DE3324476A1 - Darlington-transistorschaltung - Google Patents
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Description
ξ. 17 313 i.?.
1.5. 1?82 7VLe
Η03ΞΗΤ 3G5CH GM3H, 7000 STUTTGAHT 1
Darlington-Transistorschaltung
Stand der Technik
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft siae Darlington-Transistorschaltung
nach der Gattung des I-iauptanspruchs . -
Eine derartige Dariington-Transistorschaltung vurde bereits
in der deutschen Patentanmeldung ? 31 23 667 .^ vorgeschlagen.
Durch die Anordnung der Zenerdiode und des erste: und des zveiten Widerstandes vird bei dieser Schaltungsanordnung
bevirkt, daß bei Erreichen einer bestirnten Spannung
an der Kathode der Zenerdiode der Treibertranistor und der leistungstransistor eingeschaltet vardea und da2 durch das
ViderStandsverhältnis des ersten und des zweiten Widerstandes
dia Temperaturabhängigkeit dieser Zinschaltspannung
eingestellt verden kann. Durch die zusätzliche Anordnung des aus den dritten und aus dea vierten Widerstand be- '
stehenden Spannungsteilers wird darüber hinaus erreicht, da3 iie linschaltspannung, bei der der Treib'ertrans istor und
ier !eistungstransistor eingeschaltet verden, über das Teiler
verhältnis dieses Spannungsteilers als iIollektcr-Znitter-3egrenwUngssOannung
hcchtransfcmiert vird.
BAD ORIGINAL
Parallel :ur Eaitter-Basis-Strecke des leistungstransistors
ist bei dieser bereits vorgeschlagenen Schaltungsanordnung ein fünfter Widerstand im 3ereich einiger Chm
vorgesehen. Dies führt zu einer Schalt Seitverkürzung und zu einer besseren Energieverteilung is Slammerbetrieb.
Diese bekannte Darlington-Transistorschaltung ha: aber
den Nachteil, daß die Belastung des aus dem dritten und
dea vierten Widerstand bestehenden Spannungsteilers und auch seine Verstimmung stark temperaturabhängig ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Darlington-Transistorschaltung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dengegenüber
den Vorteil, daß die Belastung und auch die Verstimmung
des aus dem dritten und dem vierten Widerstand
bestehenden Spannungsteilers bei Änderung der Temperatur verringert wird. Der Hilfstransistor beansprucht dabei nur
venig Chipfläche. Der aus dem dritten und dem vierten Widerstand bestehende Spannungsteiler kann dabei entweder
in -dem die' Sollektorzonen der genannten Transistoren bildenden Substrat mit integriert oder extern angeordnet
sein. ■
Der ■ besondere Vorteil der erfindungsgemäSen Darlington-Transistorschaltung
besteht darin, da3 der monolithisch integrierte Teil durch einen kostengünstigen einfachen
Planarprozess, bei dem die integrierten Schaltungselemente
in ein gemeinsames Sollektorsubstrat eindiffundiert werden,
hergestellt werden kann, wobei die besonderen, für die normale Bipolar-IC-Technik charakteristischen und kostenaufwendigen
Merkmale wie Epitaxie, Isolierungsdiffusion, leit-
schichten und dergleichen, reraieden verden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä3en Darlington-Trans
ist or schaltung , bei der der aus dem dri-ten und dea
vierten Widerstand bestehende Spannungsteiler monolitisch
integriert ist, ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher, erläutert. Es zeigen;
Figur 1 das elektrische Schaltbild der mcnolitisch integrierten Darlington-Transistorschaitung, die Figuren 2
und 3 ein schematisches Ausführungsbeispiel der in Figur
1 dargestellten Schaltung in der Draufsicht, Figur J·
einen Schnitt nach der Linie CC1 der Figur 3.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine dreistufige Darlington-Transistorschaltung mir. einen Leistungstransistor T^, einem
Treibertransistor T und einem Vortransistor T. dargestellt.
