DE1274738B - Integrierte Halbleiterschaltung zum Nachbilden einer Induktivitaet - Google Patents
Integrierte Halbleiterschaltung zum Nachbilden einer InduktivitaetInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1274 738
Aktenzeichen: P 12 74 738.5-33 (R 39462)
Anmeldetag: 15. Dezember 1964
Auslegetag: 8. August 1968
Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung zum Nachbilden einer Induktivität mit
einem aktiven Halbleiterelement, ζ. Β. einem Transistor, sowie mit einem .RC-Phasenschiebernetzwerk,
das mit der Steuerelektrode des Halbleiterelements gekoppelt ist.
Bei vielen Schaltungsanordnungen, wie z. B. Oszillatoren oder frequenzselektiven Verstärkern,
müssen im Abstimm- oder Frequenzwählerkreis Induktivitäten vorgesehen werden. Will man derartige
Anordnungen als integrierte Schaltungen aufbauen, so ergibt sich das Problem, in welcher Form man die
erforderlichen induktiven Schaltungskomponenten bereitstellen soll. Während es nämlich nach dem derzeitigen
Stand der Technik ohne weiteres möglich ist, aktive Komponenten, wie Transistoren oder Dioden
sowie ohmsche Widerstände und Kapazitäten, in äußerst winzigen Plättchen oder Stückchen aus Halbleitermaterial
integriert auszubilden, lassen sich induktive Komponenten mit Hilfe der einschlägigen
technologischen Verfahrensweisen nicht im gleichen Halbleiterplättchen herstellen. Darüber hinaus ist die
Herstellung von Induktivitäten mit brauchbaren Werten in den gewünschten Miniaturgrößen mittels
der derzeit bekannten Methoden sehr schwierig.
Es ist bekannt, ein spannungsgesteuertes RC-Phasenschiebernetzwerk
für die Verwendung in einem Frequenzmodulator oder Phasenschieberoszillator mit integrierten Halbleiterbauelementen
aufzubauen. Bei dieser bekannten Anordnung, die besonders für Fernmeßzwecke geeignet ist, besteht
das phasenschiebende Netzwerk aus zwei steuerbaren ohmschen Widerständen in Form zweier Unipolartransistoren
sowie aus zwei Kapazitäten, von denen die eine, da sie ziemlich hoch kapazitiv sein muß,
zweckmäßigerweise als von der integrierten Schaltung getrenntes Bauelement ausgebildet ist. Das
Phasenschiebernetzwerk ist an die Steuerelektrode eines weiteren Unipolartransistors, der als aktives
Bauelement dient, angekoppelt. Wie ohne weiteres ersichtlich, ist die Anordnung ziemlich kompliziert,
und sie kommt wegen der für den einen Kondensator erforderlichen hohen Kapazität in der Regel
auch nicht ohne getrennte Schaltungskomponenten aus, d. h., sie läßt sich im allgemeinen nicht in vollintegrierter
Form ausführen.
