[go: up one dir, main page]

DE2118213C3 - Monolithically integrated semiconductor circuit - Google Patents

Monolithically integrated semiconductor circuit

Info

Publication number
DE2118213C3
DE2118213C3 DE2118213A DE2118213A DE2118213C3 DE 2118213 C3 DE2118213 C3 DE 2118213C3 DE 2118213 A DE2118213 A DE 2118213A DE 2118213 A DE2118213 A DE 2118213A DE 2118213 C3 DE2118213 C3 DE 2118213C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
planar transistor
zone
transistor structure
base
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2118213A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2118213B2 (en
DE2118213A1 (en
Inventor
Harald 7800 Freiburg Schilling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche ITT Industries GmbH filed Critical Deutsche ITT Industries GmbH
Priority to DE2118213A priority Critical patent/DE2118213C3/en
Publication of DE2118213A1 publication Critical patent/DE2118213A1/en
Publication of DE2118213B2 publication Critical patent/DE2118213B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2118213C3 publication Critical patent/DE2118213C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/63Combinations of vertical and lateral BJTs
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is DC
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine monolithisch integrierte Halbleiterschaltung mit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Ausbildung.The invention relates to a monolithically integrated semiconductor circuit with the preamble of the claim 1 specified training.

Eine derartige Halbleiterschaltung, welche in der Fachwelt auch als »Strombank« bezeichnet wird, war bereits aus der DE-OS 19 11 934 bekannt Bezüglich der Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten wird auf diese Vorveröffentlichung verwiesen.Such a semiconductor circuit, which is also referred to as a "power bank" in the specialist world, was already known from DE-OS 19 11 934 Regarding the Reference is made to this prior publication for advantages and possible applications.

Bei der Verwendung einer solchen als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorstruktur tritt insbesondere bei digital betriebenen monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen das Problem der Sättigung auf. Infolge der Sättigung kommt nämlich der Kollektor-Basis-pn-Übergang in Flußrichtung, so daß der Eingangswiderstand sehr klein wird. Dadurch kann sich der Wert der Referenzspannung, der durch den Stellwiderstand eingestellt wird, ändern, so daß sich die Ströme der weiteren Planartransistorelemente und damit die Arbeitspunkte der zu versorgenden aktiven Schaltungselemente ändern. Es ist daher erwünscht, die als Konstantstromquelle verwendete Planartransistorstruktur, welche bei dem Betrieb des zu versorgenden aktiven Schaltungselementes in den Sättigungszustand kommen kann, derartig abzuwandeln, daß der Wert des Eingangswiderstandes im Sättigungsfall auf einen solchen Wert erhöht ist, daß die Ströme in den weiteren als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorelementen konstant bleiben.When using such as a constant current source The planar transistor structure used occurs in particular in the case of digitally operated monolithic integrated semiconductor circuits the problem of saturation. Because of the saturation comes the Collector-base-pn-junction in the flow direction, so that the input resistance is very small. This can the value of the reference voltage, which is set by the variable resistor, change, so that the Currents of the other planar transistor elements and thus the working points of the active ones to be supplied Change circuit elements. It is therefore desirable to use the planar transistor structure used as a constant current source, which in the operation of the active circuit element to be supplied into the saturation state can come to be modified in such a way that the value of the input resistance in the case of saturation to a such a value is increased that the currents in the other planar transistor elements used as a constant current source stay constant.

Dieses Problem der Erhöhung des Eingangswiderstandes einer als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorstruktur, welche beim Betrieb in den Sättigungszustand kommen kann, wird bei der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst
Aus der DE-OS 20 16 760 war zwar bekannt, die bei Sättigung eines Planartransistorelements in einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung auftretende Minoritätsladungsträgerinjektion von der Basiszone in die Kollektorzone vor dem Eintreten ii> das Substrat mittels einer Hüfskollektorzone abzuleiten.
This problem of increasing the input resistance of a planar transistor structure used as a constant current source, which can become saturated during operation, is solved in the monolithically integrated semiconductor circuit according to the invention by the design specified in the characterizing part of claim 1
From DE-OS 20 16 760 it was known to derive the minority charge carrier injection occurring when a planar transistor element in a monolithically integrated semiconductor circuit saturates from the base zone into the collector zone before entering ii> the substrate by means of a Hüfskollektorzone.

