DE2262007C2

DE2262007C2 - Integrierte Schaltung

Info

Publication number: DE2262007C2
Application number: DE2262007A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Maria Eindhoven Hart
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-01-08
Filing date: 1972-12-19
Publication date: 1981-09-24
Also published as: FR2167793A1; US3829718A; NL7200294A; JPS4881491A; IT978033B; CA966586A; ES410393A1; JPS5147593B2; DE2262007A1; GB1413371A; FR2167793B1

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine integrierte Schaltung dieser Art ist aus der FR-PS 20 09 798 bekannt.

In dieser Schaltung hat man dafür gesorgt, daß — unabhängig von der Polarität der Speisespannung — der Speisestrom mit richtiger Po;?rität die Last durchfließt. Um Gleichrichter und Last zusammen integrieren zu können, werden in dieser bekannten Schaltung zusätzliche Transistoren verwendet, die dafür sorgen, daß das Substrat-Potential weniger als eine Diodenspannung von dem richtigen Speisepotential abweicht, und so die parasitären Dioden zwischen der Schaltung und dem Substrat gesperrt bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art einfacher und so auszubilden, daß sie. insbesondere zur Integration in der sogenannten I'L-Technik geeignet ist.

Die PL-Technik ist z. B. in »Elektronikpraxis« b (19⁷I)II. 11. beschrieben.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der F.rfindung ergeben sich aus den Unieransprüchen.

Die erfindungsgemäße Schaltung hat den Vorteil, daß zahlreichen ihrer Schaltungselemente Strom zugeführt werden kann, ohne daß dazu besondere Leiterbahnen erforderlich sind.

Es ist an sich bekannt, eine richtige Speisurigspölariläl mit Hilfe einer Gleichrichterbrücke mil vier Gleichrichtern zu erzielen. Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß die beiden anderen Gleichrichter dieser Brücke derart angebracht werden können, daß sie als Strominjektoren in einer PlvSchällühg dienen können. Unter »Slrominjekior« ist dabei eine Mehrschichien*

Struktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende Übergänge voneinander getrennten Schichten zu verstehen, von denen eine erste, als injizierende Schicht bezeichnete Schicht durch mindestens einen gleichrichtenden Übergang von den Schaltungselementen, denen Strom zugeführt werden muß, getrennt ist und eine zweite, als Zwischenschicht bezeichnete Schicht aus Halbleitermaterial an die erste Schicht grenzt, wobei die injizierende Schicht mit einem Speiseanschluß verbunden ist und Ladungsträger aus der injizierenden Schicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die von der an die Zwischenschicht grenzenden dritten Schicht des Strominjektors, die als sammelnde Schicht bezeichnet wird, gesammelt werden, während eine Zone eines der Schaltungselemente, denen Strom zugeführt werden muß, welche Zone als einzustellende Zone bezeichnet wird und durch mindestens zwei gleichrichtende Übergänge von der injizierenden Schicht und somit von dem damit verbundenen Speiseanschluß getrennt ist, über einen diese Zone begrenzenden gleichrichtenden Übergang Ladungsträger aus einer der Schichten des Strcninjeklors sammelt und auf diese Weise Strom empfängt, wobei diese Zone direkt mit dem Verdrahtungsmuster verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht (Layout) und

F i g. 2 die Seitenansicht der Struktur einer integrierten Schaltung nach der Erfindung;

F i g. 3 das Ersatzschaltbild dieser Struktur:

Fig.4 eine Abwandlung für den linken Teil des Schaltbildes nach F i g. 3. und

F i g. 5, 6 und 7 Draufsichten auf Strukturen, die dem Schallbild nach F i g. 4 entsprechen.