Die Sollektoren dieser Transistoren T,, T,,
T^ sind aneinander angeschlossen, vährend der Emitter
des Treibertransistors T? an die 3asis des Leistungs-
-ransistors T_ und der Emitter des Vortransistors T,
an die 3asis des Treibertransistors T o angeschlossen
ist. Die 3asis 3 des Yortransistors.T, is^ durch ein
Eingangssignal ans-euerbar. Die Zaitter-Basis-Strecken
der Transistoren T., T?, T^ sind durch Widerstände ?.. ,
H0, H überbrückt. An die 3asis des Treibertransis~ors
T^ ist die Reihenschaltung aus einem Widerstand R._ und
einer Zenerdiode ZD angeschlossen, deren Anode mit dem Widerstand H; verbunden ist. Zwischen den Kollektor C
und den Emitter E ies Leistungstransistcrs T? ist ein
- ?. MS'3 ι
Spannungsteiler gelegt, der aus der Reihenschaltung
der Widerstände H-, 3^, R-, besteht und mit zwei Abgriffen
15^f und * 5h versehen ist.
irfindungsgemäS ist ein Hilfstransistor T1 vorgesehen,
dessen 3asis an den zwischen den Widerständen 1Rx und R_
liegenden Abgriff 15h und dessen Emitter an die Kathode
der Zenerdiode ZD angeschlossen ist. Der Kollektor dieses Hilfstransistors T, ist an die zusammengeschalteten Kollektoren
der Transistoren T',, T,-, T_ angeschlossen.
Wie in Figur 1 weiter angedeutet. ist-, sind die Widerstände
R_, 3.r, R-, als veränderbare Widerstände ausgsp
ο (
bildet.
Wenn, vie veiter unten näher beschrieben is-, die gssacte
in Figur 1 dargestellte Schaltung monolitisch integriert
vird, dann stellen die Widerstände R_, R^, R^ einen auf
j> ο
der Halbleiterscheibe abgleichbaren Spannungsteiler dar. Durch den Abgleich vird die gewünschte Saiitter-Kolleküor-Klasinerspannung
eingestellt, bei der die Zenerdiode ZD durchbricht und die Transistoren T und T^ aufgestieuerveraen,
s.o daß der Leistungstransis-or T durch energiereiche
Spannungsspitzen nicht is 'J ^„-Durchsruoii Schaden
nehmen kann. Durch den Widerstand R. , der izL Verhältnis
insbesondere :ua Widerstand R? passend zu dimensionieren
ist, kann der Teiaperaturgang der Klaisnerspannung eingestellt,
insbesondere aber praktisch zum Verschwinden gebracht
werden. Der kleine Hilfstransistor Γ , der in die
Schaltung integriert werden kann, dient dazu, die Belastung des Spannungsteiler R1., R^, R7 und auch seine
Verstimmung bei Änderung der Temperatur zu verringern.
BAD ORIGINAL
Die an der Oberfläche unter einer Siliziumdioxidschicht liegenden Basiszonen der Transistoren T, bis T. werden,
vie weiter unten anhand der Figuren 2 bis U beschrieben ist, durch eine im allgemeinen gleichseitig mit der
Basis- und Smitteraetallisierung aufgebrachte Metallelektrode
15? geschützt. Diese Elektrode 1?f liegt an
einer Anzapfung des oOannungsteilers R_, Rr , R„ . In der
Regel ist dafür ein anderes Teilerverhältnis nötig als für die Zmitter-Kollektor-Klammerung mittels Zenerdiode,
so daß eine einzige Anzapfung des Widerstandes R_, Rr,
R_ nicht ausreicht. Prinsipell ist es möglich, in einer
Anordnung gemäß der 3rfindung die durch das Potential der Deckelektrode 15f bestimmte 3asis-Xollektcr-Durchbruchspannung
getrennt von der Zmitter-Kollektor-Slammerspannung
einzustellen, venn von den Widerständen R_, R^-,
R^ mindestens zvei abgleichbar sind. Liegt aber die maximale Basis-Kollektor-Durchbruchspannung deutlich
über der gewünschten Zmitter-Kollektor-Klammerspannung,
so kann auf einen eigenen Abgleich verzichtet werden, venn von den Fertigungstoleranzen der Widerstände und
der Zenerspannung her sichergestellt ist, da3 nach Abgleic
von einem der Widerstände R_, R^ oder R„ die durch die
5 ο ι
Deckelektrode bestimmte Basis—Kollektor—Durchbrach—
spannung über der Zmitter-Kollektcr-Klammerspannung
liegt.
BAD ORIGINAL ··
- f.
Die Figuren 2 und 3 zeigen ein scheraatisches Ausführungsbeispiel der in Figur 1 dargestellten Schaltung, Figur ^
einen Schnitt nach der Linie CC' der Figur 3. Figur 2 zeigt die Halbleiteranordnung nach dem Vorgelegen und
Eintreiben der p- und η -Gebiete (n -Gebiete schraffiert.'.
