DE2927934A1 - Verwendung einer bipolaren transistorstruktur innerhalb integrierter schaltungen - Google Patents

Description

2927S34

L.C.Freyberger-7 ^ Fl 1006

Mo/bk .

10. Juli 1979

Verwendung einer bipolaren Transistorstruktur innerhalb

integrierter Schaltungen

Stand der Technik

Bipolare integrierte Schaltungen, und zwar sowohl deren halbleitertechnischer Aufbau als auch deren Schaltungstechnik sind beispielsweise in der Zeitschrift "Scientia electrica", 1963, Seiten 67 bis 91 beschrieben. Während sich aktive Bauelemente, also Transistorstrukturen und Diodenstrukturen, sowie ohmsche Widerstände relativ leicht integrieren lassen, bietet die Integration von Kondensatoren gewisse Schwierigkeiten. Diese liegen nach den Angaben auf Seiten 81 bis 83 a.a.O. im wesentlichen darin, daß sich aus wirtschaftlichen Gründen, nämlich unter Berücksichtigung des Platzbedarfs, lediglich Kapazitäten in der Größenordnung von etwa 1 nF realisieren lassen. Größerwertige Kapazitäten werden daher auch heute noch nicht integriert, sondern über äußere Anschlüsse der integrierten Schaltung zugeschaltet. Dies erfordert jedoch wiederum mindestens einen äußeren Anschluß (wenn ein Anschluß des Kondensators mit Bezugspotential oder Betriebsspannung verbunden ist) oder sogar zwei äußere Anschlüsse ( wenn der Kondensator zwischen zwei an sich nicht nach außen geführten Schaltungspunkten liegt).

Man hat in speziellen Anwendungen auch schon versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu umgehen, daß man spezielle Schaltungen entwickelt hat, die gegenüber den bekannten kleinere Kapazxtätswerte erforderten, so daß integrierte Kapazitäten realisierbar sind.

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I,.C.Freyberger-7 · Fl 1006

Aufgabe

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, öinen weiteren Weg aufzuzeigen, wie innerhalb integrierter Schaltungen Kapazitätswirkungen realisiert werden können. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Verwendung einer bipolaren Transistorstruktur als integrierte Kapazität bei Frequenzen oberhalb der Transitfrequenz der Bansistorstruktur gelöst. In Ausgestaltung der Erfindung eignen sich hierfür laterale pnp-Tansistorstrukturen ganz besonders. Eine bevorzugte Anwendung besteht bei einem monolithisch integrierten HF-Verstärker, bei dem die bipolare Transistorstruktur als schwingungsverhindernde Kapazität und zugleich als aktives Bauelement im Gegenkopplungszweig verwendet wird.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird nun anhand des in der Figur der Zeichnung dargestellten Schaltbildes einer Ausführungsform näher erläutert^ Die Figur zeigt einen symmetrischen HF-Verstärker, der nach dem Differenzverstärkerprinzip aufgebaut ist. Seine Grenzfrequenz liegt in der Größenordnung von einem Gigahertz, im vorliegenden Fall bei etwa 1,5 GHz. Zur Stabilisierung des Gleichstromarbeitspunktes dient, wie allgemein bekannt ist, ein Gegenkopplungszweig vom Ausgang des Verstärkers zu dessen-Eingang. Im vorliegenden Fall sind hierfür nach der Erfindung zwei im aktiven Bereich betriebene TransistorStrukturen vorgesehen, deren Transitfrequenz niedriger als die Grenzfrequenz des Verstärkers ist, insbesondere sollte die Transitfrequenz niedriger als die niedrigste Arbeitsfrequenz des Verstärkers sein.

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L.C.Freyberger-7 . Fl 1006

Wie ersichtlich hat der in der Figur dargestellte HF-Verstärker drei Differenzverstärkerstufen 1, 2, 3, wobei die dritte Stufe 3 von der zweiten über Emitterfolger entkoppelt ist. Die erwähnte Gegenkopplung erfolgt über die zu den Verstärkertransistoren komplementären beiden Transistoren Tl, T2, die ihrerseits wiederum differenzverstärkerartig geschaltet sind, d.h. ihre beiden Emitter liegen über den Widerstand R1 an der Betriebsspannungsquelle UL. Die Basen der beiden Transistorstrukturen T1, T2 liegen jeweils an den Kollektoren der Transistoren der dritten Verstärkerstufe 3. Die Kollektoren führen kreuzweise vertauscht(wegen der bezüglich Gleichspannung bei einem Verstärker einzuhaltenden Phasenbeziehung)zu den Basen der Verstärkertransistoren der ersten Stufe 1, wobei zur Einstellung des Gleichstromarbeitspunktes der beiden Transistorstrukturen T1, T2 die jeweiligen Widerstände R11, R21, die zum Bezugspotential führen, und die beiden Widerstände R12, R22 vorgesehen sind, die zwischen den Kollektor der jeweiligen Transistorstruktur T1, T2 und die zugehörige Basis des jeweiligen Transistors der ersten Verstärkerstufe 1 geschaltet sind. Zur besseren Hervorhebung sind die zu den nach der Erfindung als integrierte Kapazitäten verwendeten Transistorstrukturen Ti, T2 gehörenden Bauelemente und Verbindungsleitungen in der Figur stärker als die anderen Bauelemente und Verbindungsleitungen gezeichnet.

1 Blatt Zeichnung mit einer Figur

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Claims (3)

1. L.C.Freyberger-7 . Fl 1006

   Mo/bk 10. JuIi 1979

   Patentansprüche

   Verwendung einer bipolaren Transistorsturktur als integrierte Kapazität innerhalb integrierter Schaltungen bei Frequenzen oberhalb der Transitfrequenz der Transistorstruktur.
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2. 2. Verwendung einer lateralen pnp-Transistorsturktur nach Anspruch 1.
3. 3. Monolithisch integrierter HF-Verstärker unter Ver-

   wendung einer bipolaren Transistorstruktur nach Anspruch oder 2 als schwingungsverhindernde integrierte Kapazität und zugleich als aktives Bauelement im Gegenkopplungszweig.

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