Die Erfindung hat es sich demgegenüber zur Aufgabe gemacht, eine einfache, einen induktiven Widerstand
nachbildende Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der als Phasenschiebernetzwerk lediglich ein
ohmsches und ein kapazitives Element dienen, die in vollintegrierter Schaltungsweise zusammen mit dem
Integrierte Halbleiterschaltung zum Nachbilden
einer Induktivität
einer Induktivität
Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
8000 München 23, Dunantstr. 6
Als Erfinder benannt:
Michael Ervin Sekely, Belle Mead, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1963 (331271)
aktiven Bauelement auf oder in einem einzigen Block aus Halbleitermaterial ausgebildet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einer integrierten Halbleiterschaltung der eingangs genannten Art mit einem Eingangsklemmenpaar die Hauptelektroden des Halbleiterelements und die aus der steuerbaren ohmschen Komponente und der kapazitiven Komponente des Phasen-Schiebernetzwerkes bestehende Reihenschaltung verbunden sind und daß der Verbindungspunkt zwischen ohmscher Komponente und kapazitiver Komponente des Phasenschiebernetzwerkes mit der Steuerelektrode des aktiven Halbleiterelements verbunden ist. Will man den induktiven Widerstand der so gebildeten Induktivität steuerbar gestalten, so kann man mit der Steuerelektrode der ohmschen Komponente eine Regelspannungsquelle verbinden. Man kann aber auch die Steuerelektrode der ohmsehen Komponente mit dem Verbindungspunkt zwischen ohmscher Komponente und kapazitiver Komponente verbinden, in welchem Fall der induktive Widerstand fest, also nicht steuerbar ist. Besonders einfach wird die Anordnung, wenn man sowohl für das aktive Halbleiterelement als auch für die ohmsche Komponente des Phasenschiebernetzwerkes je einen Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode, und zwar für die ohmsche Komponente den zwischen den beiden Hauptelektroden des betreffenden Feldeffekttransistors liegenden Teil des Halbleiterkörpers der integrierten Schaltung verwendet, wobei die Ausgangselektroden der beiden FeId-
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einer integrierten Halbleiterschaltung der eingangs genannten Art mit einem Eingangsklemmenpaar die Hauptelektroden des Halbleiterelements und die aus der steuerbaren ohmschen Komponente und der kapazitiven Komponente des Phasen-Schiebernetzwerkes bestehende Reihenschaltung verbunden sind und daß der Verbindungspunkt zwischen ohmscher Komponente und kapazitiver Komponente des Phasenschiebernetzwerkes mit der Steuerelektrode des aktiven Halbleiterelements verbunden ist. Will man den induktiven Widerstand der so gebildeten Induktivität steuerbar gestalten, so kann man mit der Steuerelektrode der ohmschen Komponente eine Regelspannungsquelle verbinden. Man kann aber auch die Steuerelektrode der ohmsehen Komponente mit dem Verbindungspunkt zwischen ohmscher Komponente und kapazitiver Komponente verbinden, in welchem Fall der induktive Widerstand fest, also nicht steuerbar ist. Besonders einfach wird die Anordnung, wenn man sowohl für das aktive Halbleiterelement als auch für die ohmsche Komponente des Phasenschiebernetzwerkes je einen Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode, und zwar für die ohmsche Komponente den zwischen den beiden Hauptelektroden des betreffenden Feldeffekttransistors liegenden Teil des Halbleiterkörpers der integrierten Schaltung verwendet, wobei die Ausgangselektroden der beiden FeId-
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effekttransistoren gemeinsam ausgebildet sein können.
Verzichtet man auf die Steuerbarkeit des induktiven Widerstandes, so können in diesem Fall auch
die Steuerelektroden der beiden Feldeffekttransistoren gemeinsam ausgebildet sein. Legt man dagegen
an die getrennt ausgebildete Steuerelektrode des »ohmschen« Feldeffekttransistors eine entsprechende
Regelspannung, so erhält man wiederum eine steuerbare Induktivität.
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines für die Schaltung nach der Erfindung geeigneten Feldeffekttransistors,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in
Fig. 3 das Schaltsymbol eines Feldeffekttransistors
mit isolierter Steuerelektrode,
F i g. 4 ein Ausgangs-Strom-Spannungs-Diagramm für verschiedene Spannungen an der Steuerelektrode
des Transistors nach F i g. 1,
F i g. 5 das Schaltschema einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 das Schema einer anderen Ausführungsform des Phasenschiebernetzwerkes in F i g. 5,
F i g. 7 einen schematischen Grundriß der Halbleiterschaltung nach F i g. 5,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in F i g. 7 und
F i g. 9 einen schematischen Grandriß einer Halbleiterschaltung ähnlich der nach Fig. 7 mit dem
Phasenschiebernetzwerk nach F i g. 6.
Der in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Feldeffekttransistor besteht aus einem Halbleitermaterialblock 12.
Der entweder einkristalline oder polykristalline Block 12 kann aus irgendeinem der für die Transistorherstellung
verwendeten Halbleitermaterialien gefertigt sein. Beispielsweise kann man den Block
12 aus nahezu eigenleitendem Silizium, z. B. aus schwach dotiertem p-Silizium mit einem spezifischen
Widerstand von 100 Ohm · cm, herstellen.
