPN transistor B is shown. Third
In the figure, the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals.
第３図においてコレクタを共通接続されたPNP
トランジスタＡとNPNトランジスタＢからなる
左側の相補型トランジスタのコレクタと右側の相
補型トランジスタのコレクタ間にモータＭが点線
で示すように接続される。左側のＤ１，Ｄ２は左
側のPNPトランジスタＡの寄生ダイオードであ
り、右側のＤ１，Ｄ２は右側のPNPトランジスタ
Ａの寄生ダイオードである。 In Figure 3, PNPs with collectors commonly connected
A motor M is connected between the collectors of the left complementary transistor consisting of transistor A and NPN transistor B and the collector of the right complementary transistor, as shown by the dotted line. D1 and D2 on the left side are parasitic diodes of the PNP transistor A on the left side, and D1 and D2 on the right side are parasitic diodes of the PNP transistor A on the right side.
又左側のＤ３は左側のNPNトランジスタＢの
寄生ダイオードであり、右側のＤ３は右側の
NPNトランジスタＢの寄生ダイオードである。
２つの相補型トランジスタのエミツタは同じ極性
のトランジスタ同志で互に接続されている。寄生
ダイオードを利用しないNPNトランジスタＣの
コレクタが左側のPNPトランジスタＡのベースに
接続され、エミツタが右側のNPNトランジスタ
Ｂのベースに接続されている。別の寄生ダイオー
ドを利用しないNPNトランジスタＣが右側の
PNPトランジスタＡのベースと左側のNPNトラ
ンジスタＢのベース間に同じように接続されてい
る。直列接続された電池Ｅ１，Ｅ２の陽極側は
PNPトランジスタＡのエミツタに接続され、陰極
側はNPNトランジスタＢのエミツタに接続され
ている。 Also, D3 on the left is a parasitic diode of NPN transistor B on the left, and D3 on the right is a parasitic diode of NPN transistor B on the left.
This is the parasitic diode of NPN transistor B.
The emitters of the two complementary transistors are connected to each other with transistors having the same polarity. The collector of the NPN transistor C, which does not use a parasitic diode, is connected to the base of the left PNP transistor A, and the emitter is connected to the base of the right NPN transistor B. The NPN transistor C, which does not use another parasitic diode, is on the right.
A similar connection is made between the base of PNP transistor A and the base of NPN transistor B on the left. The anode side of batteries E1 and E2 connected in series is
It is connected to the emitter of PNP transistor A, and the cathode side is connected to the emitter of NPN transistor B.
第３図のモータ駆動回路は、左側のNPNトラ
ンジスタＣが「バイアスされる」することにより
左側のPNPトランジスタＡと右側のNPNトラン
ジスタＢが「オン」してモータＭに電流が流れ、
又右側のNPNトランジスタＣが「バイアスされ
る」することにより右側のPNPトランジスタＡと
左側のNPNトランジスタＢが「オン」してモー
タＭに逆方向の電流が流れるようにしてある。逆
起電圧が左側のPNPトランジスタＡのコレクタと
エミツタ間及び右側のNPNトランジスタＢのエ
ミツタとコレクタ間に発生した場合には、電流は
右側の寄生ダイオードＤ３、左側の寄生ダイオー
ドＤ１を通つて電池Ｅ１，Ｅ２へ流れ両方のトラ
ンジスタは保護される。右側のPNPトランジスタ
Ａと左側のNPNトランジスタＢも同じようにし
て保護される。 In the motor drive circuit shown in FIG. 3, when the NPN transistor C on the left side is "biased", the PNP transistor A on the left side and the NPN transistor B on the right side are turned on, and current flows to the motor M.
Also, by ``biasing'' the NPN transistor C on the right side, the PNP transistor A on the right side and the NPN transistor B on the left side are turned ``on'', causing current to flow in the motor M in the opposite direction. When a back electromotive voltage is generated between the collector and emitter of PNP transistor A on the left and between the emitter and collector of NPN transistor B on the right, the current flows through parasitic diode D3 on the right and parasitic diode D1 on the left to battery E1. , E2 and both transistors are protected. PNP transistor A on the right and NPN transistor B on the left are protected in the same way.
かくのごとき本考案の半導体集積回路装置によ
り構成されるモータ駆動回路では、フライバツク
ダイオードとしてトランジスタの寄生ダイオード
を利用するのでフライバツクダイオードを別に付
加する必要はない。従つて従来フライバツクダイ
オードを含む保護回路を別の半導体基板に設ける
こともしばしば行なわれていたが本考案によれば
装置全体を同じ半導体基板に設けることが容易で
あつて、部品数が低減でき微小化できると共に歩
留りを向上させることができる。 In the motor drive circuit constituted by the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the parasitic diode of the transistor is used as the flyback diode, so there is no need to add a separate flyback diode. Therefore, in the past, a protection circuit including a flyback diode was often provided on a separate semiconductor substrate, but according to the present invention, the entire device can be easily provided on the same semiconductor substrate, and the number of components can be reduced. It is possible to miniaturize and improve yield.