Die integrierte Schaltung nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem N + -Substrat, auf dem eine Zone 4 mit niedriger N-Dotierung epitaktisch angewachsen ist. In dieser N-Ieitenden Zone 4, die nachstehend als Trägerzone bt^eichnet wird . sind vertikale NPN-Tran· sistoren und laterale PNP-Transistoren angebracht. Ein Speiseanschlußpunkt 1 ist mit einem Emitter 5 eines ersten NPN-Transistors verbunden, dessen Basis 6 über einen Leiter 3 mit der Trägerzone 4 verbunden ist. die als Kollektor des Transistors 5, 6, 4 dient. Durch diese Schallungswfcise wirkt der Transistor 5, 6, 4 auf bekannte Weise als Gleichrichterdiode D\ nach Fig. 3 Auf ähnliche Weise ist ein Speiseanschlußpunkt 2 mit einem t mitter 7 eines vertikalen NPN Transistors verbunden, dessen Basis b und dessen Kollektor 4 zuglcK h die Basis und den Kollektor des Transistors 5, 6, 4 bilden Dieser /weile Transistor 7, 6, 4 bildet daher einen (ilcithrichtcr lh nach K 1 g 3 Die Speiseanschluß punkte 1 und 2 sind weiter mit P leitenden Zonen 9 bzw 10 lateraler Strominjcktoren verbunden, wobei die Zonen 9 und 10 als die inii/ierenden Schichten, die Träger/oni· 4 als die Zwischenschicht und eine nngs um diese injizierende Schichten 9 und 10 angebrachte, jedoch durch die Zwischenschicht 4 von diesen Schichten getrennte und somit nicht unmittelbar mit einem Speiseanschlußpunkl verbundene sammelnde ^-leitende Schicht 11 die injizierten Ladungsträger sammelt und an die Halbleiterbauelemente weiterleitet, denen Strom zugeführt werden muß.

Dies erfolgt derart, daß die Zone 11, die nachstehend als Zwischeninjeklorzoiie bezeichnet wird, sich bis in die Nähe einer Vielzahl mit St.ritn zu speisender Halbleiterschaltungselemente erstreckt, von denen in Fig. 1 nur zwei als in der Trägerzone 4 angebrachte vertikale NPN-Transisloren dargestellt sind. Die Trägsrzone 4 dient dabei als der Emitter dieser vertikalen Transistoren; ihre Basiszonen sind in den F i g. 1 und 2 mit 15 bzw. 16 und ihre Kollektoren mit 17 bzw. 18 bezeichnet. Dadurch, daß die Basiszonen 15 bzw. 16 sich in der unmittelbaren Nähe der sammelnden Zone 11 befinden, jedoch durch die Trägerzone 4 von dieser Zone getrennt sind, werden die von der Zone 11 gesammelten

ίο Ladungsträger zum Teil diese Zonen 15 bzw. 16 erreichen und somit die Stromversorgung der betreffenden Transistoren sichern.

Die Struktur 9, 10, 4, 11 ist im Ersatzschaltbild nach Fi g. 3 als der Transistor Ts mit zwei den Zonen 9 bzw. 10 entsprechenden Emittern, einer gemeinsamen der Zone 4 entsprechenden Basis und einem gemeinsamen der Zone 11 entsprechenden Kollektor dargestellt Die Strukturen 4, 15, 17 bzw. 4, 16, 18 entsprechen den Transistoren Ta bzw. 7"? des Ersatzschaltbildes; die Struktur 11, 4, 15 bzw. 11, 4, 16 entspricht dem Transistor 7"„ der F i g. 3, wobei die Zon° 1 ί als der Emitter des Transistors T_b, die Trägerzone 4 als die Basis und die Zonen 15, 16 als die Kollektoren dieses Transistors dienen. Die von den unterschiedlichen Kollektoren des Transistors T_b kollektierten Ströme werden dabei nicht nur für die Basisstromversorgung des Transistors Ta bzw. 7V sondern auch indirekt für z. B. die Kollektorstromversorgung des Transistors T-, verwendet, indem nämlich die BasiszuP? 15 der dem Transistor T₄ entsprechenden Struktur 4, 15, 17 über eine kitende Verbindung 19 mit der Kollektorzone 18 der dem Transistor T-, entsprechenden Struktur 4,16,18 verbunden ist.

Die dargestellte Struktur erfordert eine Mindest/ahl

j¹; von Masken und Diffusionsschritten und hat den großen Vorteil, daß zahlreichen Halbleiterschaltungselementen der integrierten Schaltung Strom zugeführt werden kann, ohne daß zu jedem dieser Schaltungselemente eine gesonderte Leiterbahn zu führen braucht. Außer

4i) den Leiterbahnen 21 bzw. 22 zwischen dem Speiseanschluipunkt 1 und den Zonen 5 und 9 bzw. zwischen dem Anschlußpunkt 2 und den Zonen 7 und 10 verbleiben dann nur noch die Leiterbahnen zwischen den Halbleiterschaltungselementen selber, von denen eine mit 19 bezeichnet ist. (Diese Leiterbahnen sind in den Fig.l und 2 schematisch dargestellt, aber werden in der Praxis als Leiterbahnen auf einer isolierenden Schicht. ?. B. einer Oxidschicht, auf dem Halbleiterkör per angebracht sein; erwünschtenfalls kann /ur Herabsetzung des Widerstandes der Zwischeninjektorzone 11 diese Zone wenigstens örtlich mit einer Leiterbahn an der Stelle bedeckt werden, an der sie dem zuerst prwähnten Bahnenmuster nicht im Wege liegt.)