Bei der Herstellung des Bauelementes geht man so vor, daß man zunächst stark dotiertes Siliziumdioxyd
auf die Oberfläche des Siliziumblockes 12 aufbringt. Das Siliziumdioxyd ist mit Störstellenmaterial vom
η-Typ dotiert. Mit Hilfe eines photolithographischen Verfahrens oder einer anderen geeigneten Verfahrensweise
wird sodann das Siliziumdioxyd in dem Bereich, wo die Steuerelektrode gebildet werden soll,
sowie ringsum an den Außenrändern des Siliziumplättchens entfernt. Auf den Flächenbereichen, wo
die Zonen der Hauptelektroden gebildet werden sollen, bleibt die aufgebrachte Siliziumdioxydschicht
unberührt.
Anschließend wird der Block 12 in einer geeigneten Atmosphäre, beispielsweise in Wasserdampf,
erhitzt, so daß die frei liegenden Siliziumbereiche unter Bildung aufgewachsener Siliziumdioxydschichten
oxydieren, wie durch die hellpunktierten Flächenbereiche in Fig. 1 angedeutet. Während dieses Erhitzungsvorganges
diffundiert das Störstellenmaterial aus der aufgebrachten Siliziumdioxydschicht unter
Bildung der Zonen der Hauptelektroden in den Siliziumblock 12. In Fig. 2 sind die Zonen der
Hauptelektroden mit S bzw. D bezeichnet.
Mit Hilfe eines weiteren photolithographischen Verfahrensschrittes wird sodann die aufgebrachte
Siliziumdioxydschicht über einem Teil der eindiffundierten Zonen der Hauptelektroden entfernt. Durch
Aufdampfen eines Leitermaterials mit Hilfe einer Aufdampfmaske werden Elektroden für die Stromeingangs-,
die Stromausgangs- und die Steuerzone gebildet. Als Leitermaterial kann man z. B. Chrom und
Gold in der genannten Reihenfolge oder auch andere geeignete Metalle verwenden.
Das fertige Plättchen ist in F i g. 1 gezeigt, wobei der hellpunktierte Bereich zwischen der Außenumgrenzung
und der ersten dunklen Zone 14 aufgewachsenes Siliziumdioxyd ist. Der weiße Bereich
16 ist die der Stromeingangselektrode entsprechende metallische Elektrode. Die dunklen oder stärker
punktierten Zonen 14 und 18 sind Schichten aus aufgebrachtem Siliziumdioxyd, die einen Teil der eindiffundierten
Stromeingangszone überlagern. Die dunkle Zone 20 ist ebenfalls eine Schicht aus aufgebrachtem
Siliziumdioxyd, die einen Teil der eindiffundierten Stromausgangszone überlagert. Die
weißen Bereiche 22 und 24 sind die der Steuerelektrode bzw. der Stromausgangselektrode entsprechenden
metallischen Elektroden. Der punktierte Bereich 28 ist eine Schicht aus aufgewachsenem Siliziumdioxyd,
die teilweise von der Steuerelektrode 22 überlagert wird und diese vom Siliziumblock 12 sowie
von den Hauptelektroden isoliert, wie in F i g. 2 gezeigt.
Das Siliziumplättchen wird auf einer leitenden Unterlage oder einem Systemträger 26 montiert, wie
in F i g. 2 gezeigt. Die Schicht aus aufgewachsenem Siliziumdioxyd 28, auf der die Steuerelektrode 22
angebracht ist, überlagert eine Inversionsschicht oder einen stromführenden Kanal C, der die beiden Hauptelektroden
miteinander verbindet. Gewünschtenfalls kann die Steuerelektrode sich mit der Schicht 18
aus aufgebrachtem Siliziumdioxyd überlappen.
F i g. 3 zeigt das Schaltsymbol des Feldeffektransistors
mit isolierter Steuerelektrode nach Fig. 1 und 2. Man sieht die verschiedenen Elektroden, und
zwar die Steuerelektrode G, die-Stromausgangselektrode D, die Stromeingangselektrode S sowie die dem
Halbleiterblock entsprechende Blockelektrode Su. Zu
beachten ist, daß die Elektroden D und S je nach der Polarität der zwischen ihnen angelegten Vorspannung
entweder als Stromeingang oder als Stromausgang arbeiten. Das heißt, diejenige der beiden Elektroden,
die gegenüber der anderen positiv vorgespannt ist, arbeitet jeweils als Stromausgang, während
die jeweils andere Elektrode als Stromeingang arbeitet.
Die beiden Hauptelektroden sind durch den stromführenden Kanal C untereinander verbunden. Die
Majoritätsstromträger (im vorliegenden Fall Elektronen) fließen in dieser dünnen Kanalzone dicht
an der Oberfläche von der Eingangselektrode zur Ausgangselektrode. Der stromführende Kanal C ist in
F i g. 2 durch die gestrichelten Linien angedeutet.
Im Diagramm nach F i g. 4 zeigt die Kurvenschar 30 bis 39 die Ausgangs-Strom-Spannungs-Kennlinien
des Transistors nach F i g. 1 für verschiedene Werte der Steuerelektrodenspannung. Ein Merkmal des
Feldeffekttransistors mit isolierter Steuerelektrode besteht darin, daß die Nullvorspannungskennlinie so
gewählt werden kann, daß sie einer beliebigen der Kurven 30 bis 39 entspricht. In F i g. 4 entspricht die
Kurve 37 der Nullvorspannungskennlinie, d. h. der Kennlinie für die Spannung Null zwischen Steuerelektrode
und Stromeingangselektrode. Die Kurven 38 und 39 entsprechen positiven, die Kurven 30 bis
36 negativen Spannungen zwischen den besagten Elektroden.
Die Bestimmung der Lage der Nullvorspannungskennlinie nach Wahl erfolgt während der Herstellung
des Transistors, und zwar z. B. durch entsprechendes Kontrollieren der Dotierung des Kanals C und der
Zeitdauer und/oder der Temperatur des Verfahrensschrittes des Aufwachsens der Siliziiimdioxydschicht
28 (Fig. 1 und 2).
Der Transistor nach F i g. 1 ist ein Transistor vom Verarmungstyp und hat eine dem Kanal C in F i g. 2
entsprechende Inversionsschicht. Eine andere Ausführung, der Transistor vom Anreicherungstyp,
hat eine der Strom-Spannungs-Charakteristik nach F i g. 4 ähnliche Ausgangs-Strom-Spannungs-Charakteristik,
wobei jedoch die Null Vorspannungskennlinie der Kurve 30 in F i g. 4 entspricht. Die Oberfläche
eines p-leitenden Siliziumplättchens, wie im Zusammenhang
mit F i g. 1 beschrieben, hat die Neigung, bei der normalen Behandlung im Zuge der Herstellung
des Transistors η-leitend zu werden. Um einen Transistor vom Anreicherungstyp zu erhalten, muß
man dafür sorgen, daß nach der Fertigstellung des Transistors die endgültige Oberfläche p-leitend bleibt.
Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man in die Kanaloberfläche des p-leitenden Siliziumplättchens
eine dünne Schicht aus Bor eindiffundiert. Das Bor wird später durch Diffusion in das Plättchen teilweise
wieder entfernt und durch Absorption in eine Oxydschicht an der Oberfläche übergeleitet; jedoch
bleibt nach der Fertigstellung des Transistors immer noch so viel Bor übrig, daß die Oberfläche p-leitend
bleibt.
F i g. 5 zeigt eine Halbleiterschaltung nach der Erfindung. Zwischen die Eingangsklemmen α und b
ist eine Wechselstromquelle 40 gekoppelt. Die Eingangsklemme b liegt an einem Punkt festen Bezugspotentials, hier gezeigt als Masse. Ein Feldeffekttransistor
50 von der in F i g. 1 und 2 gezeigten Art mit Ausgangselektrode 54, Eingangselektrode 56 und
Steuerelektrode 58 ist zwischen die Eingangsklemmen α und b so geschaltet, daß sein Stromweg 55
über die Wechselstromquelle 40 gekoppelt ist.
Ein weiterer, dem Transistor 50 ähnlicher Feldeffekttransistor 52 hat seine Ausgangselektrode 60,
Eingangselektrode 62 und Steuerelektrode 64 auf dem Halbleiterblock 65 ausgebildet, der zugleich
auch den Block des ersten Feldeffekttransistors 50 bildet. Der Stromweg 67 des Transistors 52 (mit dem
Widerstand R) liegt in Reihe mit einem Kondensator
66 und bildet zusammen mit diesem ein Phasenschiebernetzwerk 69. Die Reihenschaltung 69 liegt
auch zwischen den beiden Eingangsklemmen α und b. Die Steuerelektroden 58 und 64 der beiden Feldeffekttransistoren
50 bzw. 52 sind jeweils an den Verbindungspunkt des Kondensators 66 mit dem Stromweg 67 angeschlossen. Während nach dem
Schaltbild der für das Phasenschiebernetzwerk 69 benötigte ohmsche Widerstand R durch den Stromweg
67 gebildet wird, kann man den erforderlichen Widerstand R auch auf andere Weise bereitstellen, beispielsweise
in Form einer eindiffundierten η-Zone, die vom übrigen Teil der Schaltung entsprechend isoliert
ist, oder in Form eines auf das Siliziumdioxyd aufgedampften Widerstandes. Die Verwendung eines
Feldeffekttransistors mit isolierter Steuerelektrode im Phasenschiebernetzwerk bietet jedoch den Vorteil,
daß ein größerer dynamischer Widerstandsbereich erhalten wird und das Herstellungsverfahren sich
sehr vereinfacht, da der Widerstand und das aktive Bauelement gleichzeitig hergestellt werden
können.
Während beide Transistoren 50 und 52, wie oben erwähnt, vom Verarmungstyp sein können, kann man
für den Transistor 52 auch den Anreicherungstyp wählen, wodurch die Arbeitsweise der Schaltung
wegen des diesem Transistortyp eigenen größeren Widerstandes sich verbessert. Der Transistor 50 sollte
jedoch wegen der dem Transistor vom Verarmungstyp eigenen höheren Transkonduktanz (Leitwert des
Stromweges zwischen Eingang und Ausgang) und des daraus sich ergebenden höheren Verstärkungsgrades
vom Verarmungstyp sein.
Im Betrieb der Anordnung wird eine Signalspannung V1 an den Stromweg 55 zwischen den Hauptelektroden
des Transistors 50 sowie an das Phasenschiebernetzwerk 69 gelegt. Der Widerstandswert R
des Stromweges 67 zwischen den Hauptelektroden des Feldeffekttransistors 52 entspricht dessen Nullvorspannungskennlinie,
so daß die am Kondensator 66 auftretende Spannung V2 gegenüber der Eingangssignalspannung
V1 phasenverschoben ist. Die am Kondensator 66 entwickelte Spannung V2 gelangt zur
Steuerelektrode 58 des Transistors 50. Die Spannung v2 moduliert den Widerstand des Stromweges 55
zwischen den Hauptelektroden. Da die Spannung v2 außer Phase mit der Signalspannung V1 ist, bewirkt
der die Strecke 55 durchfließende Strom (der im wesentlichen in Phase mit V2 ist), daß der Nettostromfluß
aus der Signalquelle 40 gegenüber der Eingangssignalspannung V1 um einen Winkel, der annähernd
90° betragen kann, phasenverschoben ist. Der Strom aus der Signalquelle 40 eilt der Signalspannung
V1 nach, so daß die Schaltungsanordnung mit den beiden Transistoren 50 und 52 sich ähnlich
wie eine Induktivität verhält.
Während in F i g. 5 als aktive Bauelemente Feldeffekttransistoren mit isolierter Steuerelektrode dienen,
kann man statt dessen auch andere Arten von Halbleiter-Bauelementen, beispielsweise Bipolartransistoren,
verwenden. Allerdings ist für die Zwecke der vorliegenden Schaltungsanordnung der verhältnismäßig
kleine Eingangswiderstand der üblichen bipolaren Transistoren unerwünscht.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform des
Phasenschiebernetzwerkes 69 der Anordnung nach F i g. 5. Für die in F i g. 5 bereits vorhandenen Schaltungselemente
sind in F i g. 6 Bezugsnummern mit Strichindizes verwendet. Das Phasenschiebernetzwerk
69' enthält einen dem Transistor 52 in F i g. 5 entsprechenden Transistor 52'. Jedoch ist die Steuerelektrode
64' des Transistors 52' mit einer veränderlichen Steuerspannungsquelle 70, beispielsweise einer
Batterie oder einer anderen geeigneten Spannungsquelle, verbunden. Die Steuerspannungsquelle ist dabei
an eine Klemme/ angeschlossen und liegt zwischen der Steuerelektrode 64' und Masse.
Die Klemme / kann ein äußerer Anschluß der Schaltung sein oder aber, wenn die Steuerspannung z. B.
einem weiteren, im gleichen Halbleiterplättchen ausgebildeten Transistor entnommen wird, kann die
Verbindung zwischen der Steuerspannungsquelle 70 und der Steuerelektrode 64' in der Anordnung selbst
ausgebildet sein. Die Klemmen d, b' und g' entsprechen
den Klemmen a, b bzw. g in F i g. 5, wo die Klemme g den Verbindungspunkt der Stromeingangs-
elektrode 62 des Transistors 52 und der Steuerelektrode 58 des Transistors 50 darstellt.
Die an die Steuerelektrode 64' des Transistors 52' gelegte Steuerspannung bestimmt bzw. steuert den
Widerstand des Kanals 67' entsprechend dem Diagramm nach F i g. 4. Der Induktivitätswert der Schaltung
ist eine direkte Funktion des Wertes des ohmschen Widerstandes der Strecke 67' zwischen den
Hauptelektroden (L ^
C ??
, wobei C die Kapazität
des Kondensators 66', gm die Transkonduktanz des
Transistors 50 und R der ohmsche Widerstand der Strecke 67' ist). Durch Verändern der Spannung an
der Steuerelektrode 64' und somit des Widerstandes R erhält man auf diese Weise eine veränderliehe
oder steuerbare elektronische Induktivität.
Fig. 7 zeigt schematisch die konstruktive Ausbildung
der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 5 für den Fall, daß diese als integrierte Schaltung
auf einem Plättchen aus Halbleitermaterial, hier als »Block« bezeichnet, ausgebildet ist.
In Fig. 7 entsprechen die Klemmen a" und b"
den Klemmen α bzw. b in F i g. 5. Die Elektrode 56" entspricht der Stromeingangselektrode 56 des Transistors
50, und die Elektrode 58" entspricht der Steuerelektrode 58 des Transistors 50. Die Elektrode
54" entspricht den beiden Stromausgangselektroden 54 und 60 der Transistoren 50 bzw. 52. Die Elektrode
56" entspricht der Stromeingangselektrode 62,
und die Elektrode 64" entspricht der Steuerelektrode 64 des Feldeffekttransistors 52. Die Elektroden 58"
und 62" sind durch eine äußere metallische Verbindung c" zusammengeschaltet.
F i g. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Fig.7. Der Halbleiterblock80 kann aus nahezu
eigenleitendem Silizium, beispielsweise schwach dotiertem p-Silizium mit einem spezifischen Widerstand
von 100 Ohm · cm, bestehen. Auf die Oberfläche des Blockes 80 ist stark dotiertes Siliziumdioxyd aufgebracht.
Das Siliziumdioxyd ist mit Dotierungsmaterial vom η-Typ versehen. Für die Herstellung der
integrierten Schaltung nach Fig. 7 und 8 kann man sich des im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen
Herstellungsverfahrens oder irgendeiner anderen geeigneten Verfahrensweise bedienen.
Wie man aus Fig. 7 sieht, können jedoch die
Steuerelektrode 64" und die Stromeingangselektrode 62" während des im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen
Aufdampfschrittes untereinander verbunden, d. h. zusammengeschaltet werden. Wenn die
Stromausgangselektrode 54" und folglich die Stromausgangszone beiden Transistoren 50 und 52 (F i g. 5)
gemeinsam ist, braucht man nur eine Klemme a", um die Eingangssignale beiden Transistoren zuzuleiten.
Der Stromweg d" (Fig. 8) kann so angelegt werden,
daß er p-leitend bleibt und man dadurch einen Feldeffekttransistor
mit isolierter Steuerelektrode vom Anreicherungstyp (mit hohem Kanalwiderstand) erhält,
indem man beim Herstellungsverfahren einen entsprechenden Extraschritt vorsieht, wie im Zusammenhang
mit F i g. 4 beschrieben. Der Stromweg d" liefert somit den erforderlichen hohen Widerstand für
das Phasenschiebernetzwerk 69 (Fig. 5). Der Stromweg
e" ist eine Inversionsschicht, welche die für die gewünschte Arbeitsweise der Schaltung erforderliche
Charakteristik mit hoher Transkonduktanz (gm)
liefert. Die dem Kondensator 66 in F i g. 5 entsprechende Kapazität wird durch die Kapazität zwischen
den Elektroden 58" und 56" gebildet, die als Kondensatorbeläge wirken und durch die zwischen ihnen
befindliche Siliziumdioxydschicht entsprechend voneinander isoliert sind.
F i g. 9 zeigt eine der Anordnung nach F i g. 7 ähnliche integrierte Schaltung, jedoch unter Verwendung
des Phasenschiebernetzwerkes nach F i g. 6 für die Erzeugung einer veränderlichen elektronischen Induktivität.
Zwischen den Anordnungen nach Fig. 7 und 9 bestehen folgende Unterschiede: Erstens besteht
die äußere Verbindung c" in der Schaltung nach F i g. 9 direkt zwischen der Steuerelektrode 58"
und der Stromeingangselektrode 62", wobei die Steuerelektrode 64" nicht mit der Stromeingangselektrode
62" verbunden ist; zweitens hat die Steuerelektrode 64" einen äußeren Anschluß/" zum Anlegen
einer Steuerspannung für die Steuerung der Induktivität der Schaltung, wie im Zusammenhang
mit Fig. 6 erklärt.
Claims (4)
1. Integrierte Halbleiterschaltung zum Nachbilden einer Induktivität mit einem aktiven Halbleiterelement,
z. B. einem Transistor, sowie mit einem i?C-Phasenschiebernetzwerk, das mit der
Steuerelektrode des Halbleiterelements gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem
Eingangsklemmenpaar (a, b) die Hauptelektroden (54, 56) des Halbleiterelements (50) und die aus
der steuerbaren ohmschen Komponente (52, 52') und der kapazitiven Komponente (66, 66') des
Phasenschiebernetzwerkes (69, 69') bestehende Reihenschaltung verbunden sind und daß der
Verbindungspunkt (g) zwischen ohmscher Komponente und kapazitiver Komponente des Phasenschiebernetzwerkes
mit der Steuerelektrode (58) des aktiven Halbleiterelements verbunden ist.
2. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der
Steuerelektrode (64') der ohmschen Komponente (52') eine Regelspannungsquelle (70) verbunden
ist (Fig. 6).
3. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt
(g) zwischen ohmscher Komponente (52) und kapazitiver Komponente (66) mit
der Steuerelektrode (64) der ohmschen Komponente verbunden ist.
4. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das aktive Halbleiterelement aus einem Feldeffekttransistor (50) mit isolierter Steuerelektrode
besteht und daß die ohmsche Komponente des Phasenschiebernetzwerkes durch den zwischen
den beiden Hauptelektroden eines weiteren ebenfalls eine isolierte Steuerelektrode aufweisenden
Feldeffekttransistors (52) liegenden Teil des Halbleiterkörpers der integrierten Schaltung
gebildet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 3 070 762.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 589/372 7.68 © Bundesdruckerei^Berliti
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US331271A US3272989A (en) | 1963-12-17 | 1963-12-17 | Integrated electrical circuit |
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
Country | Link |
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