ίο Die Vorveröffentlichung behandelt aber nicht das Problem der Sättigung einer als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorstruktur einer Reihe von weiteren als Konstantstroraquellen verwendeten PIanartranststorelementen, deren Emitter- und Basiszonen parallel geschaltet sind und von denen ein Planartransistorelement zusammen mit einem Stellwiderstand als Referenzspannungsquelle für die übrigen Planartransistorelemente und die Planartransistorstruktur dient und beim Betrieb in den Sättigungszustand kommen kann.ίο The pre-release doesn't cover that though Problem of saturation of a planar transistor structure used as a constant current source of a number of further PIanartranstor elements used as sources of constant currents, whose emitter and base zones are connected in parallel and one of which is a planar transistor element together with a variable resistor as a reference voltage source for the remaining planar transistor elements and the planar transistor structure is used and can come into saturation during operation.

Die Vorveröffentlichung gibt auch keine Anregung, die Hilfskollektorzone mit der Emitterzone der betreffenden Planartransistorstruktur elektrisch zu verbinden.The prior publication also gives no suggestion, the auxiliary collector zone with the emitter zone of the respective To connect planar transistor structure electrically.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in der dieThe invention is explained below with reference to the drawing in which the

F i g. 1 die Schaltung mit einer Reihe von als Konstantstromquellen verwendeten Transistorelementen zeigt von der die Eriindung ausgeht dieF i g. 1 shows the circuit with a series of transistor elements used as constant current sources shows from which the invention proceeds

Fig.2 ausschnittssweise im Schnitt senkrecht zur Oberfläche einer Halbleiterplatte ein bekanntes als Konstantstromquelle verwendetes Planartransistorelement einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung zeigt dieFig.2 excerpts in section perpendicular to Surface of a semiconductor plate is a well-known planar transistor element used as a constant current source of a monolithically integrated semiconductor circuit is shown in FIG

Fig.3 ein Ersatzschaltbild des Planartransistorelementes im Hinblick auf das der Erfindung zugrundeliegende Problem, die3 shows an equivalent circuit diagram of the planar transistor element with regard to the problem underlying the invention, the

F i g. 4 als Ausschnitt im Schnitt senkrecht zu einem plattenförmigen Halbleiterkörper die Planartransistor-Struktur der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung nach der Erfindung, dieF i g. 4 shows the planar transistor structure as a cutout in section perpendicular to a plate-shaped semiconductor body the monolithically integrated semiconductor circuit according to the invention, the

F i g. 5 das Ersatzschaltbild der Planartransistorstruktur gemäß der F i g. 4 und dieF i g. 5 shows the equivalent circuit diagram of the planar transistor structure according to FIG. 4 and the

F i g. 6 schematisch den Gang des Eingangswiderstandes in Abhängigkeit vom Kollektorstrom im Sättigungsbereich bei einer Planartransistorstruktur gemäß der Fig.2 im Vergleich zu einer Planartransistorstruktur gemäß der F i g. 5 betreffen.F i g. 6 schematically shows the course of the input resistance as a function of the collector current in the saturation range in the case of a planar transistor structure according to FIG 2 in comparison to a planar transistor structure according to FIG. 5 concern.

Die Erfindung geht also aus von der Schaltung einer sogenannten »Strombank« gemäß der Fig. 1, wie sie aus der bereits erwähnten DE-OS 19 11 934 bekanntThe invention is therefore based on the circuit of a so-called "current bank" according to FIG. 1, as it does from DE-OS 19 11 934 already mentioned

so war. Diese »Strombank« besteht aus einer Reihe von möglichst gleichartigen Transistorelementen Ti ... Tn, deren Emitter- und Basiszonen parallel geschaltet sind und von denen ein Planartransistorelement 7} zusammen mit einem Stellwiderstand Ru als Referenzspannungsquelle für die übrigen Planartransistorelemente Ti ...Tn dient Unter diesen soll sich eine Planartransistorstruktur befinden, welche beim Betrieb in den Sättigungszustand kommen kann.so was. This "current bank" consists of a number of similar transistor elements Ti ... T n , the emitter and base zones of which are connected in parallel and of which a planar transistor element 7} together with a variable resistor Ru as a reference voltage source for the remaining planar transistor elements Ti ... T n serves Among these there should be a planar transistor structure which can become saturated during operation.