[Jie Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist Wie folgt:

Wenn der Halbleiterkörper an die Speisung angeschlossen wird, wobei /. B. der Anschlußpunkt 1 in bezug auf den Anschlußpunk· 2 positiv ist. wird Strom nacheinander von dem Anschjßpunkt J durch den Leiter 21. den

M) in der Durchlaßrichtung polarisierten PN-Übergang zwischen den Zonen 9 und 4, die leitende Verbindung 3 und dann den in der Durchlaßrichtung 'getriebenen PN-Übergang zwischen den Zonen 6 und 7 zu dem Anschlußpunkt 2 fließen. Die Trägerzone 4 nimmt dadurch ein Potential a\t, das, bis auf den Spannungsabfall über der Diode D₂, d. h. die Emitter-Basis-Schwell· werlspannung zwischen den Zonen 6 und 7, gleich dem Potential des Anschlußpunkles 2 ist. Dadurch, daß die

Zone 9 in bezug auf die Zone 4 in der Durchlaßrichtung polarisiert ist, werden Ladungen aus der Zone 9 in die Zone 4 injiziert, die zu einem wesentlichen Teil von der Zone 11 kollektiert werden, weil diese Zone 11 die Zone 9 völlig umschließt. Die Zone 11 nimmt dann ein Potential an, das nahezu gleich dem der Zone 9 und somit des Anschlußpunkles I ist. Der auf diese Weise zu der Zone 11 fließende Strom wird gleichmäßig über die weiteren in der Nähe der Zone 11 angebrachten Zonen 15,16 weitere P-Ieitende Zonen von Schaltuhgselemenien verteilt, denen Strom zugeführt werden muß. Der injizierende Rand der Zone 11 ist dabei groß gegenüber dem jeder der sammelnden Schicht 15, 16 bzw. dieser weiteren P-Ieitenden Zonen, in dieser Hinsicht wird die Zone 10 auch einen Teil des Stromes der Zone 11 auffangen, was also als ein Verluststrom aufzufassen ist: da jedoch das Vermögen der Zone 10 zum Auffangen von Ladungen, die von der Zone 11 herrühren, im Vergleich zu dem Vermögen der Zone 11 zum Auffangen von Ladungen, die von der Zone 9 herrühren, gering ist, mit anderen Worten, da die Stromverstärkung des Transistors Tt in dem dargestellten Zustand erheblich größer ist als wenn der Transistor Tt in der inversen Richtung, wobei der Emitter und der Kollektor vertauscht wären, betrieben werden würde, ist dieser Verluststrom in der Praxis vernachlässigbar.

Infolge des völlig symmetrischen Aufbaus wird bei Umkehr der Polarität der Spannung an den Anschlußpunkten 1, 2 die Zone 11 auf ähnliche Weise nach wie vor Ladung in die mit Strom zu speisenden Zonen 15 bzw. 16 injizieren.