本考案におけるフライバツクダイオードは接合
面積が広い寄生ダイオードを利用しているので逆
起電圧発生時の大きな電流においてもきわめて安
定に動作する。本考案は、実施例として示したモ
ータ駆動回路に限定されるものではなくPNPトラ
ンジスタとNPNトランジスタを共通の半導体基
板上に形成してインダクタンス成分を主とする負
荷に電流を供給する広い範囲の回路構成に応用で
きることは明らかである。 Since the flyback diode of the present invention utilizes a parasitic diode with a large junction area, it operates extremely stably even under large currents when back electromotive force is generated. The present invention is not limited to the motor drive circuit shown as an example, but can be applied to a wide range of circuits that form PNP transistors and NPN transistors on a common semiconductor substrate and supply current to a load mainly consisting of an inductance component. It is clear that this can be applied to composition.
さらに又実施例では半導体基板１の導電型をＰ
型として説明したが、Ｎ型であつてもPNPトラン
ジスタとNPNトランジスタを互に置き換えれば
同じように本考案の半導体集積回路装置を構成で
きることは言うまでもない。 Furthermore, in the embodiment, the conductivity type of the semiconductor substrate 1 is P.
It goes without saying that even if the semiconductor integrated circuit device is an N type, the semiconductor integrated circuit device of the present invention can be constructed in the same way by replacing the PNP transistor and the NPN transistor with each other.
第１図は本考案の半導体集積回路装置の断面図
であり、第２図ａは第１図のPNPトランジスタＡ
の等価回路図であり、第２図ｂは第１図のNPN
トランジスタＢの等価回路図であり、第３図は本
考案の半導体集積回路装置により構成されるモー
タ駆動回路の回路図である。
Ａ：PNPトランジスタ、Ｂ：NPNトランジス
タ、Ｃ：NPNトランジスタ、Ｄ１，Ｄ２：PNP
トランジスタＡの寄生ダイオード、Ｄ３：NPN
トランジスタＢの寄生ダイオード。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of the present invention, and FIG. 2a is a PNP transistor A of FIG.
Figure 2b is the equivalent circuit diagram of the NPN in Figure 1.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of transistor B, and FIG. 3 is a circuit diagram of a motor drive circuit constructed by the semiconductor integrated circuit device of the present invention. A: PNP transistor, B: NPN transistor, C: NPN transistor, D1, D2: PNP
Parasitic diode of transistor A, D3: NPN
Parasitic diode of transistor B.
Claims (1)
同一半導体基板に形成され相補的に接続されてな
る第１と第２の相補型トランジスタと、該第１と
第２の相補型トランジスタの共通接続されたコレ
クタ間に接続されたインダクタンスを主成分とす
る負荷に、該第１と第２の相補型トランジスタの
夫々の何れかのトランジスタを介して電流を供給
するようになされた半導体集積回路装置に於い
て、該縦型PNPトランジスタのコレクタ領域の外
周の分離領域であるエピタキシヤル層と該縦型
PNPトランジスタのエミツタとを電気的に接続し
て、該コレクタ領域と該エピタキシヤル層との接
合による寄生ダイオードをフライバツクダイオー
ドとし、該NPNトランジスタのエミツタとその
分離領域を電気的に接続して、該コレクタ領域と
該分離領域との接合による寄生ダイオードをフラ
イバツクダイオードとすることを特徴とする半導
体集積回路装置。 between first and second complementary transistors in which a vertical PNP transistor and an NPN transistor are formed on the same semiconductor substrate and are connected in a complementary manner, and the commonly connected collectors of the first and second complementary transistors; In a semiconductor integrated circuit device configured to supply current to a load whose main component is a connected inductance through one of the first and second complementary transistors, the vertical The epitaxial layer, which is the separation region on the outer periphery of the collector region of a type PNP transistor, and the vertical type
electrically connecting the emitter of the PNP transistor, making a parasitic diode formed by the junction between the collector region and the epitaxial layer a flyback diode, electrically connecting the emitter of the NPN transistor and its isolation region; A semiconductor integrated circuit device characterized in that a parasitic diode formed by a junction between the collector region and the isolation region is a flyback diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979014194U JPS6223098Y2 (en) | 1979-02-06 | 1979-02-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979014194U JPS6223098Y2 (en) | 1979-02-06 | 1979-02-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55115066U JPS55115066U (en) | 1980-08-13 |
| JPS6223098Y2 true JPS6223098Y2 (en) | 1987-06-12 |
Family
ID=28833663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979014194U Expired JPS6223098Y2 (en) | 1979-02-06 | 1979-02-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223098Y2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135627A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sharp Corp | Overvoltage protection circuit |
| JP2010135626A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sharp Corp | Overvoltage protection element |
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| JPS4936291A (en) * | 1972-08-02 | 1974-04-04 | ||
| JPS5310288A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Sony Corp | Semiconductor integrated circuit |
-
1979
- 1979-02-06 JP JP1979014194U patent/JPS6223098Y2/ja not_active Expired
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| JP2010135626A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sharp Corp | Overvoltage protection element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55115066U (en) | 1980-08-13 |
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