Die Erfindung findet natürlich in gleicher Weise auchThe invention naturally also takes place in the same way

ag ihre Anwendung, wenn weitere oder auch sämtliche der Planartransistorelemente T2... Tn in den Sättigungszustand kommen können. Zur Vereinfachung des Wesens der Erfindung wird aber angenommen, daß nur eine Planartransistorstruktur der Reihe T2... Tn beim Betriebag their application when further or also all of the planar transistor elements T 2 ... T n can come into the saturation state. To simplify the essence of the invention, it is assumed that only one planar transistor structure of the series T 2 ... T n in operation

hr) in den Sättigungszustand kommen kann.h r ) can come into the state of saturation.

Die Lastwiderstände Rl2 ■■■ Rlh bedeuten zu versorgende aktive Schaltungselemente, beispielsweise Transistoren von noch weiteren integrierten Schal-The load resistances Rl2 ■■■ Rlh mean active circuit elements to be supplied, for example transistors of still further integrated circuit

tungseinheiten der monolithisch integrierten Schaltung. Solche Schaltungseinheiten können beispielsweise bistabile Multivibratoren sein. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Verwendung einer Planartransistorstruktur nach der Erfindung insbesondere bei digitalen Schaltungseinheiten vorteilhaft ist, da die Schaltungselemente solcher Schaltungseinheiten besonders häufig in den Sättigungsbereich kommen können. Der Stellwiderstatxl Rl \ des ersten Transistorelervients T\ der Reihe dient zur Einstellung der Spannung der Referenzspannungsquelle, weiche dieser Stellwiderstand mk dem Transisto.-element Ti bildet. In der Schaltung gemäß der Fig. 1 sind noch die Emitterwiderstände Tei ... Γα eingezeichnet, deren Wert im wesentlichen durch das Produkt des Stromverstärkungswertes χ mit kT/le gegeben isi, wenn kein zusätzlicher Emitterwiderstand vorgesehen ist, dessen Wert noch berücksichtigt werden muß. Bei Fehlen eines solchen zusätzlichen Emitterwiderstandes ist der Emitterwiderstand re gegeben durch das Produkt des Stromverstärkungswertes α in Emitterschaltung mit kT/Ie, wobei k die Boltzmann-Konstante, Tdie absolute Temperatur und Ic der Emitterstrom bedeuten. Diese Beziehung ist bekanntprocessing units of the monolithic integrated circuit. Such circuit units can be bistable multivibrators, for example. In this connection it should be noted that the use of a planar transistor structure according to the invention is particularly advantageous in the case of digital circuit units, since the circuit elements of such circuit units can particularly frequently reach the saturation range. The variable resistor Rl \ of the first transistor element T \ in the series is used to adjust the voltage of the reference voltage source, which this variable resistor mk forms the transistor element Ti. In the circuit according to FIG. 1, the emitter resistances Tei ... Γ α are drawn in, the value of which is essentially given by the product of the current gain value χ with kT / le , if no additional emitter resistance is provided, the value of which must still be taken into account . In the absence of such an additional emitter resistance, the emitter resistance r e is given by the product of the current gain value α in the emitter circuit with kT / Ie, where k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature and Ic is the emitter current. This relationship is well known

In einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung können die Transistoren Ti ... Tn in Form von Planartransistorelementen gemäß der F i g. 2 ausgeführt werden. In der Fig.2, welche ausschnittsweise den Schnitt senkrecht zur Oberfläche der Halbleiterplatte einer solchen monolithisch integrierten Halbleiterschaltung zeigt, bedeutet 1 den Halbleitergrundkörper des einen Leitungstyps, auf dem die epitaktische Schicht 2 des anderen Leitungstyps aufgebracht ist, weiche von einer Isolierringzone 3 vom Leitungstyp des Grundkörpers durchdrungen ist Damit entsteht die durch eine pn-Übergangsfläche gegen den Halbleitergrundkörper und die übrigen Halbleiterelemente der Halbleiterschaltung gleichstrommäßig getrennte Kollektorzone 5, in die die Basiszone 8, die Emitterhone 6 und die Kollektorkontiktzone 7 vom Leitungstyp der Kollektorzone eingesetzt sind. Die eingetragenen Leitfähigkeiten sollen lediglich die relativen Bezüge veranschaulichen. Die bei Planarelementen vorhandene Oxidschicht ist fortgelassen. Die Anschlüsse an den Zonen, weiche normalerweise als die Elektroden der Zonen kontaktierende Leitbahnen auf der Oxidschicht angeordnet sind, sind in Form von Drahtenden angedeutetIn a monolithically integrated semiconductor circuit, the transistors Ti ... T n can be in the form of planar transistor elements according to FIG. 2 are executed. In FIG. 2, which shows a section perpendicular to the surface of the semiconductor plate of such a monolithically integrated semiconductor circuit, 1 denotes the semiconductor base body of the one conduction type, on which the epitaxial layer 2 of the other conduction type is applied, soft from an insulating ring zone 3 of the conduction type The base body is penetrated This creates the collector zone 5, separated by a pn junction area from the semiconductor base body and the other semiconductor elements of the semiconductor circuit in terms of direct current, in which the base zone 8, the emitter tubes 6 and the collector contact zone 7 of the conductivity type of the collector zone are inserted. The entered conductivities are only intended to illustrate the relative references. The oxide layer present in planar elements has been omitted. The connections to the zones, which are normally arranged on the oxide layer as interconnects making contact with the electrodes of the zones, are indicated in the form of wire ends

Kommt nun ein als Planartransistorstruktur einer monolithisch integrierten Schaltung nach der Erfindung verwendetes Planartransistu.^element gemäß der F i g. 2 in den Sättigungsbereich, so werden aus der Basiszone 8 Minoritätsladungsträger in die Kollektorzone 5 injiziert da der pn-Obergang zwischen der Basiszone 8 und der Kollektorzone 5 in Flußrichtung kommt Diese Minoritätsladungsträger werden teilweise von dem Grundkörper 1 und teilweise von der Isolierringzone 3 als Kollektor aufgenommen, fließen also über den Grundkörper 1 ab. Die Stromaufteihing der Minoritätsladungsträger richtet sich zunächst einmal nach dem Abstand des injizierenden pn-Übergangs der Basiszone 8 zu dem als Kollektor wirksamen pn-Übergang zwischen der Kollektorzone 5 und der Isolierringzone 3 bzw. dem Grundkörper 1.Now comes a planar transistor structure of a monolithic integrated circuit according to the invention Planar transistor used. ^ element according to FIG. 2 in the saturation region, then minority charge carriers are injected from the base zone 8 into the collector zone 5 since the pn junction between the base zone 8 and the collector zone 5 comes in the direction of flow. This minority charge carrier are partially from the base body 1 and partially from the insulating ring zone 3 as Collector added, so flow over the base body 1 from. The current distribution of the minority charge carriers is initially based on the Distance between the injecting pn junction of the base zone 8 and the pn junction that acts as a collector between the collector zone 5 and the insulating ring zone 3 or the base body 1.

Der größte Minoritätsladungsträgerstrom fließt über die engste Stelle der Kollektorzone 5. Diese Erscheinung kann in einem Ersatzschaltbild gemäß der F i g. 3 durch einen parasitären T.'.jisistor Tp veranschaulicht werden, der parallel zum Eingang (Basiszone gegen Grundkörper) liegt und bei Sättigung der Planartransistorstruktur — im vorliegenden Beispiel mit einer pnp-Struktur — in einen aktiven Bereich kommt In diskret aufgebauten Planartranistoren ist der Eingangswiderstand in gesättigtem Zuiitand ungefähr gleich dem Emitterwiderstand. Bei monolithisch integrierten Halbleiter schaltungen mit einer Planartransistorstruktur gemäß der Fig.2 gilt dies nicht da der parasitäre Transistor Tp die Basiszone der PlanartransistorstrukturThe largest minority charge carrier current flows over the narrowest point of the collector zone 5. This phenomenon can be seen in an equivalent circuit according to FIG. Are exemplified p by a parasitic T 'jisistor T 3, in parallel with the input (base zone towards the base body), and at saturation the Planartransistorstruktur -.. In the present example with a pnp structure - in an active region comes into discrete Planartranistoren is the Input resistance in saturated condition approximately equal to the emitter resistance. In the case of monolithically integrated semiconductor circuits with a planar transistor structure according to FIG. 2, this does not apply since the parasitic transistor T p is the base zone of the planar transistor structure