Um den Spannungsverlust über der Struktur 7, 6, 4. d. h. über der Diode D₂. herabzusetzen, sind nach F i g. 4 die Gleichrichter Di und D₂ durch als Gleichrichter wirkende Transistoren 7Ί bzw. T₂ ersetzt, wobei entweder einer oder der andere dieser Transistoren leitend ist. Diese Transistoren sind mit ihren den Zonen 5 bzw. 7 in den F i g. 1 und 2 entsprechenden Emittern an die Speiseanschlußpunkte 1 bzw. 2 angeschlossen, während ihre Basis-Elektroden über Widerstände R\ bzw. R₂ mit den Speiseanschlußpunkten 2 bzw. 1, also geraae mit aen anderen Speiseanschiuüpunkten ais die Emitter, verbunden sind. Wenn nun z. B. der Anschlußpunkt 1 positiv in bezug auf den Anschlußpunkt 2 ist, wird wieder der Transistor 7Ί gesperrt, während der Transistor T₂ über den Widerstand R₂ in den leitenden Zustand gebracht wird, wobei nun aber der Spannungsunterschied zwischen dessen Emitter und dessen Kollektor, die den Zonen 7 bzw. 4 in F i g. 1 entsprechen, nur gleich dem Spannungsabfall über einem noch eben nicht in die Sättigung gesteuerten Transistor ist, was in der Praxis z. B. 0,1 V sein kann im Vergleich zu 0,6 V im Falle der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2. Die Widerstände sind dabei derart gewählt, daß der Basisstrom des Transistors T₂ noch stets klein gegenüber dessen Emitter 5 Kollektorstrom bleibt; die Spannung zwischen Basis und Emitter weist jedoch dasselbe Vorzeichen wie (und ist nur etwas größer als) die Spannung zwischen Basis und Kollektor auf.

In dem Layout nach F i g. 5 sind die Widerstände /?i und Ri als Ausläufer 25 bzw. 26 der Basiszonen 27 bzw. 28 der mit 7, 6, 4 bzw. 5, 6, 4 übereinstimmenden Transistorstrukturen ausgebildet. Der Anschlußpunkt 1 ist über einen Leiter 29 mit dem Emitter 30 aes einen NPN-Transjsiors verbunden, dessen Kollektor wieder durch die Trägerzone 4 gebildet wird, während er andererseits über den Leiter 31 mit einer Kontakifläche 32 auf dem Basiswiderstand 25 verbunden isi. Ebenso ist

der Anschlußpunkt 2 über einen Leiter 33 mit dem Emitter 34 des anderen NPN-Transistors und über den Leiter 35 mit der Kontaktfläche 36 auf dem Basiswidersland 26 verbunden. Die Zone 11, deren Funktion wieder völlig der in Fig. I entspricht, ist mit Zähnen37, 38 und 39 versehen, die die Zonen 25 Und 26 teilweise umfassen.

Wenn wieder z. B. diejenige Spdsungspolarität gewählt wird, bei der der Anschlußpunkt 1 in bezug auf den Anschlußpunkt 2 positiv eingestellt ist, wird einerseits über die Kontakifläche 32 eine Vorwärtsspannung an der Zone 25 wirksam, die bewirkt daß die Basiszone 27 in der Durchlaßrichtung in bezug auf die Emitterzone 34 polarisiert wird, so daß die Struktur 34, 27,4 leitend wird und somit die Trägerzone 4 nahezu das Potential des Anschlußpunktes 2 annimmt. Andererseits wird die Zone 25 wenigstens in der Nähe der Kontakifläche 32 eine erhebliche Ladungsmenge in die Träger'.one 4 injizieren, die von den Zähnen 37 und 38 der Zone 11 aufgefangen werden. Zu gleicher Zeit ist die durch die Zonen 30,38 und 4 gebildete Transistorstruktur gesperrt, was u. a. auf den geringen Spannungsunterschied zwischen den Zonen 4 und 28 zurückzuführen ist, so daß hier nahezu kein Strom fließt.

Der durch die Zone 26 gebildete Basiswiderstand wird wenigstens in der Nähe der Kontakifläche 36 Strom kollektieren, der über die Zähne 38 bzw. 39 der Zone 11 tn die Trägerzone 4 injiziert wird, welcher Strom wieder als Verluststrom zu betrachten ist. Zur Herabsetzung dieses Stromes empfiehlt es sich, die Zähne 37, 38 und 39 nur über einen Teil der Widerstandszonen 25 und 26 die letzteren Zonen umfassen zu lassen, wie gestrichelt dargestellt ist. Durch den Spannungsabfall über der Widerstandszone 25 wird nämlich der Spannungsunterschied zwischen dieser Zone 25 und der Trägerzone 4 in der Nähe der Kontaktfläche 32 maximal sein, so daß dort die größte Injektion in Richtung auf die Zone 11 stattfinden wird. Daher geht durch Verkürzung der Zähne 37 und 38 nicht viel an nützlicher Injektion zu der Zone 11 verloren, aber durch diese Maßnahme wird wohl der Verlust-

SULMIl VUtI UCI! LHIIIICII

herabgesetzt.

