DE3047299C2 - Oszillator mit einem in einem Halbleitersubstrat ausgebildeten aktiven Element - Google Patents
Oszillator mit einem in einem Halbleitersubstrat ausgebildeten aktiven ElementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Oszillator mit einem in
einem Halbleitersubstrat ausgebildeten aktiven Element, das eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode
aufweist, von denen die zweite Elektrode die Steuerelektrode darstellt und mit einem für den Oszillator geeigneten
Resonanzkreis und die dritte Elektrode mit der Spannungsversorgung verbunden ist, mit einem ersten,
zwischen eine Spannungsversorgung und die erste Elektrode des aktiven Elements geschalteten Sperrschichtkondensator
und einem zwischen die ers:e Elektrode und die zweite Elektrode des aktiven Elements geschalteten
zweiten Sperrschichtkondensator.
Eine in Fig. 1 dargestellte, aus dem japanischen Buch
»FM Stereo Tuner«, S. 94, Fig. 5-34 bekannte Clapp-Oszillatorschaltung
eignet sich als Empfangsoszillatorschallung in der Vorstufe eines Frequenzmodulationsbzw.
FM-Absiimmgeräts. Bei der Ausbildung einer solchen Schaltung nach Integrationstechnik können Teilerkondensatorcn
Cl und C2 eines Resonanzkreises bzw.
eines Oszillator-Schwingkreises 1 in einem Halbleiter-Chip ausgebildet werden. Aus Gründen der Kostensenkung
für den integrierten Schaltkreis ist die Chip-Größe vorzugsweise gering. Zur Ermöglichung einer geringen
Chip-Größe können die Kondensatoren Cl und C2 eine .Sperrschichtkapazität aufweisen, für welche im allgemeinen
die Kapazität einer in Sperrichtung vorgespannten pn-Übergangszone herangezogen wird.
F i g. 2 veranschaulicht ein Beispiel für die Konfiguration bei der Ausbildung eines Oszillator-Transistors C? 1
und der Teilerkondensatoren Cl und C2 im /C-Chip bei der Schaltung nach F i g. 1. Bei dieser /C-Konfiguration
müssen jedoch die pn-Übergangszonen- bzw. Sperrschichtkondensatoren C1 und C2 getrennt ausgebildet
werden. Da somit die Kondensatoren Cl und C2 jeweils eine eigene Fläche im Chip einnehmen, vergrößert
sich die Gesamtfläche des Chips. Bei der Konstruktion nach F i g. 2 bildet sich in unerwünschter Weise ein
parasitäter Kondensator C2a zwischen einer n-Zone des Kondensators C2 und einem p-Typ-Substrat 2. Dieser
parasitäre Kondensator C2a ist deshalb unerwünscht, weil er eine Schwingung des Clapp-Oszillators
verhindert.
F i g. 3 ist ein Äquivalentschaltbild für den Clapp-Oszillator
mit der Konfiguration nach F i g. 2. Dabei entspricht eine Diode C2dem Kondensator, der durch eine
n-Zonc 3 und eine p-Zonc 4 gebildet wird, während ein Widerstand r2 für den Äquivalentdiffusionswiderstand
der Zonen des pn-Übergangs steht. Auf ähnliche Weise bildet eine Diode Cl einen durch eine n-Zone 5 und
eine p-Zone 6 gebildeten Kondensator, während ein Widerstand rl den Diffusionswiderstand angibt. Die Dio-
de C2a stellt den durch die Zone 3 und das Substrat 2 gebildeten parasitären Kondensator dar, und eine Diode
CIa bildet den durch die Zone 5 und das Substrat 2 geformten parasitären Kondensator. Widerstände rla
und r2a stehen für Diffusionswiderstände der Dioden r,
CXa und C2a. Die durch die Diode C2a-gebildete parasitäre
Kapazität hat insbesondere einen ungünstigen Einfluß auf die Schwingung des Oszillators.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Oszillators, der in Form eines integrierten
Schaltkreises klein ausgelegt werden kann und der durch parasitäre Kapazität nicht ungünstig beeinflußt
wird.
Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten Oszillator erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß erster und
zweiter Sperrschichtkondensator im Halbleitersubstrat — im Querschnitt gesehen — übereinanderliegend ausgebildet
sind.
