JPS63157667A - パワダウン特性とｒｓ−２３２送信機／受信機とを含む集積二重電荷ポンプ電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ呼へた１ 本発明は単一ユニポーラ入力電圧より大きいバイポーラ
出力電圧を発生させるための電荷ポンプ電源（ｃｈａｒ
ｇｅ　ｐｕｍｐ　ｐｏｗｅｒ　５ｕｐｐｌｙ）に係わる
。より特定的には、本発明は単一半導体基板材料片上へ
の前述のごとき回路の集積に係わる０本発明はまた、前
述のごとき電源回路と共に単一半導体基板材料片上に集
積し得る別の回路機構にも係わる。

た１皮凱 個別の倍電圧回路及び電圧インバータ回路は当業者に良
く知られている。これらの回路は操作に種々のＤＣ電圧
を必要とする多くの電子システムで使用される。より最
近になって、デジタル回路及びシステムの分野では、近
代的データ処理システムのデジタル回路１ａｍの電源に
単一５ボルトユニポーラ電圧源を使用するのが一般的に
なった０例えば、半導体マイクロプロセッサ、メモリ及
び口シックはいずれも単一５ボルト電源によって作動す
るのが普通である。しかしながら、インタフェース回路
及び他の特定用途の回路の中には５ボルト以外の電圧を
必要とするものがある。より特定的には、成る種の回路
は５〜１５ボルトの範囲の電圧を必要とする。更に、バ
イポーラ電源電圧もしばしば必要とされ、そのためプラ
スもしくはマイナス１５ボルト及びプラスもしくはマイ
ナス１２ボルトの大きさの電圧の必要性が例えばＲＳ−
２３２通信ループで通常生じる。

これらの通信回路及び他の用途では、バイポーラ電圧源
力の必要性はデジタル回路電力の必要性より低い、実際
、インタフェース及び他の必要電力が数十又は数百ミリ
ワットと小さくてよいのに、数十又は数百ワットの定格
出力をもつデジタルロジックの励振に５ボルトユニポー
ラ電源を使用することは一般的に行なわれている。

従って、必要電力が大きくなく且つ比較的高い電力変換
率をもって経済的に実施し得る場合には種々の非一次電
圧源、即ちバイポーラ電圧源を局部的に形成することが
しばしば望まれる。

−例としてミニコンピユータは、論理集積回路を支持す
る複数のプリント回路盤に関する要件を総て満たす１０
０ワツト５ボルト電源を有し得る。これらの集積回路盤
のうちの１つには、プラスもしくはマイナス１０ボルト
又はプラスもしくはマイナス１５ボルトの電源を必要と
するＲＳ−２３２デジタルインタフ工−ス回路がしばし
ば配置される。このインタフェース回路は５０ミリワツ
トの電力を消費し得る。主要電源からプラス及びマイナ
ス１５ボルトの電源を発生させ、次いでこれらの電圧を
必要とする回路盤にこれらの電圧をバスによって供給す
る方法に代えて、これら２つの電圧をバス接続された５
ボルト電源から他の電圧を必要とする任意の回路盤上に
局所的に形成すると、通常はより経済的である。しかし
ながら、このような電圧の発生に個別の部品を使用する
と、このような電圧の発生Ｌ：必要な補助部品が回路盤
上で比較的大きな場所をとり、且つしばしば電力的に無
用である、即ち熱を発生させるという欠点を有する。

最近になって業界は、本明細書に記載の性質を持つ予備
電源を単−半導侠基板上に具備する試みに注目し始めた
。この種の回路は場所をとらず、組み立てが簡単であり
且つワット損が比較的小さいという明らかな利点を有す
る。この種の回路の１つで電荷ポンプ（ｃｈａｒｇｅ　
ｐｕｍｐ）として知られているものは半導体メモリチッ
プで、未調整逆バイアスを発生させるのに使用され且つ
この種のメモリデバイスをプログラムするのに必要なよ
り高い電圧を供給するのに使用されてきた。電荷ポンプ
回路は電源電圧から発生する電圧の極性をその電源電圧
の極性と逆にすべく反転モード（ｉｎνｅｒｔｉｎｇｓ
ｉｏｄｃ）で使用されてきた。このような回路の一例は
ＩＣＬ　７６６０と称する製品に見られる。これは本発
明の譲受人により製造されている電源回路である。

バイポーラ電荷ポンプ集積回路の設計及び実現には幾つ
かの問題が伴った。これらの問題はこの種のデバイスの
製造に使用される集積法及び製法の内在的性質に起因す
る。当業者には良く知られているように、ＭＯＳ又はＣ
ＭＯＳ回路を単一半導体基板上に集積するとチップの配
置形態及び構造によって寄生接合デバイスが不可避的に
形成される。この種のデバイスは接合ダイオード、バイ
ポーラトランジスタ及びシリコン制御整流器（ＳＣＲ）
デバイスに類似したＰＨＰＨ４層形ダイオードデバイス
を含む、これらの寄生デバイスの存在は、二重極性電荷
ポンプ電源回路の設計及び製造を困難にしてきた。前記
４層形ダイオードデバイスは順バイアスをかけられると
、ＣＭＯＳ回路にラッチアップとして知られている現象
を発生させる。ラッチアップはＣＭＯＳ回路に共通の現
象であって、回路をそれに内在する４Ｍ層形ダイオード
デバイス順バイアスにより低インピーダンス伝導状態に
急変させ得る。

この４層形ダイオードは種々の手段によって低電圧、低
インピーダンス状態に急変し得る。この状態が生じると
回路の動作が抑止され、その回路か電流制限性を有する
ように設計されていない場合には破損する可能性がある
。

二重極性電荷ポンプインバータ回路の設計に固有の別の
問題は、回路を正確に始動させることが難しいという点
にある。始動時に半導体材料中に存在する状態が、所望
の出力電圧を発生させるべくこの種の回路が始動するの
を阻止するような状態をアット・ランダムに生起させ得
るからである。

従来は、この問題を回避すべく、手の込んだシステム及
び多くの補助回路機構をこのような回路に組込んできた
。

免ｉへ１１ 本発明は単一半導体基板材料片上に集積されたＣＭＯＳ
反転性（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ）及び非反転性（ｎｏｎ−
ｉｎｖｅｒｔｉＢ）電荷ポンプ電源に係わる。本発明で
はＣＨＯ５の製造過程で形成される内在的横方向バイポ
ーラトランジスタが、回路を始動させる正確な動作状態
を必ず生起させるために使用される。また、内存的 回路の製造過程で形成される巻春母４層形ダイオードデ
バイスは、種々のデバイスが配置されることになる半導
体基板上の位置を規定する幾何学的レイアウトの過程で
識別（ｉｄｅｎｔｉｆｙ）され、予備の少数電荷コレク
タ領域は注入された少数電荷キャリアを集めるべく半導
体基板に配置されて、内在的４層形ＰＮＰＮ接合が低イ
ンピーダンス伝導モード又はラッチアップモードに急変
する可能性を阻止する。

本発明はまた、反転性電荷ポンプ電源、非反転性電荷ポ
ンプ電源及びＲＳ−２３２Ｃ送信機／受信機アセンブリ
の単一半導体基板片上への集積にも係わる。

ＲＳ−２３２Ｃ送信機／受信機アセンブリは少なくとも
１つの送信機とゼロ又は任意数の受信機とを含み得る。

妨ＩＬｊＡ３ＪＬ 第１ａ図は本発明の基本的電荷ポンプ回路を簡略に示し
ている０本発明の回路は一連のスイッチを介して２つの
転送コンデンサ（ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃａｐａｃｉ−ｔ
ｏｒ）の一方に入力電圧を印加することにより作動する
。前記コンデンサの電荷は次いで２つの蓄積コンデンサ
（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｃａｐａｃｉａｔｏｒ）の一方
に転送される。電圧の極性はスイッチ相互接続機構によ
って確立される。

より特定的には、第１ａ図の回路の動作は２つのセグメ
ント又は位相に時分割される。第１の位相では電圧源か
らの電圧が転送コンデンサに配置され、第２の位相の間
に前記転送コンデンサの電圧が蓄積コンデンサに転送さ
れる。

先ずこの回路の正倍電圧部分に付いて説明すると、第１
の位相の間はスイッチ１４及び１６を閉鎖し且つスイッ
チ１８及び２０を開放しておくことによって転送コンデ
ンサ１０が電圧源１２（値Ｖｃｃを有する）により充電
される。第２の位相ではスイッチ１４及び１６を開放し
且つスイッチ１８及び２０を閉鎖する。

第１ａ図から明らかなように、第２の位相の間スイッチ
１８及び２０を閉鎖しておくと電圧源１２が蓄積コンデ
ンサ１０に貯蔵された電圧と実質的に直列に配置され、
従って電圧源１２の電圧とコンデンサ１０の電圧との合
計が蓄積コンデンサ２２に配置されることになる。蓄積
コンデンサ２２は外部でＶＣＣと線４０（４２Ｖｃｅ）
との間に接続される。

この倍電圧回路の反転部分（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ　ｐｏ
ｒｔｉｏｎ）は下記のように作動する。該回路の動作の
第１位相では、スイッチ３０及び３２が開放されスイッ
チ２６及び２８が閉鎖されて、転送コンデンサ２４が電
圧蓄積コンデンサ２２のトップと接地線３６との合計に
充電される。回路動作の第２位相では、スイッチ２６及
び２８が開放され、スイッチ３０及び３２が閉鎖されて
転送コンデンサ２４の電圧が蓄積コンデンサ３４に配置
される。当業者には明らかなように、この回路構成では
、転送コンデンサ２４の電圧が蓄積コンデンサ３４に配
置されると転送コンデンサ２４の止端がスイッチ３２を
介して接地線３６に接続され、且つコンデンサ２４の負
端が一２Ｖｃｃ出力線３８に接続された蓄積コンデンサ
３４側に接続されるようになっている。接地！！３６に
対する蓄積コンデンサ３４の電圧の極性は、蓄積コンデ
ンサ３４の電圧が負であるように決定される。蓄積コン
デンサ２２の出力は＋２Ｖｃｃ出力線４０に接続される
。

前述の回路動作の第１位相及び第２位相は約百ヘルツ〜
数百キロヘルツ以上の範囲の周波数で反復される。本発
明の目的のためには約１５ＫＩｌｚの周波数が満足な結
果をもたらすことが判明した。

以上の説明は第１ａ図の回路の動作の特性を理想化した
ものである。当業者には明らかなように、接地線３６と
＋２Ｖｃｃ出力端子４０との合計電圧が実際に＋　２Ｖ
ｃｃの電圧値に到達するまでには複数の第１及び第２位
相サイクルが必要とされる。同様にして、接地端子３６
と一２Ｖｃｃ出力端子３８との間の電圧が２Ｖｃｃの電
圧に到達するにも複数のサイクルが必要である。

これも当業者には明らかであろうが、第１ａ図の回路の
出力から得られる電流の量は転送コンデンサ１０．２４
及び蓄積コンデンサ２２．３４の相対的大きさに依存す
ると共に、スイッチ１４，１６，１８，２０，２６゜２
８．３２及び３０のオンインピーダンスに依存する。

出力端子３６と３８との間又は３６と４０との間に出現
する電圧が電圧源１２により供給される入力電圧の約２
倍になることも明らかであろう。当業者には明らかなよ
うに、本発明の概念分使用すれば電圧源１２の入力電圧
Ｖｃｃの別の倍数も容易に得られる。

第１ｂ図に示した本発明の具体例ではスイッチ１４゜１
６．１８，２０．２６，２８．３０及び３２ニ代えテＭ
ｏｓトランジスタが使用されている。即ち、スイッチ１
４はＰチャネルＭＯＳ　トランジスタ１４ａに、スイッ
チ１６はＮチャネルＭＯＳトランジスタ１６ａに、スイ
ッチ１８はＰチャネルＭＯＳ　トランジスタ１８＆に、
スイッチ２０はＰチャネルＭＯＳトランジスタ２０ａに
、スイッチ２６はＰチャネルＭＯＳトランジスタ２６ａ
に、スイッチ２８はＮチャネルＭＯＳ　トランジスタ２
８ａに、スイッチ３０はＮチャネルＭＯＳ　トランジス
タ３０ａに、スイッチ３２はＮチャネルＭＯＳ　トラン
ジスタ３２ａに代えられている。

第１ｂ図の回路の時制御動作（ｔｉｍｅ　ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ）は位相制御ユニット４２
により実施される。位相制御ユニット４２はデー１−制
（ＩＩ線４４及び４６を介してＭＯＳデバイス１４ａ、
１６ａ、１８ａ、２０ａ、２６ａ、２８ａ、３０ａ、及
び３２ａのゲートを屹て励振させる。ゲート制御線４４
及び４６は、スイッチが前述のごとく回路動作の第１及
び第２位相の間に適切にターンオンされ且つターンオフ
されるように、ＭＯＳスイッチとして使用される前記Ｐ
チャネルＭＯＳｌ−ランジメタ及びＮチャネルＭＯＳト
ランジスタのゲートに接続される。当業者には明らかな
ように、効果的な電源切換（ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｆ
ｅｒ）を達成するためには、ＭＯＳスイッチングデバイ
スの前記スイッチングをブレーク・ビフォア・メーク（
ｂｒｅａｋ　ｂｅｆｏｒｅ　ｍａｋｅ）ベースで又は最
悪の場合でも同時スイッチングベースで実施しなければ
ならない、これも当業者には明らかであろうが、位相の
順位は逆転し得る。

変形例として、転送コンデンサ１０及び蓄積コンデンサ
２２を制御するＭＯＳスイッチセットの制御に第１クロ
ツクを使用し、且つ転送コンデンサ２４及び蓄積コンデ
ンサ３４を制御するＭＯＳスイッチセットの制御に第２
クロツクを使用してもよい。

第１ａ図及び第１ｂ図に示したコンデンサはいずれも実
際には集積回路の外に配置されると理解されたい。即ち
、これらのコンデンサはその目的で半導体基板上に具備
される端子を介して半導体基板上の集積ＭＯＳスイッチ
に接続される外部構成部材なのである。　１５　Ｋ　Ｉ
ｆ　ｚの作動周波数では、これらのコンデンサの大きさ
はいずれも２０マイクロファラッドで十分である。当業
者には明らかなように、スイッチング周波数が増加する
とコンデンサの値は低下するが、スイッチング損失はＭ
ＯＳデバイスにおける寄生ノードコンデンサのクロック
レー１・での放電への変化に起因して増加することにな
る。

逆に、スイッチング周波数が減少するとコンデンサのサ
イズが増加することになり、コンデンササイズの増加に
はコンデンサの物理的大きさの増加が伴うという付随的
欠点を生じる。

＋１０ボルト及び−１０ボルトで１０ミリアンペアの電
流強さの場合には、ＭＯＳスイッチングデバイスはチャ
ネル長を約５ミクロンとして５０００対１０，０００の
チャネル幅対チャネル長さ比を有する必要がある。当業
者には明らかにように、ここに記載の回路の電流出力の
範囲は約１アンペア程度に大きくし得るが、その場合に
は当業者に良く知られているようにＭＯＳデバイスをそ
れに応じた大きさにしなければならない。

本発明では、チップ上の電力消費は本発明の電源回路が
使用されていない間減少し得る。ここで再び第１ｂ図を
参照すると、線２３上の適切な論理信号は使用者により
要求されたパワダウン（ｐｏｕ＋ｅｒｄｏｗｎ）モード
を示している。この信号は論理高レベル又は論理低レベ
ルで作動し得る。どちらを選択するかは設計上の問題で
ある。線２３上のパワダウン信号の存在はパワダウンユ
ニット２１に通達される。このユニットは本発明の電源
回路のパワダウンの実施に必要な信号を供給する機能を
果たす。

位相制御ユニット４２は線２５を介してパワダウンユニ
ット２１から信号を受容する。線２５上の信号は位相制
御ユニット４２がその出力線４４上に論理高レベル信号
を有し且つ出力線４６上に論理低レベル信号を有するよ
うにする。その結果、デバイス１４ａがオン状態になり
、デバイス１６ａがオフ状態、デバイス１８ａがオフ状
態、デバイス２０ａがオフ状態、デバイス２６ａがオン
状態、デバイス２８ａがオン状態、デバイス３０ａがオ
フ状態、デバイス３２ａがオフ状態になる。この状態は
パワダウン信号が除去されるまで持続する。

パワダウンユニット２１はＰチャネルデバイス２フ及び
Ｎチャネルデバイス２９も制御する。パワダウン信号が
線２３に与えられるとＰチャネルデバイス２７及びＮチ
ャネルデバイス２９はターンオンされる。

その結果、正蓄積コンデンサ２２がＶｃｃに放電し且つ
負蓄績コンデンサ３４がアースに放電する。従って、パ
ワダウンの間に正蓄積コンデンサＺ２及び負蓄積コンデ
ンサ３４の各々に低インピーダンスパスが選択的に形成
されることになる。

当業者には容易に理解されるように、パワダウンユニッ
ト２１は線２３上に出現する信号がデバイス２７及び２
９と位相制御ユニット４２のデバイスとを制御できるよ
うに、これらの信号をレベルシフトし且つ他の方法で調
整して当該電圧及びデバイスの極性に適合させることに
より調節する０例えば、Ｐデバイス２７は作動すべきロ
ーゴーイング（ｌｏｗｇｏｉｎｇ）信号とこれをターン
オフするほぼ＋２Ｖｃｃの電圧とを有していなければな
らず、Ｎチャネルデバイス２９はオフ状態にすべき−２
Ｖｃｃのゲート電圧とオフ状態にすべきアース電位のゲ
ーＩ・電圧とを有していなければならない、各用途毎の
特定構成は当業者には公知であろう。

ここで、第２図に示した本発明の位相制御ユニット４２
の一具体例に基づいて、位相ユニット４２の動作を説明
する。当業者には容易に理解されるように、位相制御ユ
ニット４２は、各々がＰチャネル／ＮチャネルＭＯＳ　
トランジスタ対からなるような３つの従来形ＣＭＯＳイ
ンバータ回路で構成し得る。第２図の具体例はＰチャネ
ルＭＯＳ　トランジスタ４４及びＮチャネルＭＯＳ　ト
ランジスタ４６からなる第ｌＣＭＯＳインバータと、Ｐ
チャネルＭＯＳ＋−ランジスタ４８及びＮチャネルＭＯ
Ｓ　トランジスタ５０からなるインバータと、Ｐチャネ
ルＭＯＳ　トランジスタ５２及びＮチャネルＭＯＳ　ト
ランジスタ５４からなるインバータとを含む。

これら３つのインバータ対は発振器５６により励振され
る。この発振器は当業者に良く知られているようなＣＭ
ＯＳ素子からなる任意の従来形発振器構造を有し得る。

第２図（７）　回路ハ＋　２Ｖｃｃ線及び−２Ｖｅｃｌ
ｉ３６及び４０によって給電される。このようにすると
ゲートライン４４及び４６上の電圧スイングが電源範囲
のほぼ全体に及び、従って励振されるＰチャネル及びＮ
チャネルデバイスの総てのゲートが最大限にターンオン
され且つターンオフされ得る。これはＩ−ランジスタが
総てエンハンスメント形であることによる。その結果、
ＭＯＳスイッチのオン状態インピーダンスが最小限まで
低下し、そのため本発明の効率と電流励振能力とが最大
になる。

第１ａ図に示した本発明の好適具体例では、ＭＯＳデバ
イスの基板接続がなされていない、当業者には明らかな
ように、第１ｂ図で使用されているような接合分離（ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｓｏｌａｔｅｄ）ＭＯＳ　トランジ
スタは４端子デバイスであり、ゲート端子及び基板端子
の双方が制御端子である。ゲート端子のターンオン電圧
は基板−ソース接合の逆バイアスによって作用される。

この逆バイアスが増加するとデバイスのターンオン電圧
も増加する。この作用はＰチャネルトランジスタでより
Ｎチャネルトランジスタでの方がはるかに著しい。基板
−ソース電圧が増加するとデバイスのゲートターン電圧
も増加し、従ってデバイスのオン抵抗が回路動作に著し
い影響が生じる程増加し得る。この種の回路では、オン
状態のドレイン−ソース抵抗ができるだけ小さくなけれ
ばならないため、各ＮチャネルＭＯＳ　トランジスタ基
板はソースに接続することが望ましい。

Ｐチャネルトランジスタでは、チャネルの不純物ドーピ
ング濃度がより低いため、この基板ソース逆バイアスの
作用がＮチャネルＭＯＳ　トランジスタの場合の約半分
である。ＰチャネルＭＯＳ　トランジスタの場合の最も
実際的な解決法は、総てのＰチャネル基板を回路の正の
最大電圧に接続することである。この電圧は第１ａ図か
ら明らかなように、正供給線４０上に出現する＋２Ｖｃ
ｃである。第３図に関してはこれらの接続が示されてい
る。

始動前には総てのコンデンサにゼロ電圧が存在すると想
定するのが妥当である。始動時には蓄積コンデンサ２２
を接地線３６又は−２Ｖｃｃ線３８に接続し得る。蓄積
コンデンサ２２はＰチャネルＭＯＳ　トランジスタ１４
ａ及び１８ａのソース基板ダイオードによりほぼＶｃｃ
−０，６ボルＩ・の電圧に即刻充電される。蓄積コンデ
ンサ３４の電圧は、（伝導性のものが存在するとすれば
）トランジスタ２６ａ、２８ａ、３０ａ又は３２ａのい
ずれが伝導性であるかによって接地ｔＩ３６と蓄積コン
デンサ２２の電圧との間のいずれかのレベルにおかれる
。その結果、Ｎチャネルトランジスタ１６ａ及び他のト
ランジスタがターンオンされ得るような電圧であり得る
電圧が一２Ｖｃｃ線上に得られる。このような状態では
、＋２Ｖｃｃと一２Ｖｃｃとの間の電圧が総ての出力ト
ランジスタのゲートを励振し、この電圧は確定的ではな
い。従って始動も動作も実施されない。

コンデンサ及びＭＯＳデバイスの接続とオフ／オン状態
とに関して可能な別の始動条件を想定しても、当業者に
は明らかなように、第１図及び第２図の回路の始動及び
動作は実施されない。

このジレンマの解決法は一２Ｖｃｃ線３８をクランプし
てこの電圧線が接地線３６上に出現する電圧より実質的
に大きい正の電圧をとらないようにすべく前記−２Ｖｃ
ｃ線上にクランプを配置することからなる。＋２Ｖｃｃ
線４０もほぼＶｃｃ　−０，６ボルトの電圧Ｖｃｃより
実質的に大きい絶対値の負の電圧をとらないようにクラ
ンプする。

当業者には明らかなように、概念的にはダイオ−ドが一
２Ｖｃｃ線３８の理想的クランプ手段であるが、ＭＯＳ
プロセスでは単−ＰＮ接合ダイオードを製造することは
できない。ダイオードを製造しようとすると必ず接合ト
ランジスタが形成される。第１ｂ図の回路にこのような
トランジスタが存在すると、ベータ又は電流ゲインに起
因して回路内に過剰な電流が無駄に流れることになる。

本発明の好ましい具体例の１つでは、このクランプが横
方向ＮＰＮ　トランジスタからなる。この横方向ＮＰＮ
　トランジスタは第３図に示されている。

このデバイスの横方向コレクタ及びベースは両方共−２
Ｖｃｃ線３８に接続され、垂直コレクタは＋２Ｖｃｃに
接続される。この横方向コレクタはＮＰＮ　トランジス
タ５８の所望ではないが内在的な垂直コレクタの実効電
流ゲインを最少にする役割を果たす、さもないとこのゲ
インによって＋２Ｖｃｃ線からアースに過剰電流が流れ
る。　　ＺＶｃｃ線３８がアースを正方向に約０．６ボ
゛ルト上回らないかぎり、このデバイスは電流を通さな
い。−２Ｖｃｃ線がほぼ０．６ボルトに等しくなるとデ
バイスがターンオンし、電流が２つのコレクタにほぼ同
量ずつ流れて一２Ｖｃｃ線をゼロ士約０．６ボルト以下
に維持する。

＋　２Ｖｃｃ線４０のクランプに関しては、デバイス１
４ａ及び１８ａのドレインと基板との間に存在する内在
的接合ダイオード５９ａ及び５９ｂの作用によって＋　
２Ｖｃｃ線が入力正電源電圧Ｖｃｃ−約０．６ボルト以
下の絶対値の負の電圧にクランプする。

その結果、＋２ＶｃｃｉＪＬ及び−２Ｖｃｃ線上の電圧
が双方共明確に規定される。更に、始動時の＋２Ｖｃｃ
線３８と一２Ｖｃｃ線４０との間の電圧差は（Ｖｃｃ　
−１，２）ボルトであり、やはり明確に規定される。こ
の電圧値−ト用の励振回路を作動させる程十分に大きい
。

−２Ｖｃｃ線３８のクランプに使用される横方向ＮＰＮ
トランジスタは従来のＣＭＯＳ製造技術を用いて製造す
る。１０ポルｉ・でプラス及びマイナス１０ｍＡの電流
ドレインの場合には、横方向ＮＰＮ　トランジスタのエ
ミッタの周縁を通常１００ミクロンにし得る。当業者に
は明らかなように、このデバイスのサイズはより強い電
流を流せるように決定することもでき、その場合周縁は
１０００ミクロンより大きくする必要はない。

第４図は二重コレクタ横方向ＮＰＮ　トランジスタ５８
の基板の形状を示している。このトランジスタ５８はＰ
井戸６２内の軽くドープされたＮ形基板材料６０部分の
上に形成されている。Ｐ井戸６２は一般的なＣＭＯＳ処
理技術を用いて基板６０に形成する。Ｎ領域６４は横方
向ＮＰＮ　トランジスタのエミッタとしンタクトとして
機能し、当業者には容易に理解されるように、Ｐ井戸６
２内体は横方向Ｎｌ’Ｎ　トランジスタ５８のベースと
して機能する。Ｐ井戸６２の外側で基板６０領域の一部
分に配置されたＮ領域７０は、ＮＰＮ横方向トランジス
タ５８の望ましくない内在的垂直コレクタとして機能す
る。

横方向ＮＰＮＩ−ランジスタ５８のベースエミッタ接合
が順バイアスされると、エミッタによりベース内に注入
された少数キャリアが垂直コレクタ及び横力向コレクタ
の両方によってほぼ等量ずつ集められる。横力向コレク
タを共通ベースに接続すると、垂直コレクタ電流がクラ
ンプ電流の約１７２に減少する。垂直Ｎｒ’Ｎ　トラン
ジスタを単独で使用したとすれば、クランプ電流（ベー
ス電流）はベータ倍（該デバイスでは約５００倍）なり
、そのため大量の電流が無駄にされたであろう。

）く 第１ｂ図及び第３図７示したように、始動時には蓄積コ
ンデンサ２２がＰチャネルデバイス１４ａのソース−基
板ダイオード５９ａ及び５９ｂとＰチャネルデバイス１
８ａのドレイン−基板ダイオードとの順バイアス状態に
よって充電される。これらのダイオ−ドに流れる初期電
流サージは数百ミリアンペアであり得、従って回路内に
存在する内在的ＳＣＲタイプ４層形ダイオードデバイス
の保持電流を明らかに上回る。

このような４層形デバイスを第５ａ図に簡単に示した。

第５ａ図では４層形デバイスがＰＮＰ　トランジスタ７
２、ＮＰＮ　トランジスタフ４、抵抗器７６及び抵抗器
７８で構成されている。抵抗器７６はＰＮＰ　トランジ
スタフ２のベース−エミッタ接合に接続され、抵抗器７
８はＰＮＰ　トランジスタフ４のベース−エミッタ接合
に接続される。ＮＰＮＩ−ランジスタフ４のベースはＰ
ＮＰ？−ランジスタフ２のコレクタに接続され、ＰＮＰ
トランジスタ７２のベースはＮＰＮ　トランジスタ７４
のコレクタに接続される。ＰＮＰトランジスタ７２のエ
ミッタ接合と抵抗器７６との接続はこの４層形デバイス
のアノード接続８０を構成し、抵抗器７８とＮＰＮ　ト
ランジスタフ４のエミッタとの交差はこの４層形デバイ
スのカソード接続８２を構成する。

当業者には明らかなように、第５ａ図の４層形デバイス
は、前記２つの等価トランジスタのベータの績が１より
大きく且つこの４層形デバイスへのアノード電流が等価
ベータエミッタシャンティング抵抗器（ｂｅｔａ　ｅｎ
ｒｉｔＬｃｒ　ｓｂｕｎＬｉｎｇ　ｒｅｓｉｓｔｏｒ）
により分割されたいずれかのトランジスタのターンオン
電圧のうち大きい方のターンオン電圧より大きければ、
適切なＩ・リガ動作の後アノード８０とカソード８２と
の間で低インピーダンス状層に入ることになる。

第３図、第５ａ図及び第５ｂ図から当業者には明らかな
ように、この種の４層形デバイスは第３図の回路に生じ
る。Ｐチャネルデバイス１４ａ及び１８ａのいずれか一
方のソース（第５ｕ図にＰ領域８４として簡単に図示）
は第５図のＰＮＰ　トランジスタフ２のエミッタを表す
、半導体基板６０はＰＮＰ　トランジスタ７２のベース
とＮＰＮ　トランジスタフ４のコレクタとを構成する。

Ｐ井戸８６はＰＮＰ　トランジスタフ２のコレクタとＮ
ＰＮ　トランジスタフ４のベースとを構成する。

Ｎチャネルトランジスタ１６ａ及び３２ａのうちいずれ
か一方のトランジスタのソースはＮＰＮ　トランジスタ
フ４のエミッタを構成する。第５ｂ図ではトランジスタ
１８ａ、３２ａの一方がＮ領域８８として示されている
。抵抗器７６はＰ井戸８６のバルク抵抗によって構成さ
れる。同様にして、抵抗器フ８は基板材料のバルク抵抗
によって構成される。当業者には明らかなように、Ｐ井
戸８６のＰ領域９０及び基板６０のＮ領域９２のごとき
領域は、電源電圧を基板表面とＰ井戸とにバスするため
にＣＭＯＳ技術で一般的に使用される低抵抗表面平面と
して機能する。

この４Ｎ形デバイスを低インピーダンス状層に急変させ
るには、トランジスタ７２又は７４のベース、Ｐ井戸８
６又は基板６０のいずれかに電流を注入しなければなら
ない。これらの電流はこの４層形デバイスに必要な保持
電流より大きくなければならない。この状態は種々の方
法で生起させ得る９例えば、アノード−カソード電圧を
極めて急速に増加スタフ２及び７４のベースに電流が流
れる。別の方法として、トランジスタ７２のエミッタを
構成するＰ井戸８６及びＰ領域８４に隣接する基板接合
の一領域を順バイアスすれば、保持電流の値を超えるほ
ど十分なベース電流がトランジスタ７２及び７４内に流
れ得る。第３図の回路の始動時にはこれらの状態のいず
れかが生起し得る。

本発明の反転性倍電圧電荷ポンプ回路を確実に作動させ
るためには、この生起可能なラッチアップ状態が決して
生起し得ないようにする必要がある。ラッチアップの可
能性を抑止すべく成る種のＣＭＯＳ回路で使用されてい
る方法の１つは、値の高い抵抗器をＮｒ’Ｎ　トランジ
スタフ４又はＰＮＰ　トランジスタフ２のエミッタのい
ブ゛れが一方又は双方に直列に接続することからなる。

しかしながら、この方法は本発明ではＭＯＳスイッチの
オンインピーダンスを許容し得ないほど高い値にする。

ラッチアップ状態が生起し得ないようにする別の方法を
、本発明の目的の１つとしてここに開示する。ＰＮＰ　
トランジスタ７２及びＮＰＮ　トランジスタフ４のベー
タの積は１より小さいモードである。従って、この４層
形デバイスのアノード端子８０とカソード端子８２との
間に流れる電流は、このデバイスを低インピーダンス状
態に保持するのに必要な保持電流に匹敵する程十分に大
きい値に到達することはない。

第６ａ図は等価Ｎｌ？Ｎ　トランジスタ及びＰＮＰ　ト
ランジスタからなる別の４層形デバイス１００を示して
いる。ただし第５ａ図の回路と異なり、第６ａ図の４層
形デバイスはアノード端子１０２、カソード端子１０４
、単一コレクタＮＰＮ　トランジスタ１０６、多重コレ
クタＰＮＰ　トランジスタ１０８及び抵抗器１１０．１
１２を有する°。

多重ＰＮＰコレクタ（符号１１４）はＰＮＰ　トランジ
スタｉｏｓのベースに接続される。ＮＰＮ　トランジス
タ１０６に接続される多重コレクタは１つだけである。

これらのコレクタ１１４は基板６０上でＮＰＮ　トラン
ジスタ１０６のエミッタとＰＮＰＩ−ランジスタ１０８
のベースとの間に位置する領域に製造される。

これらの直列コレクタ１１４の機能は基板６０に注入さ
れた少数キャリアを集めることによってＰ領域１２８又
は１３８と基板６０との間に形成される順バイアスされ
たＰＮ接合を保護することにある。前記キャリアは従っ
てＰＮｌ’ｌ−ランジスタ１０８のベースに到達するの
を阻止され、そのためこれら２つのトランジスタのベー
タの積は１より小さくなる。基板に注入された少数キャ
リアの大部分は拡散してＰ井戸により回収され得る前に
、前記直列コレクタによって回収される。前記Ｐ井戸は
ＮＰＮ　）−ランジスタのベースでもある。これは、Ｐ
ＮＰベータをＮＰＮベータの逆数より小さい値に減少さ
せ、それによってラッチアップを阻止するように設計し
得る。

第６ｂ図は第６ａ図の４層デバイス１００の半導体プロ
フィルを示すものであり、この図ではＮＰＮ　トランジ
スタ１０６がＰ井戸１２０内に形成されている。Ｐ井戸
１２０内のＮ領域１２４に接する接触１２２は４層デバ
イス１００゛のカソード１０４を構成する。前記Ｎ領域
は第１図〜第３図のＮチャネルＭＯＳ　トランジスタｌ
ｅａ又はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３２ａのソース
であり得る。Ｎ領域１２４はＮＰＮ　トランジスタ１０
６のエミッタを構成し、Ｐ井戸１２０はＮＰＮ　トラン
ジスタ１０６のベースを構成する。基板６０はＮＰＮ　
トランジスタ１０６のコレクタとｒ’ＮＰ　トランジス
タ１１２のベースとを構成する。

Ｐ領域１２８に接する接触１２６はＶｃｃ電位にある。

Ｐ領域１２８は第１図〜第３図のＰチャネルＭＯＳトラ
ンジスタ１４ａのソース又はＰチャネルＭＯＳ　トラン
ジスタ１８ａのドレインのいずれかであり得る。Ｐ領域
１２８はＰＮＰ　トランジスタ１０８のエミッタを構成
する。

基板６０のＰ領域１３０ａ〜１３０ｅはＮＰＮ　トラン
ジスタ１０８の多重コレクタ（第６ａ図符号１１４）を
構成する。

多重コレクタ１３０ａ〜１３０ｅは半導体基板６０の表
面で層１３２により互いに結合される０層１３２はアル
ミニウムからなり得、従来のＣＭＯＳ製造方法の金属化
ステップの間に製造される。Ｐ領域１３０ａ〜１３０ｅ
の間に配置されたＮ領域１３４ａ　〜１３４ｄは、＋　
２Ｖｃｃ線と基板との間に低インピーダンス接触を形成
するのに使用される。Ｐ井戸１２０、即ちＮＰＮＩ−ラ
ンジスタ１０８のベースは第６ａ図に示すようなＰＮＰ
　トランジスタ１０８の単一コレクタとしても機能する
。層１３２に隣接する領域１３５はＭＯＳ構造のゲート
オキザイド層である。

第６ｂ図に示すように、ＰＮＰＩ−ランジスタの多重コ
レクタ１１４はＮ領域１２４及び１３６からなるＰ井戸
内のＮチャネルＭＯＳ　ｌ−ランジスタ１６ａの間に挿
入される。第６ｂ図に符号１６ａで示したこのデバイス
はドレイン領域１３８及びゲー１−１４０を有する。第
６ｂ図に符号１８ａで示したこのデバイスはドレイン領
域１３８及びゲート領域１４２を有する。ＰチャネルＭ
ＯＳトランジスタ１４ａはＰ領域１２８及びＰ領域１３
８からなる。このようにして、これらの多重コレクタ１
３０ａ〜１３０ｅは、ＣＭＯＳ製造過程で形成された寄
生ＰＭ接合の始動時の順バイアスの結果として半導体基
板に注入される少数キャリアの大部分を回収する位置に
配置される。

多重コレクタ１１４の個数は使用するＣＭＯＳ製法に応
じて１〜約１０個にし得る。また、注入ＰＮ接合と最も
近いＰ井戸との間の間隔は通常２５〜５００ミクロンの
範囲内にずべきである。この間隔は基板少数キャリアの
寿命が特に短く及び／又は基板抵抗が極めて小さい（１
Ω−０１１１未満）場合には前述の範囲より短くしても
よい、現時点で好ましい具体例では、注入ＰＨ接合と最
近値Ｐ井戸との間の間隔が約１５０ミクロンであり、多
重コレクタ１１４の使用個数が４である。これは約２．
５Ω−ＣＩ＋１の基板抵抗をもつ基板を使用する製法に
基づいて決定したものである。

現時点で好ましい具体例をＰ井戸ＣＨＯ５を例にとって
説明したが、当業者には明らかなように、Ｎ井戸ＣＭＯ
Ｓ技術も本発明の主旨及び範囲を逸脱せずに使用し得る
。このようなＮ井戸具体例の製法は本明細書の説明から
当業者には容易に理解されよう。

第７図は前述の二重電荷ポンプ電源２００と、ＲＳ−２
３２Ｃ送信回路２０２と、ＲＳ−２３２受信回路２０４
とを含む本発明の好ましい具体例をブロック図で示して
いる。これらの素子は単一半導体基板材料片２０６上に
形成した状態で簡単に示されている。正蓄積コンデンサ
２２は端末パッド２１０を介して半導体基板に接続され
ている。正蓄積コンデンサ２２の他端は第７図の入力パ
ッド２２２レベルに示されているＶｃｃに接続される。

負蓄積コンデンサ３４は端末パッド２０８及び２１２を
介して基板に接続されている。正耘送コンデンサ１０及
び負転送コンデンサ２４は夫々端末パッド２１４．２１
６．２１８及び２２０を介して基板に接続される。入力
電圧はＶｃｃ入力端末パッド２２２及びアース入力端末
パッド２２４のレベルで回路に供給される。当業者には
明らかなように、アース入力端子２２４及び端末パッド
２０８は具体例によっては同一の接続端末パッドであっ
てよい、　ＲＳ−２３２送信機２０２へのデータ入力は
端末パッド２２６を介して供給され、ＲＳ−２３２送信
＠　２０２の出力は末端パッド２２８に供給される。Ｒ
Ｓ−２３２受信１ｉ　２０４へのデータ入力は端末パッ
ド２３０を介して供給され、ＲＳ−２３２受信機２０４
のデータ出力は端末パッド２３２に供給される。

二重電荷ポンプ電源２０Ｑと、ＲＳ−２３２送信ａ２０
２と、ＲＳ−２３２受信機２０４とを含むモノリシック
集積回路はモノリシック集積回路として製造し得る。該
回路の動作に必要な外部構成部材は正蓄積コンデンサ２
２、負蓄積コンデンサ３４、正転送コンデンサ１０及び
負転送コンデンサ２４のみである。

第７図の好ましい具体例には単一のＲＳ−２３２送信機
２０２及び単一のＲＳ−２３２送信機２０４が示されて
いるが、当業者には明らかなように、別の形態に組み合
わせた送信機／受信機アセンブリも本発明の主旨及び範
囲内で付加し得る。ただし、ＲＳ−２３２受信機２０４
を１つ以上含むだけでＲＳ−２３２送信ｔＲ２０２は含
まない第７図の回路の具体例は、負電源接続を必要とし
ないことに留意されたい。これはＲＳ−２３２フオ一マ
ツト信号の負のスイングが通常は受信回路によって無視
されるからである。

１鬼Ｓ−２３２送信回路２０２及びＲＳ−２３２受信回
路２０４は当業者に良く知られているようにＣＭＯＳ素
子で従来通りに構成し得る０例えば、ＲＳ−２３２送信
回路２０２は当業者に公知のように、ＴＴＬ論理レベル
をＲＳ−２３２フオーマツトに翻訳すべくレベルシフタ
を備えたＣＭＯＳインバータであり得る。あるいは、Ｍ
ｏｔｏｒｏｌａ社製ＭＣ１４８８回路と同様に構成する
こともできる。

ＲＳ−２３２受信回路２０４は当業者に公知のように、
入力されるＲＳ−２３２フオ一マツト信号をＴＴＬ論理
レベルに翻訳するためのレベルシフタを備えたＣＭＯＳ
インバータであり得る。あるいは、Ｍｏｔｏｒｏｌａ社
製８１４８９回路と同様に構成してもよい。

以上、本発明の好ましい具体例を説明してきたが、当業
者には容易に理解されるであろうように、同一材料を用
いて別の具体例を実現することもできる。このような種
々の変形例も本発明の範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の電荷ポンプ回路の好ましい一具体例
を示す簡略説明図、第１ｂ図はスイッチに代えてＭＯＳ
　トランジスタ・を使用し、本発明のパワダウン特徴も
示す第１ａ図の電荷ポンプ回路の簡略説明図、第２図は
第１ｂ図の電荷ポンプ回路のゲートの励振を実施するの
に適したゲート励振回路の説明図、第３図は電荷ポンプ
回路を正確に始動させるＭＯＳデバイス及びＰＮＰ横方
向接合デバイスの基板接続を示す本発明の好ましい一具
体例の簡略説明図、第４図は本発明で使用するのに適し
たＮＰＮ横方向１ヘランジスタの半導体基板の輪郭を示
す説明図、第５ａ図前及び第５ｂ図は夫々４層形デバイ
ス及びこのようなデバイスの半導体基板輪郭の簡略説明
図であって、この種のデバイスを内在的に形成するＭＯ
Ｓ構造を示す説明図、第６ａ図は予備のＰ領域コレクタ
を有する本発明で使用するのに適した４層デバイスの簡
略説明図、第６ｂ図はラッチアップを阻止するための予
備の少数電荷キャリアコレクタを有する本発明で使用す
るのに適した４層形デバイスの基板輪郭の説明図であっ
て、前記電荷コレクタの相対的配置を示す説明図、第７
図は二重集積電荷ポンプ電源とＲＳ−２３２Ｃ受信機及
び送信機とを含む本発明の具体例のブロック図である。 １０．２４・・・・・・転送コンデンサ、１２・・・・
・・電圧源、２２．３４・・・・・・蓄積コンデンサ、
１４ａ、１８ａ、２０ａ、２６ａ、４４．４８．５２・
・・・・・ＰチャネルＭＯＳトランジスタ、１６ａ、２
８ａ、３０ａ、３２ａ、４６．５０．５４−−　Ｎチャ
ネルＭＯＳトランジスタ、２１・・・・・・パワダウン
ユニット、２７・・・・・・Ｐチャネルデバイス、２９
・・・・・・Ｎチャネルデバイス、４２・・・・・・位
相制御ユニット、５６・・・・・・発振器、５８．７４
．１０６・・・・・・ＮＰＮ　トランジスタ、５９ａ　
、５９ｂ・・・・・・接合ダイオード、６０・・・・・
・基板、７２．１０８・・・・・・ＰＮＰ　トランジス
タ、７Ｂ、７８．１１０．１１２・・・・・・抵抗器、
１１４・・・・・・多重ＰＮＰコレクタ。 代理人弁理士　中　　村　　　　至 ｆ基、３゜ ８　　　　ｆ醤４゜ ｆ２−０ 手続補正書 １．事件の表示　　　昭和６２年特許願第１３７６２０
号２、発明の名称　　　パワダウン特性とＲ３−２３２
送信機／受信機とを含む集積二重電荷ポンプ電源回路 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　　マキシム・インティグレイティド・プロ
ダクツ・インコーホレイテッド ４、代　理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４
号　山田ビル（１）明１８ｍ中、特許請求の範囲を別紙
の通り補正する。 ２竹針痺１地印 く１）単一半導体基板材料片上に集積し得、ユニポーラ
電圧入力源のほぼ二倍のバイポーラ電圧出力を供給する
回路であって、 一第１及び第２電圧入力端子、 一第１及び第２正転送コンデンサ接続端子、−前記第１
電圧入力端子を前記第１正転送コンデンサ接続端子に選
択的に接続し、且つ前記第２電圧入力端子を前記第２正
転送コンデンサ接続端子に選択的に接続する第１Ｍ０３
半導体スイッチ手段、−第１及び第２正蓄積コンデンサ
接続端子、このうち第１正蓄積コンデンサ接続端子は固
定電圧に接続される、 一前記第１電圧入力端子を前記第２正転送コンデンサ接
続端子に選択的に接続し、且つ前記第１正転送コンデン
サ接続端子を前記第２正蓄積コンデンサ接続端子に選択
的に接続する第２　ＭＯ３半導体スイッチ手段、 一第１及び第２負転送コンデンサ接続端子、−前記第１
正蓄積コンデンサ接続端子を前記第１負転送コンデンサ
接続端子に選択的に接続し、且つ前記第２正蓄積コンデ
ンサ接続端子を前記第２負転送コンデンサ接続端子に選
択的に接続する第３８ＯＳ半導体スイッチ手段、 一第１及び第２負蓄積コンデンサ接続端子、このうち第
１負蓄積コンデンサ接続端子は固定電圧に接続される、 一前記第１負転送コンデンサ接続端子を前記第２負蓄積
コンデンサ接続端子に選択的に接続し、且つ前記第２負
転送コンデンサ接続端子を前記第１負蓄積コンデンサ接
続端子に選択的に接続する第４　ＭＯＳ半導体スイッチ
手段、 一前記第１、第２、第３及び第４半導体スイッチ手段に
接続されて、これら第１、第２、第３及び第４半導体ス
イッチ手段を選択的に作動させる選択手段、 一前記第１、第２、第３及び第４半導体スイッチセット
のうち選択されたスイッチセラ１〜がオン状態に維持さ
れ且つ残りの半導体スイッチセットがオン状態に維持さ
れるように、前記選択回路の動作を選択的に停止させる
手段 を含む回路。 （２）前記半導体基板材料に配置された少なくとも１つ
のＲＳ−２３２送信機回路をも含み、この送信機回路が
、夫々前記第２正蓄積コンデンサ端子、前記第２負蓄積
コンデンサ端子及び前記第２電圧入力端子に接続される
正、負及び大地電位電力伝導体と、該送信機にデータを
供給すべく該送信機回路に接続されてこの送信機回路に
データを供給するデータ入力接続端子と、該送信機回路
からの出力を供給するためのデータ出力端子接続とを有
する特許請求の範囲第１項に記載の回路。 （３）前記半導体基板材料上に配置された少なくとも１
つのＲＳ−２３２受信機回路をも含み、この受信機回路
が、前記第１及び第２電圧入力端子に接続される正及び
大地電力接続端子と、データ入力接続端子と、データ出
力接続端子とを有する特許請求の範囲第１項に記載の回
路。 （４）前記半導体基板材料上に配置された少なくとも１
つのＲＳ−２３２受信機回路をも含み、この受信機回路
が、前記第１及び第２電圧入力端子に接続される正及び
大地電力接続端子と、データ入力接続端子と、データ出
力接続端子とを有する特許請求の範囲第２項に記載の回
路。 （５）前記回路を単一半導体基板材料片上にレイアウト
することによって得られる順バイアスされた４層形デバ
イスのラッチアップを防止する手段も含む特許請求の範
囲第１項に記載の回路。 （６）前記手段が多重コレクタを有する内在的ＨＰＮ　
トランジスタである特許請求の範囲第５項に記載の回路
。 （７）前記第２負蓄積コンデンサ接続端子を、前記第２
電圧入力端子に出現する′電圧とほぼ同等の電圧より高
電位ではない電圧にクランプするための手段をも含む特
許請求の範囲第５項に記載の回路。 （８）前記第２正蓄積コンデンサ端子を前記第１電圧入
力端子に出現する電圧とほぼ同等の電圧よ位 り低電〆ではない電圧にクランプするための手段をも含
む特許請求の範囲第７項に記載の回路。 （９）単一半導体基板材料片上に集債し得、ユニポーラ
電圧入力源のほぼ二倍のバイポーラ電圧出力を供給する
回路であって、 一第１及び第２電圧入力端子、 一第１及び第２正転送コンデンサ接続端子、但し前記第
１正転送コンデンサ接続端子は固定電圧に接続される、 一前記第１電圧入力端子と前記第１正転送コンデンサ接
続端子との間に接続されるスイフチ、並びに前記第２電
圧入力端子と前記第２正転送コンデンサ接続端子との間
に接続されるスイッチを含む第１　ＭＯＳ半導体スイッ
チセット、 −第１及び第２正蓄積コンデンサ接続端子、−前記第１
電圧入力端子と前記第２正転送コンデンサ接続端子との
間に接続されるスイッチ、並びに前記第１正転送コンデ
ンサ接続端子と前記第２正蓄積コンデンサ接続端子との
間に接続されるスイッチを含む第２８ＯＳ半導体スイッ
チセット、−第１及び第２負転送コンデンサ接続端子、
−前記第１正蓄積コンデンサ接続端子と前記第１負転送
コンデンサ接続端子との間に接続されるスイッチ、並び
に前記第２正蓄積コンデンサ接続端子と前記第２電圧入
力端子との間に接続されるスイッチを含む第３８ＯＳ半
導体スイッチセット、−第１及び第２負蓄積コンデンサ
接続端子、このうち第１負蓄積コンデンサ接続端子は固
定電圧に接続される、 一前記第１負転送コンデンサ接続端子と前記第２負蓄積
コンデンサ接続端子との間に接続されるスイッチ、並び
に前記第２負転送コンデンサ接続端子と前記第１負蓄積
コンデンサ接続端子仁の間に接続されるスイッチを含む
第４８ＯＳ半導体スイッチセット、 一前記第１、第２、第３及び第４半導体スイッチセット
に接続されて、これら第１、第２、第３及び第４半導体
スイッチセットを選択的に作動させる選択手段、 一前記第１、第２、第３及び第４半導体スイッチセット
のうち選択されたスイッチセットがオン状態に維持され
且つ残りの半導体スイッチセットがオフ状態に維持され
るように、前記選択回路の動作を選択的に停止させる手
段 を含む回路。 （１０）前記半導体基板材料に配置された少なくとも１
つのＲＳ−２３２送信機回路をも含み、この送信機回路
が、夫々前記第２正蓄積コンデンサ端子、前記第２負蓄
積コンデンサ接続端子及び前記第２電圧入力端子に接続
される正、負及び大地電位電力伝導体と、該送信機にデ
ータを供給すべく該送信機回路に接続されてこの送信機
回路にデータ゛を供給するデータ入力接続端子と、該送
信機回路からの出力を供給するためのデータ出力端子接
続とを有する特許請求の範囲第９項に記載の回路。 （１１）前記半導体基板材料上に配置された少なくとも
１つのＲＳ−２３２受信機回路をも含み、この受信機回
路が、前記第１及び第２電圧入力端子に接続される正及
び大地電力接続端子と、データ入力接続端子とデータ出
力接続端子とを有する特許請求の範囲第９項に記載の回
路。 （１２）前記半導体基板材料上に配置された少なくとも
１つのＲＳ−２３２受信機回路をも含み、この受信機回
路が、前記第１及び第２電圧入力端子に接続される正及
び大地電力接続端子と、データ入力接続端子とデータ出
力接続端子とを有する特許請求の範囲第１０項に記載の
回路。 （１３）前記回路を単一半導体基板材料片上にレイアウ
トすることによって得られる順バイアスされた４層形デ
バイスのラッチアップを防止する手段も含む特許請求の
範囲第９項に記載の回路。 （１４）前記第２負蓄電コンデンサ接続端子を、前記第
２電圧入力端子に出現する電圧とほぼ同等の電圧より高
電位ではない電圧にクランプするための手段をも含む特
許請求の範囲第１３項に記載の回路。 （１５）前記第２正蓄積コンデンサ端子を前記第１電圧
入力端子に出現する電圧とほぼ同等の電圧よｔ り低電Ｉではない電圧にクランプするための手段をも含
む特許請求の範囲第１４項に記載の回路。 （１６）順バイアスされた４層形デバイスのラッチアッ
プを防止する前記手段が前記４層形デバイスのＰＮＰ　
トランジスタ部分の少なくとも１つの予備コレクタ領域
を含み、このコレクタ領域が注入された少数キャリアを
集めるべく前記半導体基板材料の領域に配置される特許
請求の範囲第１項に記載の回路。 （１７）複数のＲＳ−２３２送信回路と複数のＲＳ−２
３２受信回路とをも含み、 一前記ＲＳ−２３２送信回路が前記半導体基板材料上に
配置され、これらの各回路が正電位、負電位及びアース
電位の電力導体を有し、これらの導体が夫々前記第２正
Ｎｆｌコンデンサ端子、前記第２負蓄積コンデンサ接続
端子及び前記第１正蓄積コンデンサ端子に接続され、ま
た各回路が前記送信機にデータを供給すべく該送信回路
に接続されたデータ入力接続端子と、前記送信機から出
力を供給するデータ出力端子接続とを有し、 一前記ＲＳ−２３２受信回路が前記半導体基板材料上に
配置され、これらの各回路が前記第１及び第２電圧入力
端子に接続された正及びアース電力接続端子を有すると
共に、データ入力接続端子とデータ出力接続端子とを有
する 特許請求の範囲第１項に記載の回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一半導体基板材料片上に集積し得、ユニポーラ
   電圧入力源のほぼ二倍のバイポーラ電圧出力を供給する
   回路であって、 −第１及び第２電圧入力端子、 −第１及び第２正転送コンデンサ接続端子、−前記第１
   電圧入力端子を前記第１及び第２正転送コンデンサ接続
   端子に選択的に接続し、且つ前記第２電圧入力端子を前
   記第２正転送コンデンサ接続端子に選択的に接続する第
   １の半導体スイッチセット、 −第１及び第２正蓄積コンデンサ接続端子、−前記第１
   電圧入力端子を前記第２正転送コンデンサ接続端子に選
   択的に接続し、前記第２電圧入力端子を前記第１正蓄積
   コンデンサ接続端子に選択的に接続し、且つ前記第１正
   転送コンデンサ接続端子を前記第２正蓄積コンデンサ接
   続端子に選択的に接続する第２の半導体スイッチセット
   、−第１及び第２負転送コンデンサ接続端子、−前記第
   １正蓄積コンデンサ接続端子を前記第１負転送コンデン
   サ接続端子に選択的に接続し、且つ前記第２正蓄積コン
   デンサ接続端子を前記第２負転送コンデンサ接続端子に
   選択的に接続する第３の半導体スイッチセット、 −第１及び第２負蓄積コンデンサ接続端子、このうち第
   １負蓄積コンデンサ接続端子は前記第１正蓄積コンデン
   サ接続端子に接続される、 −前記第１負転送コンデンサ接続端子を前記第２負蓄積
   コンデンサ接続端子に選択的に接続し、且つ前記第２負
   転送コンデンサ接続端子を前記第１負蓄積コンデンサ接
   続端子に選択的に接続する第４の半導体スイッチセット
   、 −前記第１、第２、第３及び第４半導体スイッチセット
   を選択的に作動させる選択回路、 −前記第２正蓄積コンデンサ端子を前記第１電圧入力端
   子に出現する電圧とほぼ同等の電圧にクランプする手段
   、 −前記第２負蓄積コンデンサを前記第２電圧入力端子に
   出現する電圧とほぼ同等の電圧にクランプする手段、 −前記回路を単一半導体基板材料片上に配置した結果と
   して形成される順バイアスされた４層形デバイスのラッ
   チアップを防止する手段、並びに−前記第１、第２、第
   ３及び第４半導体スイッチセットのうちから選択した１
   組のスイッチセットがオン状態に維持され且つ残りの半
   導体スイッチセットがオフ状態に維持されるように、前
   記選択回路の動作を選択的に停止させる手段 を含む回路。
2. （２）前記第１正蓄積コンデンサ接続端子と第２正蓄積
   コンデンサ接続端子との間、並びに前記第１負蓄積コン
   デンサ接続端子と前記第２負蓄積コンデンサ接続端子と
   の間に低インピーダンス電流通路を選択的に形成する手
   段をも含む特許請求の範囲第１項に記載の回路。
3. （３）前記負蓄積コンデンサをクランプする手段が前記
   半導体基板材料上に形成された横方向ＮＰＮトランジス
   タを含み、このトランジスタの横方向コレクタ及びベー
   スが前記第２負蓄積コンデンサ接続端子に接続され、且
   つ垂直コレクタが前記第２正蓄積コンデンサ接続端子に
   接続される特許請求の範囲第１項に記載の回路。
4. （４）順バイアスされた４層形デバイスのラッチアップ
   を防止する前記手段が前記４層形デバイスのＰＮＰトラ
   ンジスタ部分の少なくとも１つの予備コレクタ領域を含
   み、このコレクタ領域が注入された少数キャリアを集め
   るべく前記半導体基板材料の領域に配置される特許請求
   の範囲第１項に記載の回路。
5. （５）複数のＲＳ−２３２送信回路と複数のＲＳ−２３
   ２受信回路とをも含み、 −前記ＲＳ−２３２送信回路が前記半導体基板材料上に
   配置され、これらの各回路が正電位、負電位及びアース
   電位の電力導体を有し、これらの導体が夫々前記第２正
   蓄積コンデンサ端子、前記第２負蓄積コンデンサ接続端
   子及び前記第１正蓄積コンデンサ端子に接続され、また
   各回路が前記送信機にデータを供給すべく該送信回路に
   接続されたデータ入力接続端子と、前記送信機から出力
   を供給するデータ出力端子接続とを有し、 −前記ＲＳ−２３２受信回路が前記半導体基板材料上に
   配置され、これらの各回路が前記第１及び第２電圧入力
   端子に接続された正及びアース電力接続端子を有すると
   共に、データ入力接続端子とデータ出力接続端子とを有
   する 特許請求の範囲第１項に記載の回路。