F i g. 6 gibt in dieser Hinsicht eine andere Lösung, bei der diese Verlustströme weiter herabgesetzt werden. Hier sind die Basiszone 27 und 28 derart vergrößert daß die Widerstandszonen 41 und 42 enthalten können, die als Ausläufer (vom N-Leitungstyp) der zugehörigen Emitterzonen 34 bzw. 30 ausgeführt sind. Der Anschlußpunkt 1 ist wieder mit der N-leitenden Emitterzone 30 an der Stelle der Kontaktfläche 43 und weiter mit der P-leitenden Injektorzone 9 verbunden. Ebenso ist der Anschlußpunkt 2 mit der N-Ieitenden Emitterzone 34 an der Stelle der Kontaktfläche 44 und weiter mit der P-leitenden Injektorzone 10 verbunden. Die von den Kontaktflächen 43 bzw. 44 abgekehrten Enden 45 bzw. 46 der Widerstandszonen 41 bzw. 42 sind über Leiterbahnen 47 bzw. 48 mit den Basiszonen 27 bzw. 28 verbunden.

Wenn wieder angenommen wird, daß der Anschlußpunkt 1 positiv in bezug auf den Anschlußpunkt 2 polarisiert ist, wird Strom über die Kontaktfläche 43, die Widerstandszone 41, die Kontaktfläche 45 und die Leiterbahn 47 die Basiszone 27 in bezug auf die Emitterzone 34 in der Durchlaßrichtung polarisieren, so daß die Struktur 34,27,4 wieder stark leitend wird und die Trägerzone 4 nahezu das Potential des Anschlußpunktes 2 annimmt. Demzufolge wird die Injektorzone 9

in bezug auf die Trägerzone 4 in der Durchlaßrichtung polarisiert sein, so daß Ladungen injiziert werden, die von der Zone 11 aufgefangen werden. Dadurch, daß die Wiclerstnnd.s7.onen 41 bzw. 42 in die Basiszonen 28 bzw. 27 aufgenommen werden, wird jedoch vermieden, daß unerwünschte Kollektorwirkung durch diese Basiszonen hefbi'gdfilhft wird. Dies ist u. a. darauf zurückzuführen, ciaiS, wenn die Struktur 34, 27, 4, die dem Transistor T₂ in Fig.4 entspricht, sich in dem stark leitenden Zustand befindet, somit die inverse Stromleitung durch den der Struktur 30, 28, 4 entsprechenden Transistor Ti vermieden wird.

Kin zusätzlicher Effekt ist der. daß die Zone 6 in F ι g. 1 und 2 bzw. die Zonen 27 und 28 in F ι g. 5 und 6 unmittelbar Injektionsstrom von der Zone 11 auffangen können. Sofern diese Erscheinung als unerwünscht betracht wird, sollen diese Zonen 6 bz>v 27 und 28 genügend weit von der Zone Il angeordnet werden, bzw. soll auf andere Weise dafür gesorgt werden, daß diese Ströme vermieden werden, z. B. durch Zwischen fügung einer fingerförmigen Pleitenden Zone, die mit der Tragerzone 4 verbunden sein kann. Dieser Strom kann, wie in Fig. 7 angegeben ist, auch ausgenutzt werden, und zwar dadurch, daß die Basiszonen 51 bzw. 52 der NPN-Strukturen 5,51,4 bzw. 7,52,4 in der Nähe der Zone 11 angebracht werden, so daß ein Teil des Stromes der Zone 11 /um Offnen der betreffenden Transistorstruklur verwendet wird. Wenn z. B. wieder der Anschlußpunkt I positiv in bezug auf den Anschlußpunkt 2 ist, werden der PN-Übergang 9, 4 sowie der PN-Übergang 52, 7 in der Durchlaßrichtung polarisiert. Die vier Zonen 9, 4, 52, 7 bilden dann eine PNPN-Struktur. die bei einer genügenden Anzahl freier Ladungen unstabil werden kann. Diese freien Ladungen können z. B. dadurch erhalten werden, daß Widerstände an geeignet gewählte Punkte angeschlossen werden; diese freien Ladungen können am einfachsten dadurch erzeugt werden, daß ein kurzzeitiger genügend hoher Startimpuls zwischen den Speiseklemmen angelegt oder daß das Halbleiterbauelement zeitweilig einer genügend starken Lichtstrahlung ausgesetzt wird. Wenn auf

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UJ O t 1 l|^f

9 zu der Trägerzone 4 in Gang gesetzt worden ist, werden Ladungen von der Zone 11 aufgefangen werden, von denen ein Teil in der Nähe der Zone 52 wieder in die Zone 4 injiziert und von dieser Zone 52 aufgefangen wird, wonach diese Ladungen über die Zone 7 den Speiseanschlußpunkt 2 erreichen. Der von der Zone 9 herrührende Injektionsstrom wird dabei nahezu völlig in der Zone 11 aufgefangen; dadurch daß jedoch diese Zone 11 eine Vielzahl Schaltungselemente

— auf gleiche Weise wie in den F i g. 1 und 2 angegeben

— mit Strom speist, wird nur ein kleiner Teil dieses Stromes die" Zone 52 erreichen. Dieser Ström wirkt dort als Basisstrom des vertikalen Transistors 7, 52, 4 und kann genügend groß sein, um diesen Transistor in dem gut leitenden Zustand zu halten.

In den bisher beschriebenen Beispielen ist die injektorzone 9 bzw, 10 mit der Trägerzoiie 4 und der Zwischeninjektorzdne Il als lateraler Transistor ausgeführt. Grundsätzlich ließe es sich auch denken, daß der ί Injektor als vertikaler Transistor ausgeführt werden könnte, indem nämlich von einem Substrat vom P-Leitfähigkcitstyp statt der N^f-Schicht nach Fig. 2 ausgegangen wird, auf welchem Substrat eine epitaktische Schicht vom N-Leitungstyp entsprechend der

ίο Trägerzone 4 in Fi g. 2 angebracht wird, in der wieder mehrere vertikale Transistorstrukturen entsprechend 15, 17 bzw. 16, 18 in F i g. 1 und 2 sowie Gleichrichterstrukturen entsprechend 3, 4, 5, 6, 7 in F i g. I und 2 und Injektoren entsprechend den Zonen 9 und IO in Fig. I und 2 angebracht werden, die wieder auf entsprechende Weise mit den Speiseanschlußpunkten verbunden sind. (Die Zone 11 der Fig. 1 und 2 wird dann dahc weggelassen.) Beim Anlegen von Speisespannungen werden die Gleichrichterslrukiuren wieder auf entspre chende Weise dafür sorgen, daß die Nleitende epitaklische Trägerzone ein Potential nahezu gleich dem der negativen Speiseklemme annimmt, während der von der mit der positiven Speiseklemme verbundenen Injektorzone herrührende Strom durch die Nleilende epitaktische Trägerzone hin das P-leitende Substrat erreichen wird und dann wieder für die Stromversorgung der verschiedenen Transistorstrukturen auf dem Halbleiterkörper dienen kann. Diese Lösung weist jedoch gegenüber dem Vorteil, daß die

ω Zone 11 weggelassen werden kann, den Nachteil auf. daß die Anwendung der Trägerzone als niederohmiger Speisestromleiter und als Emitter für die Strukturen entsprechend 15, 17 bzw. 16, 18 in Fig. 1 nun viel weniger effektiv ist, weil die günstige Wirkung des

Jj N * -dotierten Substrats in F i g. 2 fehlt.

Der Wirkungsgrad der integrierten Schaltung wird bedeutend erhöht, wenn die Zwischeninjektorzone 11 mit den mit Strom zu speisenden Zonen von einer isolierenden oder N*-dotierten Zone umgeben wird (in

■to Fig. 1 scharffiert angegeben), die erwünschtenfalls bis in das N* -Substrat reichen kann und bewirkt, daß die

Weise abfließen können. Eine ähnliche Maßnahme kann in F i g. 7 in bezug auf die Zwischeninjektorzone 11 und die Gleichrichterstrukturen 5,51,4 und 7,52,4 getroffen werden.

Es versteht sich, daß alle Dotierungen auch den entgegengesetzten Typ aufweisen können, in welchem Falle auch die Spannungspolaritäten umgekehrt werden. Ferner kann an die Anschlußpunkte 1, 2 auch erwünschlenfalls ein Speisewechselstrom angelegt werden; in diesem Falle empfiehlt es sich, die Kapazität zwischen den Zonen 4 und 11 dadurch zu erhöhen, daß diese Zonen' mit Kontaktflächen versehen werden und zwischen diesen Flächen ein Kondensator eingeschaltet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Integrierte Schaltung mit einem Halbleiterkörper, bei der zur automatischen Sicherstellung der richtigen Speisespannungspolarität zwischen den SpeisespannungsanschluQpunkten (I₁ 2) und den zu speisenden, innerhalb einer Trägerzone (4) angeordneten Teilen der Schaltung eine durch gleichrichtende Obergänge gebildete, schaltungstechnisch symmetrischen Aufbau aufweisende Gleichrichterbrük-Ice (Di, D2, T3) eingeschaltet ist, von der zwei gleichrichtende Obergänge durch die Emitter-Basis-Obergänge von Transistoren gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter-Basis-Obergänge derart angebracht sind, daß sie Teile von zur Stromversorgung weiterer Schaltungselemente der integrierten Schaltung dienenden Strominjektoren (T3, 7*6) bilden, die aus einer tviehrzonenstruktur mit mindestens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende Übergänge voneinander getrennten Zonen (9, 4, 11 bzw. 10, 4, 11) bestehen, von denen die erste, injizierende Zone (9 bzw. 10) mit einem der Speisespannungsanschlußpunkte (1 bzw. 2) verbunden ist, durch mindestens einem gleichrichtenden Übergang von den Schaltungselementen (T4, T5), denen Strom zugeführt werden soll, getrennt ist und an die die zweite Zone bildende Trägerzone (4) grenzt, wobei Ladungsträger aus der injizierenden Zone (9 bzw. 10) in die Trägerzone (4) injiziert werden und von der an die Trägerzone {4] grenzenden dritten, sammelnden Zone (Jl) gesammelt werden, wobei eine Zone (15) eines der mit Strom zu versorgenden Schaltungselemente (TA), die durch mindesten* zwei gleichrichtende Übergänge von der injizierenden Zone (9 bzw. κ 10) und somit von dem damit verbundenen Speisespannungsanschlußpunkt (1 bzw. 2) getrennt ist, so angebracht ist, daß sie über einen diese Zone (15) begrenzenden gleichrichtenden Übergang Ladungsträger und damit Strom aus dem Strominjektor empfängt.

2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Strominjekioren als laterale Transistoren ausgebildet sind.

3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 2. dadurch ^ gekennzeichnet, daß der .Strominjektor eine Zone (11) enthalt, die eine Randoberfläche aufweist, die in bezug auf jede der mit Strom zu speisenden Zonen (15, 16) der weiteren Schaltungselemente (T4. Γ5) groß ist in

4. Integrierte Schaltung nach Anspruch I. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nicht in den Strominjekioren enthaltenen gleichrichtenden Übergänge (Di. D2) /u vertikalen Transistoren (TX. Γ2) gehören, deren Kollektoren durch die « Trägerzone (4) gebildet sind, wobei der Emitter des einen Transistors (TX) mn dem einen (1) und der Emitier des anderen Transistors (T2) mit dem zweiten (2) Speisespannungsanschlußpunkt verbun den ist und die Basis Elektroden jeweils über einen Widerstand (R \ bzw. R 2) mit einem anderen Anschlußpunkt wie der Emitter verbunden sind.

5. Integrierte Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R X, R2) als Ausläufer (25, 26) der in der Trägerzone (4) angebrachten Basiszonen (27, 28) der vertikalen Transistoren (T 1, T2) ausgebildet sind (F i g, 5),

6. Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Ausläufer (25, 26) zugleich einen Teil des Strominjektors bilden.

7. Integrierte Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R 1, R 2) als Ausläufer (41, 42) der Emitterzonen (30, 34) der vertikalen Transistoren (Ti, T2) in den die Basiszonen (27,28) bildenden Inseln angebracht sind (F ig. 6).

8. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nicht in den Strominjektoren enthaltenen gleichrichtenden Obergänge (DX, D2) als in der Trägerzone (4) angebrachte vertikale Transistoren (5, 51, 4) ausgeführt sind, die in derart geringer Entfernung von dem Strominjektor angebracht sind, daß sie den benötigten Basisstrom empfangen (F i g. 7).

9. Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strominjektor mit den mit Strom zu speisenden Zonen der weiteren Schaltungselemente lateral von einer hochdotierten Zone umgeben ist, die das Abfließen von Injektionsströmen möglichst verhindert.

10. Integrierte Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer injizierenden Zone de. Strominjektors und der Trägerzone ein Kondensator eingeschaltet ist.