Mit anderen Worten: Die Teilerkonden*atoren des Oszillators, d. h. erster und zweiter Sperrschichtkondensator,
weisen eine übereinander gesetzte Konfiguration auf. Infolgedessen kann die Größe des Chips gemäß der
Erfindung kleiner gehalten werden als im Fall von Fig.2, bei welcher die Teilerkondensatoren an verschiedenen
Stellen des Substrats ausgebildet sind. Da weiterhin der erste Sperrschichtkondensator zwischen
das Substrat und den zweiten Sperrschichtkondensator, der mit der zweiten Elektrode (Basis gemäß Fig. 4;
Kollektor gemäß Fig. 13) des aktiven Elements (Schwingungstransistor Q 10) verbunden ist, eingefügt
ist, entsteht zwischen der zweiten Elektrode und dem Substrat keine parasitäre Kapazität. Aus diesem Grund
vermag der erfindungsgemäße Oszillator im Betrieb stabil zu schwingen.
Zwischen dem ersten Sperrschichtkondensator und dem Substrat entsteht eine parasitäre Kapazität, die jedoch
die Stromspeiseleitung zum Substrat (M) überbrückt. Im Gegensatz zur Konstruktion nach F i g. 2 ist
die beim erfindungsgemäßen Oszillator entstehende parasitäre Kapazität vorteilhaft.
Durch die CH-PS 4 91 536 ist ein Transistor-Oszillator bekannt, bei dem in einem Halbleiterkörper ein bipolarer
Transistor ausgebildet ist. In der den Basisbereich bildenden Zone ist nach dem Emitterbereich ein
mit diesem gleich dotierter Bereich angeordnet, der mit 4')
dem Basisbereich eine Kapazitätsdiode darstellt, so daß diese Halbleiteranordnung einen Transistor und einen
Kondensator vereinigt.
Aus der DE-OS 19 22 541 ist bekannt, einen Transistor mit einer Diode in Reihe zu schalten, daß im oberen to
Abschnitt eines Halbleiterkörpers der Transistor ausgebildet ist, während sich im unteren Abschnitt des Halbleiterkörpers
noch ein sich über den gesamten Querschnitt erstreckender pn-übergang befindet.
Aus der DE-PS 19 02 339 schließlich ist ein tempera- «
turkompensierter Transistoroszillator bekannt, bei dem einem bipolaren Transistor eine bipolare Transistorkonstruktion
parallel geschaltet ist. Diese Druckschrift zeigt jeweils nicht die halbleitertechnische Realisierung
dieses Oszillators. Wi
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines Clapp-Oszillators.
F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Beispiels tv->
für die Konfiguration des Hauptteils der Schaltung nach
F i g. 1 bei Ausführung als integrierter Schaltkreis.
F i t?. 3 ein Äauivalcntschallbild des Clapp-Os/illators
mit der Konfiguration nach F i g 2,
F i g. 4 ein Schaltbild des Grundaufbaus eines Oszillators mit Merkmalen nach der Erfindung,
F i g. 5 ein Schallbild einer speziellen Ausführungsform
der Schaltung nach F i g. 4,
Fig.6 eine schematische Schnitt-Darstellung des
Aufbaus eines Hauptteils der Schaltung nach F i g. 5 bei Auslegung als integrierter Schaltkreis.
F i g. 7 ein Äquivalcntschaltbild eines Clapp-Oszillators
mit der Konfiguration nach F i g. 6.
Fig.8 ein Beispiel für eine Schaltung als Lastkreis
gemäß F i g. 4 mit Konstantstromquelle.
F i g. 9 ein Beispiel für eine Schaltung zur Bildung einer Spannungsversorgung gemäß F i g. 4 mit Konstantspannungsquelle,
F i g. 10 eine Abwandlung der Schaltung nach F i g. 5,
Fig. 11 eine Abwandlung der Anordnung nach
Fig. 6,
Fig. 12 eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 10,
Fi g. 13 ein Schaltbild des Grundaufbaus eines anderen
Oszillators gemäß der Erfindung.
Fig. 14 ein Schaltbild einer speziellen Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 13. und
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Beispiels
für den Aufbau des Hauptteils der Schaltung nach Fig. 14 bei Auslegung als integrierter Schaltkreis.
Vor der genaueren Erläuterung der Ausführungsfornien der Erfindung ist ausdrücklich darauf hinzuweisen,
daß in den Figuren gleiche oder einander entsprechende Teile zur Vereinfachung der Darstellung mit jeweils
gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und daß gleiche Bezugsziffern tragende Teile ohne weiteres gegeneinander
austauschbar oder mit nur geringen, für den Fachmann offensichtlichen Änderungen wahlweise verwendbar
sind.
F i g. 4 veranschaulicht den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen
Oszillators. Der Kollektor eines aktiven Elements bzw. eines npn-Schwingtransistors Q 10 ist an
eine Spannungsquelle 12 angeschlossen, die über eine Speiseleitung \2L eine Speisespannung Vco liefert. Die
Spannungsquelle 12 mit der Speiseleitung 12L weist bei der Schwingfrequenz des Oszillators eine ausreichend
kleine Impedanz auf. Die Basis des Transistors Q 10 ist mit einer Spannungsquclie 14 verbunden. Letztere licfeit
einen Vorspannungsstrom IB für die Aktivierung des Transistors Q 10. Die von der Spannungsquelle 14
gelieferte Spannung VB\%\ im allgemeinen auf dieselbe Größe wie die Speisespannung Vcrodcr eine geringere
Größe eingestellt. Der Emitter des Transistors Q IO ist über einen Laslkreis 16 an Masse gelegt. Ein ein Reaklionsnei/.
enthaltender Resonanzkreis 18 ist zwischen die Basis des Transistors Q 10 und die Speiseleitung 12Z.
eingeschaltet.
Kathode und Anode einer ersten pn-Übcrgangs- bzw. -Sperrschicht-Diode ClO sind an Kollektor bzw. Emitter
des Transistors Q 10 angeschlossen. Kathode und Anode einer zweiten pn-Sperrsehicht-Diode C20 sind
mit Basis bzw. Emitter des Transistors Q 10 verbunden.
Die Diode C20 wird durch den Basis-Emitter-Durchlaß-Spannungsabfall
VßEdes Transistors C? 10 in Sperrichtung vorgespannt, während die Diode ClO durch die
Kollcktor-F.miticr-Spannung (Vcc - VB + VBE) des
Transistors Q 10 in Sperrichtung vorgespannt wird. In
diesem Fall wirken die beiden in Spcrrichiung vorgespannten
Dioden ClO und C20 als Kondensatoren, so
daß sie die Teilerkondensaloien des Clapp-Oszillators
darstellen. Ein Schwingungsausgangssignal t'o des Oszilllators
wird am Emitter des Transistors Q IO erhalten.
Zur Bildung der Diode C20 wird in der p-Typ-Zone
der Diode ClO durch Diffusion eine n-Typ-Zone geformt.
Die Dioden ClO und C20 bilden sodann eine bipolare Transistorkonstruktion des Planartyps. Die
Kombination der Dioden C10 und C20 ist daher einem bipolaren Transistor ζ) 20 äquivalent, bei dem die Basis
mit dem Emitter des Transistors Q 10 und der Emitter (Kollektor) mit der Basis des Transistors Q 10 verbunden
sind.
Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der
Konstruktion gemäß F i g. 4. Dabei ist der Kollektor des npn-Transistors ζ) 10 an die Speiseleitung ML mit der
Spannung Vcc angeschlossen. Der Emitter des Transistors Q10 liegt über einen Lastwiderstand R 16 an Masse.
Die Basis des Transistors Q 10 ist über einen Vorspannwiderstand R 14 mit der Leitung 12L verbunden.
Die Basis des Transistors Q 10 liegt (außerdem) über einen Kondensator C18? und einen Parallelrcsonanzkreis
aus einem Kondensator C 18| und einer Induktivität bzw. Drossel L 18 an der Leitung 12L Darüber hinaus
ist die Basis des Transistors Q 10 auch über die Emitter-Kollektor-Strecke des npn-Transistors Q2Q
mit der Leitung \2L verbunden. Die Basis des Transistors ζ>20 liegt am Emitter des Transistors ζ) 10. Die
Leitung 12L ist über einen Überbrückungskondensator CB an Masse gelegt, welcher eine Verringerung der
Hochfrequenz-Impedanz der Leitung 12L bewirkt.
F i g. 6 veranschaulicht den Aufbau der Transistoren Q 10 und Q 20 bei der Schaltung gemäß F i g. 5 bei Ausführung
als integrierter Sehaltkreis. Die Transistoren 010 und Q 20 werden nach dem herkömmlichen Planartransistor-Herstellungsverfahren
durch Diffusion in einem p-Typ-Substrat 20 ausgebildet. Gleichzeitig mit einer n-Kollektorzone des Transistors Q 10 wird eine
n-Zone 22 in das Substrat 20 eindiffundiert. Eine p-Zone 24 wird gleichzeitig mit einer p-Basiszone des Transistors
Q 10 in die Zone 22 eindiffundiert. Anschließend werden eine η-Zone, die den Emitter des Transistors
Q 10 bildet, und eine n-Zone 26 innerhalb der Zone 24 ausgebildet. Die Kollektorzone des Transistors Q10
und die n-Zone 22 sind durch eine ρ' -Trennzone 28 voneinander getrennt. Die Zonen 22, 26 und 24 sind
über Aluminium-Leiterzüge 30i, 30 _>
bzw. 3Oi mit Kollektor, Basis bzw. Emitter des Transistors Q 10 verbunden.
Eine durch die Zonen 22 und 24 gebildete pn-Sperrschicht-Diode stellt einen ersten Teilerkondensalor
ClO dar, während eine pn-Sperrschicht-Diode. die durch die Zonen 24 und 26 gebildet wird, einen zweiten
Teilerkondensator C20 darstellt. Eine zwischen der Zone
22 und dem Substrat entstehende pn-Übergangszone bildet eine parasitäre Kapazität.
F i g. 7 ist ein Äquivalentschaltbild eines Clapp-Oszillators
mit der Konfiguration gemäß F i g. 6. Widestände r 10 und r 20 werden jeweils durch den Widerstand der
Teilerkondensatoren (p-n-Sperrschicht-Dioden) ClO und C 20 gebildet. Ein Widerstand r 10a ist der Widerstand
des die parasitäre Kapazität C 10a bildenden pn-Übergangs. Obgleich die Widerstandsgrößen der Widerstände
r 10 und r 20 sehr klein sind, können sie nicht
0 betragen, solange die Kondensatoren ClO und C20 duivh Diffusion hergestellt werden. Es ist jedoch möglich,
die WidiTMiitulswcrte dieser Widerstünde so klein
auszulegen, dall sie praktisch > ernachliissigbar sind.
Die folgenden Einzelheiten ergeben sich aus einem Vergleich der F i g. 3 und 7.
Zunächst ist in Fig.7 die parasitäre Kapazität C2a,
welche den Basiskreis des Transistors Q10 nach Masse
(bzw. zur Speiseleitung 12ZJ überbrückt, nicht vorhanden. Infolgedessen kann der Clapp-Oszillator nach
F i g. 5 oder 6 im Betrieb stabil schwingen. Zum zweiten ist in Fig. 7 der Kondensator ClOa, welcher den KoI-lcktorkrcis
des Transistors Q 10. d. h. die Speiseleitung
12/., nach Masse überbrückt, vorhanden. Da dieser Kondensator ClOa die Wechselspannungsimpedanz der
Spannungsquelle bei der Schwingungsfrequenz reduziert, wird hierdurch ebenfalls ein stabiler Schwingungsbetrieb des Oszillators gewährleistet.
ι« Die Kapazität der pn-Sperrschicht ändert sich in Abhängigkeil
von der an seine Übergangszone bzw. Sperrschicht angelegten Rückwärtsvorspannung. Obgleich
gemäß F i g. 4 die Schwingungsfrequenz des Oszillators hauptsächlich durch den Resonanzkreis 18 bestimmt
wird, ändert sich die Schwingungsfrequenz auch in Abhängigkeit von den Kapazitäten der Dioden ClO und
C 20.
Die Rückwärtsvorspannung zur Diode C20 entspricht dem Basis-Emitter-Durchlaßspannungsabfall
VBEdes Transistors ζ) 10. Wenn der Transistor Q 10 ein
Siliziuintransistor ist, beträgt die Spannung VBE etwa
O.b bis 0,7 V beim Raumtemperatur (ungefähr 3000K).
Die Spannung VBE unterliegt auch bei Schwankungen der Speisespannung VCC keinen großen Änderungen.
Infolgedessen ändert sich die Kapazität der Diode C20 auch bei Schwankungen der Spannung Vcc nicht wesentlich.
Bei einer Schwankung der Spannung Vcc ändert sich jedoch der Emittersirom oder Basisstrom des
Transistors Q 10, so daß sich seine Eingangskapazität
jo geringfügig verändert. Diese Kapazitätsänderung führt
zu einer Schwankung der Schwingungsfrequenz. Wenn sich die Rückwärtsspannung der Diode ClO ändert, ändert
sich auch deren Kapazität. Diese Spannungsänderung bedingt eine Änderung der Schwingungsfrequenz.
Im Fall von VB = Vcc werden das Kathoden-Gleichspannungspotential
der Diode ClO sowie das Kathoden-Gleichspannungspotential der Diode C20 einander
gleich, wenn der Emitter des Transistors Q 10 als Bezugspotential
betrachtet wird. In diesem Fall fließt kein Streustrom von der Kathode der Diode C10 zur Kathode
der Diode C20 oder umgekehrt. Da weiterhin die an den Dioden C10 und C20 anliegende Rückwärtsvorspannung
klein ist (etwa 0,6 V), können die Kapazitäten der Dioden C10 und C20 ohne weiteres höher ausgelegt
werden. (Die pn-Sperrschicht-Kapazität wird mit zunehmender Rückwärtsvorspannung kleinen)
F i g. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Lastkreises 16 gemäß Fig.4. der eine Konstantstromquelle
umfaßt. Der Emitter des Transistors Q 10 (F i g. 4 bis 7) ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q16
verbunden, dessen Emitter über den Widerstand R 16i an Masse liegt. Die Basis des Transistors Q16 liegt über
die Anoden-Kathoden-Strecke eines übereinandergeschichteten bzw. »gestapelten« Diodenblocks D 16| an
Masse. Die Basis des Transistors Q16 ist außerdem über
einen Widerstand R I62 und eine Diode DI62 mit der
Speiseleitung 12L verbunden. Durchlaßspannungsabfall V16 des Diodenblocks DI61 ändert sich auch bei
Schwankungen der Spannung Vcc nicht wesentlich. Der
bo Basis- und der Kollektorstrom (IE) des Transistors Q16
bleiben daher auch bei Änderungen oder Schwankungen der Spannung Vor im wesentlichen konstant.
Nach Fig. 9 umfaßt die Vorspannungsquelle 14 gemäß Fig.4 eine Konstantspannungsquelle. Die Basis
b5 des Transistors Q 10 (F i g. 4 bis 7) ist über einen Widerstand
R 14i mit der Kathode einer Zener-Diode ZD 14 verbunden, deren Anode an Masse liegt. Die Kathode
der Diode ZD14 ist über einen Widerstand R 142 mit
der Speiseleitung 12L verbunden, Eine durch die Diode
ZD 14 gelieferte Zener-Spannung V 14 erfährt auch bei Schwankungen der Spannung V'tr keine wesentliche
Änderung. Der Strom IB kann somit unabhängig von Änderungen der Spannung Vcc konstant gehalten werden.
Fig. 10 veranschaulicht eine Abwandlung der Schaltung
nach F i g. 5. F i g. 10 verdeutlicht insbesondere den
Fall, in welchem ein Oszillatorschwingkreis 18 zwischen die Basis des Transistors Q 10 und Masse geschaltei ist.
Der Kondensator CI82 ist zwischen den LC-Kreis (L 18
und C 18|) und die Basis des Transistors Q 10 geschaltet.
F i g. 11 zeigt eine Abwandlung der F i g. 6. Während
in F i g. 6 die Trennzone 28 zwischen der n-Kollektorzone des Transistors Q 10 und n-Zone 22 des Transistors
ζ) 20 ausgebildet ist, ist eine solche Trennzone in Fig. 11 nicht vorhanden. Bei der Konstruktion gemäß
F i g. 11 kann die Kapazität des Llberbrückungskondensators
ClOa ohne weiteres höher ausgelegt sein, weil die Fläche der pn-Sperrschicht zwischen p-Subsirat 20
und n-Zone 22 größer ist. Falls es nicht unbedingt nötig ist, die Kapazität des Kondensators ClOa größer zu
wählen, kann bei der Konstruktion gemäß Fig. 11 die
Strecke zwischen dem Transistor Q10 und dem Transistor
Q 20 ohne weiteres verkleinert werden. Bei der 2r>
Anordnung gemäß Fig. 11 kann somit die Chip-Größe kleiner und die Integrationsdichte größer sein als im Fall
von F i g. 6. Weiterhin ist dabei die Verdrahtung bzw. der Leiterzug 3O1 gemäß F i g. 6 nicht erforderlich. Die
Äquivalentschaltung gemäß F i g. 11 ist dieselbe wie die jo
Schaltung gemäß Fig.8. Bei der Anordnung nach F i g. 11 kann weiterhin die Kapazität der Diode C 10a
höher sein, während der Widerstand R 10a kleiner sein kann.
Fig. 12 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach J5
F i g. 10. Gemäß Fig. 12 ist der Emitter des Transistors
020 mit der Speiseleitung 12L verbunden, während sein Kollektor an die Basis des Transistors Q 10 angeschlossen
ist. Der Transistor ζ) 20 ist zur Ausbildung der Teilerkondensatoren des Clapp-Oszillators und nicht
zur Stromverstärkung vorgesehen. Aus diesem Grund kann jede der n-Zonen 22 und 26 den Emitter oder den
Kollektor bilden. Es wird jedoch z. B. die Zone 26 als Emitter benutzt. Weiterhin sind in F i g. 12 Dioden D 10
und D14 vorgesehen, obgleich diese nicht unbedingt
nötig sind. Diese Dioden werden zur Verschiebung des Gleichspannungspegels benutzt. Der Potentialunterschied
zwischen der Speiseleitung \2L und der Basis des Transistors ζ>
20 wird durch den Durchlaßspannungsabfall der Diode D10 erhöht, während die Vorspannung w
VB durch den Durchlaßspannungsabfall der Diode D 14 verringert wird.
F i g. 13 veranschaulicht eine andere Grundkonfiguration
des Oszillators. Während F i g. 4 einen Clapp-Oszillator
mit an Masse liegendem Kollektor zeigt, vcranschaulicht Fig. 13 einen Clapp-Oszillator (bzw. modifizierten
Colpitts-Oszillator) des Typs mit an Masse liegender Basis. Der hauptsächliche Unterschied zwischen
den Konstruktionen nach Fig.4 und 13 besteht darin,
daß Basis und Kollektor des Schwingtransistors Q 10 t>o
gegeneinander vertauscht sind. Der an die Basis des Transistors QlO angeschlossene Überbrückungskondensator
CB 2 dient zur Erdung der Basis Leitung bei Schwingungsfrequenz.
In Fig. 14 ist eine spezielle Ausführungsform der <>5
Konstruktion nach F i g. 13 dargestellt. Dabei wird als Lastkreis 16 eine durch eine Stromquelle I62 vorgespannte
Stromspiegelschaltung 16) benutzt.
Fig. 15 veranschaulicht die Transistoren Q 10 und
Q 20 der Schaltung nach Fig. 14 bei Auslegung als integrierter
Schaltkreis. Gemäß Fig. 15 sind die Verdrahtungen
bzw. Lcitor/üge 3Oi und 30: mil Basis bzw. KoI-
r) lcktor des Transistors Q 10 verbunden. In jeder anderen
Hinsicht entspricht die Anordnung nach Fig. 15 der Konstruktion gemäß F i g. b. In Fig. 15 kann die Trennzone
28 zwischen den Transistoren Q 10 und <?20 weggelassen
werden, wenn der Leiterzug 30> mit der Zone
lü 22 und der Lciterzug 3Oi mit der Zone 26, wie im Fall
von Fig. II, verbunden sind.
Es können beispielsweise nicht dargestellte, andere Schichten bzw. Zonen zusätzlich zur p-Zone 24 zwischen
n-Zone 22 und n-Zone 26 geformt werden. Die Zonen 22, 24 und 26 sind nicht zur Bildung des Transistors
selbst vorgesehen, sondern urrs die beiden pn-Spcrrschicht-Kondensatoren
C10 und C20 zu bilden.
Der bipolare Transistor Q 10 kann durch ein beliebiges anderes aktives Element ersetzt werden.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Oszillator mit einem in einem Halbleitersubstrat (20) ausgebildeten aktiven Element (Q 10), das eine
erste, eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, von denen die zweite Elektrode (B) die Steuerelektrode
darstellt und mit einem für den Oszillator geeigneten Resonanzkreis (18) und die dritte Elektrode
(C) mit der Spannungsversorgung (i2L) verbunden ist, mit einem ersten, /wischen eine Spannungsversorgung
(\2L) und die erste Elektrode (E) des aktiven
Elements (Q 10) geschalteten Sperrschichtkondensator (C 10) und einem zwischen die erste Elektrode
(E)und die zweite Elektrode (B; C)des aktiven
Elements geschalteten zweiten Sperrschichtkondensator CC20), dadurch gekennzeichnet, daß
erster und zweiter Sperrschichtkondensator (CiO,
C20) im Halbleitersubstrat (20) — im Querschnitt gesehen — übereinanderliegend ausgebildet sind.
2. Oszillator nach Anspruch 1, wobei das aktive Element (Q 10) durch einen bipolaren Transistor gebildet
ist, dessen Emitter der ersten Elektrode (E), dessen Basis der zweiten Elektrode (B. Fig.4; C
F i g. 13) und dessen Kollektor der dritten Elektrode entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Sperrschichtkondensatoren (CiO, C20) eine bipolare
Transisiorkonstruktion 1'02O) bilden, deren Basis
mit dem Emitter des aktiven Elements (Q 10) verbunden ist. während ihr Emitter mit der Basis des
aktiven Elements und ihr Kollektor mit dem Kollektor des aktiven Elements verbunden ist.
3. Oszillator nach Anspruch 1, wobei das aktive Element (Q 10) durch einen bipolaren Transistor gebildet
ist, dessen Emitter der ersten Elektrode ent- 3r> spricht, während seine Basis der zweiten Elektrode
und sein Kollektor der dritten Elektrode entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sperrschichtkondensatoren
(ΓΙΟ, C20) eine bipolare Transistorkonstruktion CC 20) bilden, deren Basis
mit dem Emitter des aktiven Elements (Q 10) verbunden ist, während ihr Kollektor mit der Basis des
aktiven Elements (Q 10) und ihr Emitter mit dem Kollektor des aktiven Elements CC? 10) verbunden
ist.
4. Oszillator nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des aktiven Elements
(Q 10) mit einer Vorspannungsquelle (14) verbunden ist, deren Vorspannungspotential (VB) dem
Stromversorgungspotential (Vcc) der Stromversorgungsleitung(12L.,/im
wesentlichen proportional ist.
5. Oszillator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (E) des aktiven
Elements (Q 10) mit einem Laslkreis (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastkreis (16) y,
eine Konstantquelle (16, Fig.8; 16,, 162 Fig. 14)
aufweist.
6. Oszillator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halbleiter-Substrat (20) vom p-Typ
ist und das aktive Element CC? 10) ein im Substrat w
(20) ausgebildeter npn-Planartransistor ist. dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Sperrschichtkondensator (C 10) aus einer an die Kollektorzone des npn-Transistors
CC? 10) angeschlossenen ersten n-Typ-Zone (22) und einer in letzterer ausgebildeten p- b
Typ-Zone (24) besteht und daß der zweite Sperrschichtkondensator (C20) die p-Typ-Zone (24) und
eine zweite, in der p-Typ-Zone (24) geformte n-Typ-
Zone (26) umfaßt.
7. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Halbleiter-Substrat (20) vom η-Typ ist
und das aktive Element CC? !0) ein im Substrat (20) ausgebildeter pnp-Planartransistor ist. dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Sperrschichtkondensator CClO) aus einer an die Kollektorzone des pnp-Transistors
CC? 10) angeschlossenen ersten p-Typ-Zone
(22) und einer in letzterer ausgebildeten n-Typ-Zonc (24) besieht und daß der zweite Sperrschichtkondensator
CC20) die n-Typ-Zone (24) und eine zweite, in der n-Typ-Zone (24) geformte p-Typ-Zone
(26) umfaßt.
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