DE1164480B

DE1164480B - Aus einer npn- oder pnp-Mehrfachhalbleiter-anordnung aufgebautes logisches Schaltelement

Info

Publication number: DE1164480B
Application number: DES82575A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Abutorab Bayati; Dipl-Ing Frieder Heintz; Dipl-Ing Hans Lenhardt; Dipl-Ing Heinrich Hoenerloh
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-11-26
Filing date: 1962-11-26
Publication date: 1964-03-05
Also published as: DE1164480C2

Description

Aus einer npn- oder pnp-Mehrfachhalbleiteranordnung aufgebautes logisches Schaltelement Die Erfindung betrifft ein aus einer npn- oder pnp-Mehrfachhalbleiteranordnung aufgebautes logisches Schaltelement, dessen Ausgang nur dann keine »Eins« besitzt, wenn alle Eingänge je mit einer »Eins« belegt sind, und bei dem auf einem mehreren Systemen gemeinsamen Kollektorblock eine Basiselektrode vorgesehen ist, in die mehrere Emitterelektroden eindiffundiert sind, die mit den Eingängen verbunden sind.
Ein derartiges logisches Schalteleinent ist bereits bekanntgeworden und schaltungsmäßig in F i g. 1 dargestellt. In den dargestelltenAusführungsbeispielen wird auf ein logisches Schaltelement aus einer npn-Mehrfachhalbleiteranordnung mit drei Eingängen und einem Ausgang Bezug genommen, es kann je- doch auch eine andere Anzahl von Eingängen und eine pnp-Mehrfachhalbleiteranordnung Anwendung finden.
In F i g. 1 sind mit EA, EB, EC die Eingänge und mit AX der Ausgang des logischen Elementes Tm bezeichnet. Die Eingänge des logischen Schaltelementes Tm werden über die Invertertransistoren Tj, T2 und T" gesteuert, die ihrerseits je zu einem logischen Schalteleinent gehören. Die Invertertransistoren T" T2, T, und X (F i g. 1 und 2) besitzen eine »Eins« oder eine »Null«, wenn sie gesperrt oder leitend sind. Die Anschlüsse 1, 2 und 3 sind daher die Ausgänge der logischen Schaltelemente wie bei Tm.
Die Transistorsysteme a, b, c sind zu einem Schaltelement Tm in der in F i g. 3 dargestellten Weise vereinigt. Die Basis- und Kollektorelektroden der Systeme a, b, c sind miteinander verbunden. Die Kollektorelektrode ist an die Basiselektrode eines nachfolgenden Invertertransistors X angeschlossen, an dessen Kolektorelektrode die Ausgangsklemme AX angeschlossen ist.
Das bekannte Schaltelement Tm besteht, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einem Kollektorblock K aus ii-leitendem Siliziummaterial. Die gemeinsame Basiselektrode B vom p-Typ ist in den Kollektorblock K eindiffundiert. Die Emitterelektroden vom n-Typ EI, E." E. sind dann in die Basiselektrode eindiffundiert und mit Kontakten k, k2, k. versehen. k4 ist der gemeinsame Basiskontakt, während k. der gemeinsame Kollektorkontakt ist. Zur Herstellung des logischen Schaltelementes Tm wird von der Mesa-, vorzugsweise der Planartechnik Gebrauch gemacht. Diese beiden Techniken können auch in Verbindung mit der Epitaxietechnik Verwendung finden.
Die Kontaktierung des aus Gründen der Spannungsfestigkeit hochohmigen Kollektorblocks K bereitet bei der bekannten Anordnung große Schwierigkeiten.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Emitterelektrode mit der Basis eines in bekannter Weise nachgeschalteten npn-Transistors verbunden ist, dessen Kollektorelektrode den Ausgang des Elementes darstellt. Eine Kontaktierung des Kollektorblockes kann dann entfallen, da dieser nicht mit der äußeren Schaltung verbunden werden muß, wie dies bei der bekannten Anordnung der Fall ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schaltungsmäßig in F i g. 2 und in seinem mechanischen Aufbau schematisch in F i g. 4 dargestellt. In F i g. 2 sind die Eingänge des logischen Schaltelementes mit EA, EB, EC bezeichnet. An Stelle der dargestellten drei Eingänge EA, EB, EC können auch mehr oder weniger Eingänge Anwendung finden. In gleicher Weise wie bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung können den Eingängen EA, EB, EC weitere Transistoren T" T2, T, vorgeschaltet sein. In F i g. 2 sind vier npn-Transistorsysteme a, b, c, d zu einem Element Tv zusammengefaßt. Die Emitterelektrode der Systeme a, b, c sind zu den Eingängen EA, EB, EC geführt, die Basis- und Kollektorelektroden sind parallel geschaltet. Die Emitterelektrode des Systems d steuert die Basiselektrode eines Invertertransistors X, an dessen Kollektorelektrode der Ausgang AX angeschlossen ist. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist der Aufbau wie bei F i g. 3 mit dem Unterschied, daß man hier einen Emitter mehr eindiffundieren muß, dafür aber der Kollektorblock nicht kontaktiert zu werden braucht. Die Emitterelektroden E" . . . Ed sind zu den Klemmen ka ... kj geführt, während die Basiselektrode an der Klemme KN angeschlossen ist. Mit 0 ist eine Siliziumoxydschutzschicht bezeichnet. Die in F i g. 4 dargestellte Anordnung hat den Vorteil, daß eine Kontaktierung der Kollektorelektrode fortfällt. Ferner ist günstig, daß sämtliche, Elektrodenanschlüsse auf einer Seite des Elementes TN angebracht werden können. Die Anbringung der zusätzlichen Emitterelektrode für das System d stellt keinen Mehraufwand dar, da die Herstellung sehr einfach in der bekannten Maskentechrlik erfolgen kann.

Claims

Patentanspruch: Aus einer npn- oder pnp-Mehrfachhalbleiteranordnung aufgebautes logisches Schaltelement, dessen Ausgang nur dann keine »Eins« besitzt, wenn alle Eingänge jeweils mit einer »Eins« belegt sind, und bei dem auf einem mehreren Systemen gemeinsamen Kollektorblock eine Basiselektrode vorgesehen ist, in die mehrere Emitterelektroden eindiffundiert sind, die mit den Eingängen verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine Emitterelektrode mit der Basis eines in bekannter Weise nachgeschalteten npn-Transistors verbunden ist, dessen Kollektorelektrode den Ausgang des Elementes darstellt.