ίο zum Grundkörper und damit auch den Emitterwiderstand überbrücktίο to the base body and thus also the emitter resistance bridged

Die Planartransistorstruktur gemäß der F i g. 4 einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung nach der Erfindung unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 2The planar transistor structure according to FIG. 4 of a monolithically integrated semiconductor circuit according to the Invention differs from that of FIGS. 2

is lediglich durch die HilfskoUektorzone 9, welche die Basiszone 8 an der freien Oberfläche 11 der epitaktischen Schicht 2 umgibt und mit der Emitterzone 6 elektrisch unmittelbar und vorzugsweise ausschließlich verbunden ist, wie durch den Leiter 10 in der F i g. 4 veranschaulicht ist Dieser Leiter 10 wire" natürlich wie die anderen Verbindungen der monolithischen Halbleiterschaltung wie üblich in Form einer Leitbahn auf der teilweise zur Kontaktierung durchbrochenen Oxidschicht angeordnetis only through the auxiliary coUector zone 9, which the Base zone 8 on the free surface 11 of the epitaxial layer 2 surrounds and with the emitter zone 6 is electrically connected directly and preferably exclusively, as by the conductor 10 in FIG. 4th This conductor 10 wire "illustrated is of course like the other connections of the monolithic semiconductor circuit, as usual, in the form of an interconnect arranged in the partially perforated oxide layer for contacting

Die Anordnung der HilfskoUektorzone 9 erfolgt unter den gleichen Gesichtspunkten, wie in der obengenannten DE-OS 20 16 760 beschrieben wurde. Dabei wird davon ausgegangen, daß diese HilfskoUektorzone 9 mit der Kollektorzone 5 und der Basiszone 8 der Planartransistorstruktur einen parasitären Lateraltransistor bildet Dessen α-Wert ist zunächst einmal um so höher, je geringer der Abstand zwischen den beiden pn-0bergängen der lateralen Transistorstruktur ist Ferner wird der λ-Wert beeinflußt durch die Zwischenschicht 4 vom Leitungstyp der Kollektorzone 5 an der Grenzfläche zwischen dem Grundkorper 1 und der epitaktischen Schicht 2. Diese höher als die Kollektorzone dotierte Zwischenschicht 4 ergibt nämlich ein Driftfeld, welches die Minoritätsladungsträger in der Kollektorzone 5 in Richtung auf die freie Oberfläche 11 der ef-taktischen Schicht 2 beschleunigtThe arrangement of the auxiliary co-uector zone 9 takes place under the same aspects as in the above DE-OS 20 16 760 has been described. It is assumed that this auxiliary coUector zone 9 with the collector zone 5 and the base zone 8 of the planar transistor structure form a parasitic lateral transistor Its α-value is initially higher, the smaller the distance between the two The pn transition of the lateral transistor structure is also the λ value is influenced by the intermediate layer 4 of the conduction type of the collector zone 5 at the interface between the base body 1 and the epitaxial layer 2. This intermediate layer 4 doped higher than the collector zone results in a Drift field, which the minority charge carriers in the collector zone 5 in the direction of the free surface 11 the ef-tactical layer 2 accelerated

Die Wirkungsweise einer Ausbildung nach der Erfindung ergibt sich anhand des Ersatzschaltbildes gemäß der F i g. 5. Im Gegensatz zum Ersatzschaltbild gemäß der Fig.3 ist der Kollektor des parasitären Transistors Tp nicht mit dem Grundkörper, sondern unmittelbar mit dem Emitter verbunden, so daß der Widerstand am Eingang E gegenüber der F i g. 3 durch einen wesentlich größeren Wert, nämlich durch denThe mode of operation of an embodiment according to the invention results from the equivalent circuit diagram according to FIG. 5. In contrast to the equivalent circuit diagram according to FIG. 3, the collector of the parasitic transistor T p is not connected to the base body, but directly to the emitter, so that the resistance at input E compared to FIG. 3 by a much larger value, namely by the

so Emitterwiderstand rc gegeben ist Der Kollektorstrom des parasitären Transistors Tp wird also über denso the emitter resistance r c is given. The collector current of the parasitic transistor T p is thus over the

EmitterwkSerstand der Planartransistorstruktur Tgelei-EmitterwkSerstand the planar transistor structure Tgelei-

tettet

Je höher nun die Stromverstärkung « diesesThe higher the current gain «this

parasitären Lateraltransistor Tp ist desto höher wird der Widerstand über den Eingang E, da weniger Strom in den Grundkörper abfließen kann. Bei der monolithisch integrierten Halbleiterschaltung nach der Erfindung fällt nämlich Jer Eingangswiderstand Re der Planartransistorstruktur bei Übersteuerung in den Sättigungsbereich gemäß der gestrichelten Kurve in F i g. 6 von dem Wert β ·re auf den Wert rft während bei Verwendung eines normalen Planartransistorelements gemäß der F i g. 2 sich ein Abfall auf wesentlich kleinereparasitic lateral transistor T p , the higher the resistance via input E, since less current can flow into the base body. In the monolithically integrated semiconductor circuit according to the invention, the input resistance Re of the planar transistor structure falls into the saturation range according to the dashed curve in FIG. 6 from the value β · r e to the value r ft while using a normal planar transistor element according to FIG. 2 a drop to much smaller ones

o·) Werte gemäß der durc/igezogcnen Kurve in der F i g. 6 ergibt. Bei einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung gemäß der Erfindung ist also die Gefahr des Zusammenbruchs der Referenzspannung selbst beio ·) Values according to the solid curve in FIG. 6th results. In a monolithically integrated semiconductor circuit according to the invention, the risk of Collapse of the reference voltage itself

mehreren als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorstrukturen vermieden, wenn diese in der angegebenen Weise geschaltet sind.several planar transistor structures used as a constant current source avoided if these are switched in the specified manner.

Eine solche Gefahr wäre insbesondere bei solchen Schaltstufen der integrierten Halbleiterschaltung gegeben, welche anstelle der Lastwiderstände Ri. liegen und zeitweise abgeschaltet sind. Aufgrund des damit zu groß werdenden Ri. besteht Gefahr, daß die als stromquelle verwendete Planartransiistorstrul Sättigungsbereich kommt und die Stabilisierui Durch Anwendung der Erfindung könnei Schaltungen in monolithisch integrierter Fo realisiert werden bzw. werden erst möglich.Such a risk would exist in particular in the case of switching stages of the integrated semiconductor circuit which are located instead of the load resistors Ri and are temporarily switched off. Due to the thus becoming too large Ri., There is a risk that the power source used is as Planartransiistorstrul saturation region and the Stabilisierui be realized by applying the invention könnei circuits in monolithic integrated or Fo are possible.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Monolithisch integrierte Halbleiterschaltung mit einer als Konstantstromquelle verwendeten Planartransistorstruktur, einer Reihe von weiteren als Konstantstromquellen verwendeten Planartransistorelementen, deren Emitter- und Basiszonen parallel geschaltet sind und von denen ein Planartransistorelement zusammen mit einem Stellwiderstand als Referenzspannungsquelle für die übrigen Planartransistorelemente und die Planartransistorstruktur dient, wobei die Planartransistorstruktur in einer epitaktischen Halbleiterschicht des einen Leitungstyps auf einem Halbleitergrundkörper des anderen Leitungstyps angeordnet und von einer die epitaktische Halbleiterschicht durchdringenden Isolierzone vom Leitungstyp des Grundkörpers umgeben ist und bei Betrieb in den Sättigungszustand kommen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszone (8) der Planartransistorstruktur an der freien Oberfläche (11) der epitaktischen Halbleiterschicht (2) von einer Hilfskollektorzone (9) vom Leitungstyp der Basiszone (8) umgeben ist und daß die Hilfskollektorzone (9) elektrisch unmittelbar mit der Emitterzone (6) der Planartransistorstruktur verbunden ist1. Monolithically integrated semiconductor circuit with one used as a constant current source Planar transistor structure, a number of other planar transistor elements used as constant current sources, whose emitter and base zones are connected in parallel and one of which is a planar transistor element together with a variable resistor as a reference voltage source for the remaining planar transistor elements and the planar transistor structure serves, the planar transistor structure in an epitaxial semiconductor layer of the one conduction type arranged on a semiconductor base body of the other conduction type and of an insulating zone of the conductivity type of the base body which penetrates the epitaxial semiconductor layer is surrounded and can reach the state of saturation during operation, characterized in that that the base zone (8) of the planar transistor structure on the free surface (11) of the epitaxial semiconductor layer (2) from an auxiliary collector zone (9) of the conductivity type of the base zone (8) is surrounded and that the auxiliary collector zone (9) is electrically connected directly to the emitter zone (6) of the Planar transistor structure is connected 2. Monolithisch integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskollektorzone (9) ausschließlich mit der Emitterzone (6) der Planartransistorstruktur elektrisch verbunden ist2. Monolithic integrated circuit according to claim 1, characterized in that the auxiliary collector zone (9) electrically connected exclusively to the emitter zone (6) of the planar transistor structure is
DE2118213A 1971-04-15 1971-04-15 Monolithically integrated semiconductor circuit Expired DE2118213C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2118213A DE2118213C3 (en) 1971-04-15 1971-04-15 Monolithically integrated semiconductor circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2118213A DE2118213C3 (en) 1971-04-15 1971-04-15 Monolithically integrated semiconductor circuit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2118213A1 DE2118213A1 (en) 1972-10-26
DE2118213B2 DE2118213B2 (en) 1977-12-08
DE2118213C3 true DE2118213C3 (en) 1978-08-17

Family

ID=5804750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2118213A Expired DE2118213C3 (en) 1971-04-15 1971-04-15 Monolithically integrated semiconductor circuit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2118213C3 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3247006A1 (en) * 1982-12-18 1984-06-20 Telefunken electronic GmbH, 6000 Frankfurt Integrated transistor device
DE4032831C2 (en) * 1990-10-16 1996-07-18 Siemens Ag Transistor arrangement for bipolar integrated semiconductor circuits

Also Published As

Publication number Publication date
DE2118213B2 (en) 1977-12-08
DE2118213A1 (en) 1972-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1439922B2 (en) SWITCHABLE SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH A PNPN OR AN NPNP SEMICONDUCTOR BODY
DE2509530C2 (en) Semiconductor arrangement for the basic building blocks of a highly integrable logic semiconductor circuit concept based on multiple collector reversing transistors
DE2159592C3 (en) Integrated semiconductor device
DE1943302A1 (en) Integrated circuit arrangement
DE2657293C3 (en) Electrical circuit arrangement in transistor-transistor logic circuit (TTL)
DE2852200C2 (en)
DE2629468A1 (en) TEMPERATURE COMPENSATED OSCILLATOR
DE2118213C3 (en) Monolithically integrated semiconductor circuit
DE3226673A1 (en) CAPACITY VARIATION DEVICE
DE3017750C2 (en) Semiconductor component of the planar-epitaxial type with at least one bipolar power transistor
DE1762435B2 (en) HIGH GAIN INTEGRATED AMPLIFIER CIRCUIT WITH A MOS FIELD EFFECT TRANSISTOR
DE2653484A1 (en) INTEGRATED CONSTANT RESISTOR
DE3602551C2 (en) Operational amplifier
DE1212221B (en) Semiconductor component with a disk-shaped semiconductor body and two non-blocking base electrodes
DE69005649T2 (en) Voltage generator circuit.
DE2263075C3 (en) Electrical power supply for a monolithically integrated semiconductor arrangement
DE2929869A1 (en) MONOLITHICALLY INTEGRATED CMOS CIRCUIT
DE2851825C2 (en) Integrated semiconductor circuit with MIS field effect transistors
EP0119655A2 (en) Level adaptation circuit
DE2602520A1 (en) LINEAR OUTPUT AMPLIFIER FOR CHARGE-COUPLED ELEMENTS
DE2851496A1 (en) CURRENT MIRROR AMPLIFIER WITH PROGRAMMABLE CURRENT AMPLIFIER
DE2126303A1 (en) Variable gain field effect transistor having an insulated gate electrode
DE2946192C2 (en) Frequency divider
DE2756535A1 (en) DEVICE FOR COUPLING TRANSISTORS OPERATING IN THE I HOCH 2 L TECHNOLOGY WITH A TRANSISTOR SET TO HIGHER QUIET CURRENT
DE1948178A1 (en) Temperature-stable monolithic circuit of a reference voltage source, especially for monolithic logic semiconductor circuits

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee