DE19708019C2

DE19708019C2 - Integrierte bipolare Halbleiterschaltung mit Verpolschutzschaltung

Info

Publication number: DE19708019C2
Application number: DE19708019A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Yamamoto; Yukio Yasuda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: KR19980023935A; DE19708019A1; US5821601A; JPH1079472A

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte bipolare Halblei terschaltung mit einer Verpolschutzschaltung zum Schutz gegen einen verkehrten Anschluß einer aus einer bipolaren integrier ten Schaltung hergestellten elektronischen Schaltung an eine Gleichstromenergiequelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Beispiel für eine derartige integrierte Halbleiter schaltung mit einer Verpolschutzschaltung ist in der DE 43 34 515 C1 beschrieben.

Fig. 10 zeigt ein Schaltbild eines Teils eine herkömmlichen integrierten Halbleiterschaltung (IC), welche durch eine Verpolschutzschaltung geschickt werden kann. Bei der in Fig. 10 ge zeigten bipolaren integrierten Halbleiterschaltung 80 ist der Kollektor eines npn-Transistors 81 mit einem Energieversor gungsanschluß Vcc verbunden, an dem eine externe Gleich stromenergiequelle angeschlossen ist, und der Emitter dieses npn-Transistors 81 über einen p-dotierten Widerstand (p- diffundierten Widerstand, p-Diffusionswiderstand) 82 geerdet. Die Basis des npn-Transistors 81 ist mit den Basisanschlüssen von pnp-Transistoren 83 und 84 verbunden, wobei die Emitter der pnp-Transistoren 83 und 84 mit dem Energieversorgungsan schluß Vcc verbunden sind. Die Basis und der Kollektor des pnp-Transistors 84 sind geerdet.

Nachstehend ist beschrieben, was bei der in Fig. 10 gezeigten Schaltung geschieht, wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen wird.

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt des Halbleiterchips mit dem npn-Transistor 81, wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Wie in Fig. 11 gezeigt weist der npn-Transistor 81 eine n⁺-Implantations schicht und eine n^--Epitaxialschicht 92, die in einem p- Siliziumsubstrat ausgebildet sind, eine die Basis bildende p- Diffusionsschicht 93, eine den Emitter bildende n⁺-Diffu sionsschicht 94 und eine den Anschluß des Kollektors bildende n⁺-Diffusionsschicht 95 auf. Die n^--Epitaxialschicht 92 und die n⁺-Diffusionsschicht 95 bilden den Kollektor.

Das p-Siliziumsubstrat 90 und der durch die n⁺-Implanta tionsschicht 91, die n^--Epitaxialschicht 92 und die n⁺- Diffusionsschicht 95 ausgebildete n-Bereich bilden eine pn- Flächendiode. Bei dieser Diode ist das p-Siliziumsubstrat 90 die Anode und der n-Bereich die Kathode, wobei von dem p- Siliziumsubstrat 90 zu der n⁺-Diffusionsschicht 95 eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode geschaffen wird. Wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität an geschlossen ist, ist das p-Siliziumsubstrat 90 an den Ener gieversorgungsanschluß Vcc angeschlossen und die n⁺-Diffu sionsschicht 95 geerdet. Dies führt zu einer Erdung des Ener gieversorgungsanschlusses Vcc innerhalb der integrierten bi polaren Halbleiterschaltung 80 und zu einer Beschädigung der bipolaren integrierten Halbleiterschaltung 80.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt des Halbleiterchipbereichs des p-dotierten Widerstands 82, wenn eine Gleichstrom- Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen wird. Wie in Fig. 12 gezeigt weist der p-dotierte Widerstand 82 eine n⁺-Implantationsschicht 96 und eine n^--Epitaxial schicht 97, die in einem p-Siliziumsubstrat 90 ausgebildet sind, sowie eine den Widerstand bildende p-Diffusionsschicht 98 und eine n⁺-Diffusionsschicht 99 auf. Das p-Siliziumsub strat 90 und der durch die n⁺-Implantationsschicht 96, die 97 und die n⁺-Diffusionsschicht 99 ausgebildete n-Bereich bilden eine pn-Flächendiode.

Bei dieser Diode ist das p-Siliziumsubstrat 90 die Anode und der durch die n⁺-Implantationsschicht 96, die 97 und die n⁺- Diffusionsschicht 99 ausgebildete n-Bereich die Kathode, wo bei eine von dem p-Siliziumsubstrat 90 zu der n⁺-Diffusions schicht 99 in Durchlaßrichtung betriebene Diode geschaffen wird. Wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung mit vertausch ter Polarität angeschlossen ist, ist das p-Siliziumsubstrat 90 mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden und die n⁺-Schicht 99 geerdet. Dies führt zu eine Erdung des Energieversorgungs anschlusses innerhalb der integrierten bipolaren Halbleiter schaltung 80 und zu einer Beschädigung der integrierten bipo laren Halbleiterschaltung 80.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Halbleiterschaltung anzugeben, die bei geringem Verluststrom im Normal betrieb nicht zerstört oder beschädigt wird, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen wird, was beispielsweise bei Aufladung einer Autobatterie auftreten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine integrierte bipolare Halbleiterschaltung mit einer Verpolschutz schaltung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Genauer legt der pnp-Transistor die Gleichstrom-Energie versorgung aus einer externen Quelle an den n-Bereich eines p-diffundierten Widerstands und dem Kollektor eines npn- Transistors des bipolaren integrierten Schaltkreises an.

Der pnp-Transistor kann ebenfalls bei dem integrierten bipo laren Schaltkreis vorgesehen sein, wobei eine Konstantstrom quelle mit der Basis des pnp-Transistors verbunden sein kann.

Bei dem pnp-Transistor kann ebenfalls eine Kollektorwand (Kollektorschicht) angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer integrierten Halbleiterschaltung mit Verpolschutz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Bereichs des pnp-Transistors 2 gemäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung nor mal angeschlossen ist,

Fig. 3 einen Querschnitt des npn-Transistors 11 gemäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlos sen ist,

Fig. 4 einen Querschnitt des p-dotierten Widerstands 12 ge mäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlossen ist,

Fig. 5 einen Querschnitt des p-dotierten Widerstands 6 ge mäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlossen ist,

Fig. 6 einen Querschnitt eines Chipbereichs des pnp-Tran sistors 2, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit ver tauschter Polarität angeschlossen ist,

Fig. 7 einen Querschnitt eines Chipbereichs des npn-Tran sistors 11, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit ver tauschter Polarität angeschlossen ist,

Fig. 8 einen Querschnitt eines Chipbereichs des p-diffun dierten Widerstands 12, wenn die Gleichstrom-Energie versorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist,

Fig. 9 einen Querschnitt eines Chipbereichs des p-diffun dierten Widerstands 6, wenn die Gleichstrom-Energie versorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist,

Fig. 10 ein Schaltbild eines Teils einer herkömmlichen inte grierten Halbleiterschaltung (IC),

Fig. 11 einen Querschnitt des Halbleiterchips mit einem npn- Transistor 81, wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist, und

Fig. 12 einen Querschnitt des Halbleiterchipbereichs des p- dotierten Widerstands 82.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Be zug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer integrierten Halbleiter schaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Wie in Fig. 1 gezeigt weist die integrierte Halbleiter schaltung 1 einen pnp-Transistor 2 mit einem Kollektorwand ring (Kollektorschichtring), eine Konstantstromversorgung 3, npn-Transistoren 4 und 5, einen p-dotierten Widerstand (p- dotierten Widerstand, p-Diffusionswiderstand) 6 und eine aus einer integrierten Halbleiterschaltung gebildete elektroni sche Schaltung 10 auf. Es sei bemerkt, daß diese integrierte Halbleiterschaltung 1 eine bipolare integrierte Schaltung (IC) ist und der Kollektorwandring als Kollektorwand (Kollektorschicht) dient.

Die elektronische Schaltung 10 weist einen npn-Transistor 11, einen p-dotierten Widerstand (p-diffundierten Widerstand, p- Diffusionswiderstand) 12 sowie pnp-Transistoren 13 und 14 auf. Der Emitter des npn-Transistors 11 ist über den p- dotierten Widerstand 12 geerdet, wobei die Basis mit den Ba sisanschlüssen der pnp-Transistoren, 13 und 14 verbunden ist. Die Emitter der pnp-Transistoren 13 und 14 sind mit dem Kol lektor des npn-Transistors 11 verbunden, wobei die Basis und der Kollektor des npn-Transistors 14 miteinander verbunden sind.

Es sei bemerkt, daß zur Vereinfachung nur ein Teil der gesam ten Schaltung der elektronische Schaltung 10 in den Figuren dargestellt ist. Die elektronische Schaltung 10 ist ebenfalls wie die in Fig. 10 gezeigte herkömmliche bipolare integrierte Halbleiterschaltung 80 aufgebaut, wobei der npn-Transistor 11 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dem in Fig. 10 gezeigten p- dotierten Widerstand 82, der npn-Transistor 13 dem in Fig. 10 gezeigten npn-Transistor 83 und der npn-Transistor 14 dem in Fig. 10 gezeigten npn-Transistor 84 entspricht.

Der Emitter des pnp-Transistor 2 ist mit dem Energieversor gungsanschluß Vcc verbunden, über den die Gleichstrom- Energieversorgung aus einer externen Quelle zugeführt wird. Der Kollektor des pnp-Transistors 2 ist mit dem Kollektor des npn-Transistors 11 der elektronische Schaltung 10 verbunden, wobei die Verbindung zwischen diesen als Verbindung a be zeichnet ist, der als Energieversorgungsanschluß dient, dem die Gleichstrom-Energieversorgung bei der elektronische Schaltung 10 zugeführt wird.

Die Konstantstromversorgung 3 ist zwischen der Basis des pnp- Transistors 2 und der Masse zur ausreichenden Zufuhr von Strom an die Basis des pnp-Transistors 2 angeschlossen, damit ein Arbeiten des pnp-Transistors 2 im gesättigten Zustand (Sättigungsbereich) ermöglicht wird.

Der Kollektor des pnp-Transistors 4 ist mit der Basis des pnp-Transistors 2 verbunden, wobei der Emitter des pnp- Transistors 4 geerdet ist. Die Basis des pnp-Transistors 4 ist mit der Basis des pnp-Transistors 5 verbunden, wobei die se Verbindung mit dem Kollektor des pnp-Transistors 5 verbun den ist. Der Emitter des pnp-Transistors 5 ist geerdet, wobei der Kollektor über den p-dotierten Widerstand (p-diffundier ten Widerstand, p-Diffusionswiderstand) 6 mit dem Energiever sorgungsanschluß Vcc verbunden ist. Die durch die verschiede nen n-Schichten der p-dotierten Widerstände 6 und 12 gebilde ten n-Bereiche sind wie nachstehend ausführlich beschrieben mit der Verbindung a verbunden.

Die pnp-Transistoren 4 und 5 sowie der p-dotierte Widerstand 6 bilden eine Stromspiegel- bzw. Startschaltung, die ein Fließen des Strom aus der Konstantstromversorgung 3 als Basisstrom des pnp-Transi stors 2 verursacht. Wenn der pnp-Transistor 2 eingeschaltet ist, muß der pnp-Transistor 2 zur Verringerung des Spannungs abfalls zwischen dem Emitter und dem Kollektor im Sätti gungsbereich arbeiten. Deshalb ist es notwendig, daß zu der Basis des pnp-Transistors 2 ein zum Arbeiten des pnp-Transi stors 2 im Sättigungsbereich ausreichender Strom fließt. Die Konstantstromversorgung 3 ist deshalb derart eingestellt, daß diese ausreichende Stromversorgung der Basis des pnp-Tran sistors 2 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigen einen Querschnitt des Bereichs des pnp-Tran sistors 2 gemäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energiever sorgung normal angeschlossen ist. Wie in Fig. 2 gezeigt weist der pnp-Transistor 2 n^--Epitaxialschichten 22 und 23 sowie einen aus einer n⁺-Schicht auf einem p-Siliziumsubstrat 20 gebildeten Kollektorwandring 21, den Kollektor bildende p- Diffusionsschichten 24 und 25 sowie eine p-Diffusionsschicht 26 auf. Der Kollektorwandring 21 und die n^--Epitaxialschich ten 22 und 23 bilden die Basis des pnp-Transistors 2.

Der Kollektorwandring 21 dient zur Senkung des Serienwider stands des Kollektors und zur Verringerung des zwischen dem Siliziumsubstrat und dem Kollektorwandring 21 auftretenden parasitären pnp-Transistoreffekts. Der Kollektorwandring 21 kann deshalb den Spannungabfall aufgrund des pnp-Transistors 2 verringern, wenn die Sättigungsspannung des pnp-Transistors 2 verringert ist und der pnp-Transistor 2 eingeschaltet ist.

Die p-Diffusionsschichten 24 und 25 sind miteinander verbun den und bilden den Kollektor, der mit der Verbindung a zwi schen dem pnp-Transistor 2 und der elektronischen Schaltung 10 verbunden ist. Wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlossen ist, ist das p-Siliziumsubstrat 20 geer det und die p-Diffusionsschicht 26, d. h. der Emitter, ist mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des npn-Transistors gemäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlos sen ist. Es sei bemerkt, daß gleiche Teile gemäß Fig. 2 und Fig. 3 durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der npn-Transistor 11 eine n⁺-Implantations schicht 31 und eine in einem p-Siliziumsubstrat 20 ausgebil dete n^--Epitaxialschicht 32, eine die Basis bildende p-Diffu sionsschicht 33, eine den Emitter bildende n⁺-Diffusions schicht 34 und eine den Anschluß des Kollektors bildende n⁺- Diffusionsschicht 35 auf. Die n⁺-Diffusionsschicht 35 ist mit dem Kollektor des pnp-Transistors 2, die die Basis bildende p-Diffusionsschicht 33 mit den Basisanschlüssen der npn- Transistoren 13 und 14 und die den Emitter bildende n⁺- Diffusionsschicht 34 mit dem p-dotierten Widerstand 12 ver bunden. Wenn die Gleichstrom-Energieversorgung normal ange schlossen ist, ist das p-Siliziumsubstrat 20 somit geerdet.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des p-dotierten Widerstandes 12 gemäß Fig. 1, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung nor mal angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß gleiche Teile ge mäß Fig. 2 und Fig. 4 mit den gleichen Bezugszahlen bezeich net sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, weist der p-dotierten Wider stand 12 eine n⁺-Implantationsschicht 41, eine n^--Epitaxial schicht 42, eine den Widerstand bildende p-Diffusionsschicht 43 und eine n⁺-Diffusionsschicht 44 auf dem p-Silizium substrat 20 auf. Die n⁺-Diffusionsschicht 44 ist mit dem Kol lektor des pnp-Transistors 2 verbunden, wobei das p- Siliziumsubstrat 20 geerdet ist. An der p-Diffusionsschicht 43 sind zwei Anschlüsse angeordnet, wobei det Widerstand zwi schen diesen beiden Anschlüssen der Widerstand des p-dotier ten Widerstands 12 ist. Von den zwei an der p-Diffusions schicht 43 angeordneten Anschlüssen ist einer mit dem Emitter des npn-Transistors 11 verbunden, wobei der andere geerdet ist.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt des p-dotierten Widerstandes 6 gemäß Fig. 1, wenn eine Gleichstrom-Energieversorgung normal angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß gleiche Teile gemäß Fig. 2 und Fig. 5 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist der p-dotierte Widerstand 6 eine n⁺-Implantationsschicht 51, eine n^--Epitaxialschicht 52, eine den Widerstand bildende p-Diffusionsschicht 53 und eine auf einem p-Siliziumsubstrat 20 ausgebildete n⁺-Diffu sionsschicht 54 auf. Die n⁺-Diffusionsschicht 54 ist mit dem Kollektor des pnp-Transistors 2 verbunden, wobei das p- Siliziumsubstrat 20 geerdet ist. An der p-Diffusionsschicht 53 sind zwei Anschlüsse angeordnet, wobei der Widerstand zwi schen diesen beiden Anschlüssen der Widerstand des p- dotierten Widerstandes 6 ist. Einer der an der p-Diffusions schicht 53 angeordneten Anschlüsse ist mit dem Energieversor gungsanschluß Vcc verbunden, wobei der andere mit dem Kollek tor und der Basis des pnp-Transistors 5 und mit der Basis des pnp-Transistors 4 verbunden ist.

Es sei bemerkt, daß durch die p-Diffusionsschicht 53, das p- Siliziumsubstrat 20 und dem n-Bereich mit der n⁺-Implanta tionsschicht 51, der n^--Epitaxialschicht 52 und der n⁺-Diffu sionsschicht 54 ein parasitärer pnp-Transistor ausgebildet ist. Die den Basisanschluß dieses parasitären pnp-Transistors bildende n⁺-Diffusionsschicht 54 ist über den pnp-Transistor 2 mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden, wobei, wenn der pnp-Transistor 2 eingeschaltet ist, die Spannung zwischen dem Emitter und dem Kollektor niedriger als die Spannung zwischen dem Emitter und der Basis dieses parasitä ren Transistors ist. Folglich ist die Emitterspannung gerin ger als die Basisspannung bei dem parasitären pnp-Transistor, wobei verhindert wird, daß der parasitäre pnp-Transistor ein geschaltet wird, und wodurch es möglich ist, den Verluststrom (Kriechstrom) aus der Energieversorgung aufgrund des parasi tären pnp-Transistors zu verringern.

Nachstehend ist beschrieben, was bei Anschluß einer Gleich strom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität an die auf diese Weise aufgebaute integrierte Halbleiterschaltung 1 ge schieht.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des Chipbereichs des pnp- Transistors 2, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß in Fig. 2 und Fig. 6 gleiche Teile durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet sind, weshalb deren weitere Beschreibung entfällt.

Wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Po larität angeschlossen ist, ist das p-Siliziumsubstrat 20 mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden, sind alle geer deten Komponenten der elektronische Schaltung 10 mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden und ist der Emitter des pnp-Transistors 2 geerdet.

Wenn auf diese Weise ein Anschluß erfolgt ist, werden eine pn-Flächendiode durch das p-Siliziumsubstrat 20 und den n- Bereich mit dem Kollektorwandring 21 und den n^--Epitaxial schichten 22 und 23 ausgebildet sowie pn-Flächendioden zwi schen den p-Diffusionsschichten 24 bis 26 und den n-Bereich mit dem Kollektorwandring 21 und den n^--Epitaxialschtchten 22 und 23 ausgebildet. Jedoch bildet die geerdete p-Diffusions schicht 26 die Anode der Diode und der Kollektorwandring 21 sowie ein n-Bereich mit den n^--Epitaxialschichten 22 und 23 die Kathode der Diode. Folglich werden das p-Siliziumsubstrat 20 und die p-Diffusionsschicht 26, das p-Siliziumsubstrat 20 und die p-Diffusionsschicht 24 nicht kurzgeschlossen sowie das p-Siliziumsubstrat 20 und die p-Diffusionsschicht 25 nicht kurzgeschlossen.

Somit verhindern die in dem npn-Transistor 11 und dem p- dotierten Widerstand 12 der elektronische Schaltung 10 ausge bildeten Dioden die ähnlich wie der npn-Transistor 81 und der p-dotierte Widerstand 82, die wie in Fig. 11 und 12 gezeigt ausgebildet sind, daß der mit dem Kollektor des pnp-Tran sistors 2 verbundene Energieversorgungsanschluß Vcc über den Emitter des pnp-Transistors 2 geerdet wird, wenn die Gleich strom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität mit einer integrierten Halbleiterschaltung gemäß dem Ausführungsbei spiel verbunden wird.

Wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Po larität angeschlossen wird, verhindern deshalb die in dem npn-Transistor 11 und indem p-dotierten Widerstand 12 ausge bildeten Dioden der elektronische Schaltung 10, daß die Ver bindung a durch den pnp-Transistor 2 geerdet wird, selbst wenn der Energieversorgungsanschluß mit der Verbindung a zu der elektronische Schaltung 10 verbunden ist.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt des Chipbereichs des npn- Transistors 11, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß bei Fig. 3 und Fig. 7 gleiche Teile durch gleiche Bezugszah len bezeichnet sind und deren weitere Beschreibung nachstehend entfällt.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist, wenn die Gleichstrom- Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist, das p-Siliziumsubstrat 20 mit dem Energieversorgungsan schluß Vcc verbunden und der Emitter des pnp-Transistors 2 geerdet.

Es sei bemerkt, daß der Energieversorgungsanschluß Vcc mit tels der zwischen dem p-Siliziumsubstrat 20 und dem n-Be reich mit der n⁺-Implantationsschicht 31, der n^--Epitaxial schicht 32 und der n⁺-Diffusionsschicht 35 ausgebildeten, in Durchlaßrichtung betriebenen Diode mit der, n⁺-Diffusions schicht 35 verbunden ist. Jedoch ist der Kollektor des pnp- Transistors 2 mit der n⁺-Diffusionsschicht 35 verbunden, wo bei mittels des pnp-Transistors 2 die n⁺-Diffusionsschicht 35 nicht geerdet ist.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des Chipbereichs des p-diffun dierten Widerstandes 12, wenn die Gleichstrom-Energiever sorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß bei Fig. 4 und Fig. 8 gleiche Teile durch glei che Bezugszahlen bezeichnet sind und deren weitere Beschrei bung nachstehend entfällt.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, sind, wenn die Gleichstrom- Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist, das p-Siliziumsubstrat 20 mit dem Energieversorgungsan schluß Vcc und der geerdete Anschluß der beiden bei der p- Diffusionsschicht 43 angeordneten Anschlüsse mit dem Ener gieversorgungsanschluß Vcc verbunden, wobei der Emitter des pnp-Transistors 2 geerdet ist.

Es sei bemerkt, daß der Energieversorgungsanschluß Vcc mit tels der zwischen dem p-Siliziumsubstrat 20 und dem n-Bereich mit der n⁺-Implantationsschicht 41, der n^--Epitaxialchicht 42 und der n⁺-Diffusionsschicht 44 ausgebildeten, in Durch laßrichtung betriebenen Diode und der zwischen der p-Diffu sionsschicht 43 und dem n-Bereich mit der n⁺-Implantations schicht 41, der n^--Epitaxialschicht 42 und der n⁺-Diffusions schicht 44 ausgebildeten, in Durchlaßrichtung betriebenen Di ode mit der n⁺-Diffusionsschicht 44 verbunden ist. Jedoch ist der Kollektor des pnp-Transistors 2 mit der n⁺-Diffusions schicht 44 verbunden, wobei die n⁺-Diffusionsschicht 44 mit tels des pnp-Transistors 2 nicht geerdet ist.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt des Chipbereichs des p-dif fundierten Widerstandes 6, wenn die Gleichstrom-Energie versorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Es sei bemerkt, daß bei Fig. 5 und Fig. 9 gleiche Teile durch gleich Bezugszahlen bezeichnet sind und deren weiter Be schreibung nachstehend entfällt.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist, wenn die Gleichstrom- Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist, das p-Siliziumsubstrat 20 mit dem Energieversorgungsan schluß Vcc verbunden, wobei der mit dem Energieversorgungsan schluß Vcc verbundene Anschluß der zwei an der p-Diffusions schicht 53 angeordneten Anschlüsse sowie der Emitter des pnp- Transistors 2 geerdet sind.

Es sei bemerkt, daß der Energieversorgungsanschluß Vcc mit tels der zwischen dem p-Siliziumsubstrat 20 und dem n-Be reich mit der n⁺-Implantationsschicht 51, der n^--Epitaxial schicht 52 und der n⁺-Diffusionsschicht 54 ausgebildeten, in Durchlaßrichtung betriebenen Diode mit der n⁺-Diffusions schicht 54 verbunden ist. Jedoch ist der, Kollektor des pnp- Transistors 2 mit der n⁺-Diffusionsschicht 54 verbunden, wo bei die n⁺-Diffusionsschicht 54 mittels des pnp-Transistors 2 nicht geerdet ist. Zusätzlich wird mittels der durch die p- Diffusionsschicht 53 und der aus der n⁺-Implantationsschicht 51, der n^--Epitaxialschicht 52 und der n⁺-Diffusionsschicht 54 bestehenden n-Bereich ausgebildeten Diode verhindert, daß der geerdete Anschluß der p-Diffusionsschicht 33 mit dem Energieversorgungsanschluß Vcc verbunden wird.

Wie vorstehend beschrieben ist gemäß dem ersten Ausführungs beispiel der pnp-Transistor 2 mit einem Kollektorwandring zwischen dem Energieversorgungsanschluß Vcc und der Verbin dung a angeordnet, die als Energieversorgungsanschluß dient, die eine Gleichstrom-Energieversorgung einer aus einer inte grierten Halbleiterschaltung gebildeten elektronischen Schal tung 10 zuführt, wird eine Gleichstrom-Energieversorgung der Verbindung a über den pnp-Transistor 2 zugeführt und ist eine Konstantstromversorgung 3 angeschlossen, damit zu der Basis des pnp-Transistors 2 ein Basisstrom einer ausreichenden Grö ße fließt, damit ermöglicht wird, daß der pnp-Transistor 2 im gesättigten Zustand (Sättigungsbereich) arbeitet.

Folglich ist es möglich, wenn die Gleichstrom-Energie versorgung normal der auf diese Weise erhaltene integrierte Halbleiterschaltung 1 zugeführt wird, den Spannungsabfall aufgrund des pnp-Transistors 2 zu minimieren, wobei der Ver luststrom aus der Energieversorgung aufgrund des innerhalb des p-dotierten Widerstandes 6 ausgebildeten parasitären pnp- Transistors verringert werden kann. Wenn die Gleichstrom- Energieversorgung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist, kann die Erdung der Verbindung a durch den pnp-Tran sistor 2 verhindert werden, selbst wenn der Energieversor gungsanschluß Vcc und die Verbindung a der elektronischen Schaltung 10 kurzgeschlossen sind. Folglich ist es möglich, selbst wenn die Gleichstrom-Energieversorgung mit vertausch ter Polarität angeschlossen ist, eine Erdung des Energiever sorgungsanschlusses Vcc innerhalb der integrierten Halblei terschaltung zu verhindern, wobei eine Beschädigung der inte grierten Halbleiterschaltung verhindert werden kann.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist die in tegrierte Halbleiterschaltung derart aufgebaut, daß die Gleichstrom-Energieversorgung aus einer externen Quelle ver schiedenen Elementen einer bipolaren integrierten Schaltung über einen pnp-Transistor zugeführt wird, bei dem ein Basis strom mit ausreichender Größe fließt, damit ein Arbeiten im Sättigungsbereich ermöglicht wird. Genauer ist die integrier te Halbleiterschaltung derart aufgebaut, daß die Gleich strom-Energieversorgung über den pnp-Transistor, der bei der bipolaren integrierten Schaltung angeordnet ist, dem Kollek tor eines npn-Transistors und dem n-Bereich eines p-dotierten Widerstands bei der bipolaren integrierten Schaltung zuge führt wird, wobei der pnp-Transistor eine Beschädigung der Komponenten verhindert, wenn eine Gleichstrom-Energieversor gung mit vertauschter Polarität angeschlossen ist. Außerdem wird für den pnp-Transistor eine Kollektorwand verwendet und ist eine Konstantstromversorgung an die Basis des pnp-Tran sistors angeschlossen, wobei dem pnp-Transistor ein Basis strom in ausreichender Größe zugeführt wird, damit ein Arbei ten im Sättigungsbereich ermöglicht wird.

Folglich ist es möglich, wenn die Gleichstrom-Energieversor gung normal angeschlossen ist, den durch den innerhalb des p- dotierten Widerstandes ausgebildeten parasitären Transistor verursachten Verluststrom aus der Energieversorgung zu ver ringern, kann der durch den pnp-Transistor verursachte Span nungsabfall minimiert werden und kann ein pnp-Transistor- Spannungsabfall verhindert werden, der verursacht wird, wenn die Gleichstrom-Energieversorgung den verschiedenen Elemente der integrierten bipolaren Schaltung über den pnp-Transistor zugeführt wird. Zusätzlich ist es möglich, wenn die Gleich strom-Energieversorgung mit vertauschter Polarität ange schlossen ist, zu verhindern, daß der Energieversorgungsan schluß Vcc, über den eine Gleichstrom-Energieversorgung aus einer externen Quelle zugeführt wird, innerhalb der inte grierten Halbleiterschaltung geerdet wird, wobei eine Beschä digung der integrierten Halbleiterschaltung verhindert werden kann. Folglich kann die Zuverlässigkeit der integrierten Halbleiterschaltung verbessert werden.

Wie vorstehend beschrieben, weist eine bipolare integrierte Halbleiterschaltung einen pnp-Transistor 2, über den Gleich stromenergie aus einer extern Gleichstromenergie verschiede nen Elementen der bipolaren integrierten Halbleiterschaltung 1 zugeführt wird, und eine Konstantstromschaltung 3 zum Ein schalten des pnp-Transistors 2 und zur Steuerung des Basis stroms des pnp-Transistors 2 auf einen konstanten Pegel auf, der ein Arbeiten im Sättigungsbereich des pnp-Transistors (2) verursacht.

Claims

1. Integrierte bipolare Halbleiterschaltung mit einer Verpolschutzschaltung, mit
einem Gleichstrom-Energieversorgungsanschluß (Vcc), an den eine externe Gleichstrom-Energiequelle zur Versorgung einer elektronischen Schaltung (10) der integrierten bipo laren Halbleiterschaltung (1) mit Gleichstrom-Energie ange schlossen ist,
gekennzeichnet durch
einen pnp-Transistor (2), dessen Emitter mit dem Gleichstrom-Energieversorgungsanschluß (Vcc) verbunden ist und dessen Kollektor mit einem Energieversorgungsanschluß (a) der elektronischen Schaltung (10) verbunden ist, und
eine Konstantstromschaltung (3), wobei
ein Anschluß der Konstantstromschaltung (3) mit der Basis des pnp-Transistors (2) verbunden ist, der andere An schluß der Konstantstromschaltung (3) geerdet ist, und die Konstantstromschaltung (3) zum Einschalten des pnp- Transistors (2) über einen p-Diffusionswiderstand und zur Steuerung des Basisstroms des pnp- Transistors (2) auf einen konstanten Pegel ein gerichtet ist, bei dem der pnp-Transistor (2) im Sättigungsbe reich betrieben wird.

2. Integrierte bipolare Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pnp-Transistor (2) die Gleichstromenergie aus der exter nen Quelle dem n-Bereich eines p-dotierten Widerstandes (12) und dem Kollektor eines npn-Transistors (14) der bipolaren integrierten Halbleiterschaltung (1) zuführt.

3. Integrierte bipolare Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pnp-Transistor innerhalb der bipolaren integrierten Halb leiterschaltung (1) vorgesehen ist.

4. Integrierte bipolare Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollektorwand (21) bei dem pnp-Transistor (2) angeordnet ist.