Die Zonen 1 1 a, '.Vo, lic und lld stellen die Basisgebiete
der Transistoren T1, Tn, T_ und T, dar. Die schnalen
l ά J 4
p-leitenden Streifen 1i6a, 116b und 116c bilden die Widerstände
R_, R^, H^.. Die Möglichkeiten des Abgleichs sind
J O ι
zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in Figur 2 und Figur 3 nicht dargestellt. Die Zonen 1^-a, 1 ^b , lUc, 1 J-d
bilden die Saiittergebiete der Transistoren T , T5, T„ ,
T1. . Die Zone 1^-e bildet zusaamen ait der Zone 11b die
Zenerdiode ZD, vobei der Basis-3ahnviderstand des rechten unteren Ausläufers der Basiszone 11b des Transistors T_
den Widerstand R. bildet.
Figur 3 zeigt die gleiche Anordnung vie Figur 2, aber nach dem b'ffnen der tContaktfenster (schvarz ausgefüllt) und
nach dem. Aufbringen der Metallisierung (ges^richei* } .
Das Metallgebiet 15a ist im Konraktfenster 151a an die
Basiszone lla des Transistors T1 angeschlossen. Das
Met;allgebiet 15~o verbindet über die Xcn~aktfanswer Ip'-
und 152b die Zonen Ua und 11b, das Metallgebiet 15c
über iie Kontaktfenster 151c und 1p2c die Zonen "-b und
1 *c. Das Metallgebiet 15d ist über das Kontaktfenster
151d an die Emitterzone iUc des Transistors T^ angeschlossen.
Das Metallgebiet 15e verbindet über die
Kontaktfenster IpIs und I52e die η -leitende Emitterzone
1 j-d des Transistors Ti mit der η -leitenden Kathode
1-e der Zenerdiode ZD. Das Metallgebiet 15? stellt eine
Deckelektrode dar, iie an der Stelle '5'f an den Spannungsteiler
1'ca, ",'lob, Iioc bzv. R_ , R^, ?._ angeschlossen ist.
BAD
Der Metallstreifen 15k verbindet über die Xcntaktfenster
15'k uaa 152k. das kollektorseitige Ende 20 des Spannungsteilers
1i6a, llob, 11 6c mit dem im wesentlichen auf
•Collektorpctential liegenden η -Gebiet luf. Die Metallisierungsgebiete
1pg (3asis des Transistors T1 ) und 15h
,'Anzapfung des Spannungsteilers 1i6a, 1 1 6b , 1 loc) einerseits
sovie die Metallisierungsgebiete 15i (esittersei*iges
Inde des Spannungsteilers) und 15d (2mittermetailisierung
des Transistors T) andererseits sind eigentlich zu verbinden Die Darstellung geht davon aus, daß diese Verbindungen beim
Vormessen, der Scheibe am Meßautomaten zum Zvecke des Abgleichs des Teilers mittels Meßsonden kurzgeschlossen
verden" und da3 die endgültige Verbindung nach dem Auflöten
des Chips durch Drahtbonds geschieht. Dieses Torgehen bietet den Vorteil, daß die Sperrkennlinien der
Transistoren ohne den Leckstrom des Spannungsteilers kontrolliert verden kennen. Selbstverständlich können
die metallischen Verbindungen auch schon mit der übrigen Metallisierung-hergestellt werden, vobei, vie für den Fachmann
leicht einzusehen ist, die Deckelektrode '~f Aussparungen
erhalten muß und die Metallisierung 15^ sovie
das Xontaktfenster ".52c unterbrochen werden müssen.
Die Erfindung ist nicht auf das anhand der Figuren 1 bis - beschriebene Ausführungsbeispiel beschränk-. Insbesondere
ist es auch möglich, den aus den Widerständen 3_, R-, ?.„
ζ ο
b:v. "*6a, liob, 1 ice bestehenden Spannungsteiler nicht
in dem Substrat 10, das die Transistoren T1, T0, T,, T-.
enthält; , unterzubringen, sondern statt dessen extern in
einem besonderen, en'veder diskreten oder monolithisch
integrierten zweiten Bauelement unterzubringen.
Lee rseite
Claims (1)
- R. 17918 .i.P.
30.6.1983 Fb/LeROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1AnsprücheDarlington-Transistorschaltung mit einem Leistungstransistor (T ) und einem Treibertransistor .(T9), dessen Kollektor an den Kollektor des Leistungstransistors (T ) und dessen Emitter an die Basis des Leistungstransistors (T ) angeschlossen ist, und mit einem Vortransistor (T ), dessen Kollektor an den Kollektor des Leistungstransistors (T-) und dessen Emitter .an die Basis des Treibertransistors (T9) angeschlossen ist und dessen Basis durch ein Eingangssignal ansteuerbar ist, wobei an die Basis des Treibertränsistors (T ) eine Reihenschaltung angeschlossen ist, die einen ersten, mit dieser Basis verbundenen Widerstand (R^) und eine Zenerdiode (ZD) enthält, deren Anode mit dem ersten Widerstand (R, ) verbunden ist, wobei parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Treibertransistors (T?) ein zweiter Widerstand (R9) angeordnet ist, wobei ferner die genannten Schaltungselemente (T , T , T , E1 , R , ZD) in einem gemeinsamen, die Kollektorzone der genannten Transistoren (T , T„, T) bildenden Substrat (1O) in Planartechnik monolithisch integriert sind und wobei schlie31ich die Kathode der Zenerdiode (ZD) mit dem Abgriff (15h) eines aus einem dritten (R_, R^-) und einem vierten (?.„) Wider-BAD ORIGINALstand bestehenden Spannungsteilers (R_, R^, 3„) verbunden ist, dessen eines Ende an den Kollektor (C) des Leistungstransistors (T ) und dessen anderes Ende an den Emitter (E) des Leistungstransistors (T ) angeschlossen ist, insbesondere nach .Patentanmeldung P 31 23 667·Τ» dadurch gekennzeichnet, daß in die zwischen der Basis des Treibertransistors. (T^) und dem Abgriff (I5n) des Spannungsteilers (R1-, R/-, R) angeordnete, den ersten Widerstand (R, ) und die Zenerdiode (ZD) enthaltende Reihenschaltung die Basis-Emitter-Strecke eines in dein gemeinsamen Substrat; (10) monolithisch integrierten Hilfstransistors (T, ) in Flußrichtung eingeschaltet ist, dessen Kollektor an den Kollektor des Leistungs- ~ransistors (T ) dadurch angeschlossen ist, daß er wie die Kollektoren der anderen Transistoren (T1, T , T ) durch das gemeinsame Substrat (10) gebildet wird.2. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor (T,) mit seiner Basis an den Abgriff (15h) des Spannungsteilers (Rc-, R/-, R7) und mit seinem Emitter an die Kathode der Zenerdiode (ZD) angeschlossen ist.3. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der aus der:, dritten (R , H^) und dem vierten (R„) Widerstand bestehende Spannungsteiler (R^, R^, R„) in dem gemeinsamen, die Kollektorzonen der genannten Transistoren (T , T^, Γ,, T, ) bildenden Substrat (10) in Planartechnik monolithisch integriert ist.BAD ORIGINAL* * · ^ a* et "'""1--1'"7''"I1I-G*5 .* . ί ΐ * ** * R. 1T91ö-": l '" 1 ':'·:*"·: 3324478~. Darlington-Transistorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dendritten (R1., R^) und dem vierten (R„) Widerstand 5 ο 7bestehende Spannungsteiler (R1-, iv, R^.) auSerhalb dem die Kollektorzonen der genannten Transistoren (T1, T , T^, Τ, ) bildenden Substrat. (10) als diskretes Bauelement angeordnet ist.BAD ORIGINAL
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833324476 DE3324476A1 (de) | 1982-07-17 | 1983-07-07 | Darlington-transistorschaltung |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE3226850 | 1982-07-17 | ||
DE19833324476 DE3324476A1 (de) | 1982-07-17 | 1983-07-07 | Darlington-transistorschaltung |
Publications (1)
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DE3324476A1 true DE3324476A1 (de) | 1984-02-02 |
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ID=25803125
Family Applications (1)
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DE19833324476 Withdrawn DE3324476A1 (de) | 1982-07-17 | 1983-07-07 | Darlington-transistorschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3324476A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3416404A1 (de) * | 1984-05-04 | 1985-11-07 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Monolithisch integrierte planare halbleiteranordnung und verfahren zu dessen herstellung |
DE3431676A1 (de) * | 1984-08-29 | 1986-03-13 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Integrierte leistungsendstufe |
EP0176762A1 (de) * | 1984-09-27 | 1986-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Monolithisch integrierte bipolare Darlington-Schaltung |
DE3439366A1 (de) * | 1984-10-27 | 1986-04-30 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Darlington-transistorschaltung |
EP0382906A2 (de) * | 1989-02-17 | 1990-08-22 | Motorola Semiconducteurs S.A. | Geschützte Darlington-Transistoranordnung |
-
1983
- 1983-07-07 DE DE19833324476 patent/DE3324476A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0382906A3 (de) * | 1989-02-17 | 1991-11-27 | Motorola Semiconducteurs S.A. | Geschützte Darlington-Transistoranordnung |
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---|---|---|---|
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |