DE3628304A1 - Schaltung zur verringerung der streukapazitaeten der sperrschicht eines pnp-transistors mit isoliertem kollektor - Google Patents

Schaltung zur verringerung der streukapazitaeten der sperrschicht eines pnp-transistors mit isoliertem kollektor

Info

Publication number
DE3628304A1
DE3628304A1 DE19863628304 DE3628304A DE3628304A1 DE 3628304 A1 DE3628304 A1 DE 3628304A1 DE 19863628304 DE19863628304 DE 19863628304 DE 3628304 A DE3628304 A DE 3628304A DE 3628304 A1 DE3628304 A1 DE 3628304A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
collector
transistor
connection
epitaxial layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19863628304
Other languages
English (en)
Other versions
DE3628304C2 (de
Inventor
Maurizio Zuffada
Fabrizio Sacchi
Paolo Ferrari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Microelettronica SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGS Microelettronica SpA filed Critical SGS Microelettronica SpA
Publication of DE3628304A1 publication Critical patent/DE3628304A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3628304C2 publication Critical patent/DE3628304C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/14—Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of neutralising means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verringerung der Streukapazitäten der Sperrschicht eines pnp-Transistors mit isoliertem Kollektor des Typs, der einen mit einer Epitaxieschicht n des Transistors verbundenen Anschluss umfaßt.
Bekanntlich könnten pnp-Transistoren eine breite Anwendung auf dem Gebiet der Breitbandverstärker finden, wenn sie gute Frequenzgangeigenschaften aufwiesen.
Die moderne Technologie hat derzeit vertikale pnp-Transistoren mit isoliertem Kollektor entwickelt, die einen beträchtlichen Fortschritt in dieser Richtung bedeuten. Allerdings wird der Einsatz der vertikalen, isolierten pnp-Transistoren durch die hohe Gesamtstreukapazität der Sperrschicht, vom Kollektor zur Masse gesehen, stark eingeschränkt; durch die sich noch verschlechternden Frequenzgangeigenschaften sind die Einsatzmöglichkeiten für diese Transistoren, die potentiell in zahlreichen Schaltungskonfigurationen verwendet werden könnten, in der Tat sehr begrenzt.
Die Streukapazitäten der Sperrschicht in vertikalen pnp-Transistoren mit isoliertem Kollektor sind, vom Kollektor zur Masse gesehen, im wesentlichen folgende:
- eine erste Streukapazität (SC 1a ) zwischen der Isolierzone p+ und der Epitaxieschicht n;
- eine zweite Streukapazität (SC 1b ) zwischen der dotierten Schicht p+ des Kollektors, der Epitaxieschicht n und der abgedeckten Schicht n+.
Aufgrund der starken Dotierungen und des großen Sperrschichtbereichs dieses Transistortyps sind die Werte dieser beiden Kapazitäten ziemlich hoch, nämlich circa 6 pF bei 0 Volt für die Kapazität (SC 1a ) und circa 7 pF für die Kapazität (SC 1b ), gleichfalls bei 0 Volt.
Um diese Streukapazitäten zu verringern, scheint die einfachste Lösung darin zu bestehen, den mit der Epitaxieschicht n verbundenen Kollektoranschluß nicht anzuschließen. Unter dieser Voraussetzung wären die beiden vom Kollektor zur Masse führenden Kapazitäten mit einer äquivalenten Streukapazität von 3,2 pF in Reihe geschaltet.
Diese Lösung ist jedoch im Hinblick auf eine einwandfreie Funktion des Transistors nicht möglich, da die Epitaxieschicht n mit einer vorgegebenen, mit den Abbruchpunkten des Transistors kompatiblen Spannung polarisiert werden muß.
Beim Stand der Technik ergeben sich deshalb im allgemeinen zwei andere Lösungsmöglichkeiten:
- Die Epitaxieschicht n mit niedriger Impedanz zu polarisieren, wodurch sich in der Praxis eine Aufhebung der Wirkung von (SC 1a ) ergibt, während (SC 1b ) unverändert bei 7 pF bleibt;
- den Anschluß der Epitaxieschicht n mit dem Transistorkollektor zu verbinden und dadurch die Streukapazität (SC 1b ) kurzzuschließen, wobei (SC 1a ) jedoch bei 6 pF bleibt.
Beide Lösungsmöglichkeiten bewirken zwar eine Verringerung des Gesamtwertes der Streukapazitäten der Sperrschicht, doch entspricht das Ausmaß dieser Verringerung absolut nicht den oben genannten Anforderungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verringerung der Streukapazitäten der Sperrschicht eines vertikalen pnp-Transistors mit isoliertem Kollektor mit Hilfe einer Schaltung zu erreichen, durch deren konstruktive und funktionale Merkmale die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltung des zuvor genannten Typs gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine sogenannte "Bootstrap"-Schaltung umfaßt, die an den Anschluß der Epitaxieschicht n und an den Kollektor des Transistors angeschlossen ist. Vorzugsweise umfaßt die "Bootstrap"-Schaltung einen als Emitterfolger-Transistor, dessen Emitteranschluß an den Anschluß der Epitaxieschicht n und dessen Basisanschluß an den Kollektor des Transistors angeschlossen ist, und einen Polarisierungswiderstand, der zwischen einem Pol einer Speisespannung und dem Emitteranschluß des Emitterfolgers geschaltet ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist der Emitterfolger ein pnp-Transistor.
Weitere Merkmale und die damit verbundenen Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung hervor, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung, und
Fig. 2 eine einem Teil aus Fig. 1 äquivalente Schaltung.
In bezug auf die Figuren umfaßt die erfindungsgemäße Schaltung (1) einen im wesentlichen herkömmlich konzipierten, vertikalen pnp- Transistor (T 1) mit isoliertem Kollektor.
Der Transistor (T 1) umfaßt einen Emitteranschluß (E 1), der an eine dotierte Zone p seiner in der Zeichnung nicht dargestellten Struktur angeschlossen ist, sowie einen an eine Zone n+ angeschlossenen Basisanschluß (B 1) und einen Anschluß des Kollektors (C 1), der an eine Zone p+ angeschlossen ist.
Außerdem ist der Transistor (T 1) mit einem Anschluß (N) versehen, der an eine Epitaxieschicht n desselben Transistors (T 1) angeschlossen ist. Der Transistor (T 1) umfaßt folglich eine erste Streukapazität (SC 1a ) der Sperrschicht zwischen der Isolierzone p+ und der Epitaxieschicht n, die geerdet ist und am Anschluß (N) anliegt, und eine zweite Streukapazität (SC 1b ) der Sperrschicht zwischen der Zone p+ des Kollektors (C 1) und der Epitaxieschicht n, welche auch eine Sperrschichtstreukapazität mit einer dotierten Schicht n+ einschließt, die zwischen dem Anschluß des Kollektors (C 1) und dem Anschluß (N) anliegt.
Demnach umfaßt die Schaltung (1) einen pnp-Transistor als Emitterfolger (T 2), dessen Emitteranschluß (E 2) an den Anschluß (N) der Epitaxieschicht n und dessen Basisanschluß (B 2) an den Anschluß des Kollektors (C 1) des Transistors (T 1) angeschlossen ist. Der Emitterfolger (T 2) hat ferner einen geerdeten Kollektoranschluß (C 2), während eine Gesamtstreukapazität (SC 2) der Sperrschicht des Emitterfolgers (T 2) geerdet ist und am Basisanschluß (B 2) anliegt.
Außerdem ist ein Polarisationswiderstand (R) zwischen dem Emitteranschluß (E 2) und einem Pol (Vcc) einer Speisespannung des Emitterfolgers (T 2) geschaltet.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung wird im folgenden beschrieben.
Unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen Schaltmodalitäten der pnp-Transistoren (T 1) und (T 2) kann festgestellt werden, daß die Sperrschicht Basis (B 2) zu Emitter (E 2) umgekehrt zur Sperrschicht Kollektor (C 1) zu Epitaxieschicht n des Transistors (T 1) polarisiert ist.
Betrachtet man ferner das in Fig. 1 mit (2) bezeichnete Teil, das im wesentlichen den Emitterfolger (T 2) und die Streukapazität (SC 1b ) umfaßt, so zeigt es sich (siehe Fig. 2), daß dieses Teil von der Funktion her mit einer als "Bootstrap" bezeichneten Schaltung (2) gleichgestellt ist, die aus einem dem Emitterfolger (T 2) äquivalenten Operationsverstärker (A) besteht, dessen Ausgang (3) sowohl an einen Pluspol (4), als auch an einen Minuspol (5) am Eingang des Verstärkers (A) angeschlossen ist, wobei die Streukapazität (SC 1b ) zwischen Ausgang (3) und Pluspol (4) am Eingang des Verstärkers (A) anliegt.
Da sich der Spannungsgewinn A der Kollektorschaltung an einen Einheitswert annähert, wird die Wirkung der Streukapazität (SC 1b ) dadurch aufgehoben.
Was dagegen die Streukapazität (SC 1a ) betrifft, so liegt sie bei der erfindungsgemäßen Schaltung (1) am Emitteranschluß (E 2) des Emitterfolgers (T 2) an und wird folglich vom Basisanschluß (B 2) in Richtung Masse als eine Kapazität mit einem Wert gesehen, der dem Wert der Kapazität (SC 1a ) geteilt durch den Faktor 2 der Stromverstärkung von Transistoren entspricht, die im Falle eines vertikalen pnp-Transistors 60 ist.
Daher hat der an den Basisanschluß (B 2) des Emitterfolgers (T 2) angeschlossene Anschluß des Kollektors (C 1) des Transistors (T 1) gegen Masse eine Streukapazität (SC 1a ) geteilt durch den Faktor 2, wobei jedoch die Gesamtstreukapazität (SC 2) der Sperrschicht des Emitterfolgers (T 2) hinzugerechnet werden muß.
Der Wert der Streukapazität (SC 2) ist jedoch dank der Tatsache sehr klein, daß ein vertikaler pnp-Transistor wie der Emitterfolger (T 2) einen sehr kleinen Sperrschichtbereich und keine dotierte Schicht n+ besitzt.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird die Leistungsfähigkeit der vertikalen pnp-Transistoren beträchtlich verbessert; tatsächlich werden die Streukapazitäten vom Kollektor zur Masse gegenüber der nach dem Stand der Technik realisierbaren Optimallösung um mindestens 80% verringert.
Außerdem entspricht die erfindungsgemäße Schaltung durch die Einfachkeit ihrer Ausführung den Anforderungen nach hoher Einsatzflexibilität und hohen Leistungen in vertikalen pnp-Transistoren mit isoliertem Kollektor.

Claims (3)

1. Schaltung zur Verringerung der Streukapazitäten der Sperrschicht eines pnp-Transistors (T 1) mit isoliertem Kollektor (C 1) und einem mit einer Epitaxieschicht (n) des Transistors (T 1) verbundenen Anschluß (N), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine sogenannte "Bootstrap"-Schaltung (2) umfaßt, die an den Anschluß (N) der Epitaxieschicht (n) und an den Kollektor (C 1) des Transistors (T 1) angeschlossen ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "Bootstrap"-Schaltung (2) einen Emitterfolger-Transistor (T 2), dessen Emitteranschluß (E 2) an den Anschluß (N) der Epitaxieschicht (n) und dessen Basisanschluß (B 2) an den Kollektor (C 1) des Transistors (T 1) angeschlossen ist, und einen Polarisationswiderstand (R) umfaßt, der zwischen einem Pol (Vcc) einer Speisespannung und dem Emitteranschluß (E 2) des Emitterfolgers (T 2) geschaltet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterfolger (T 2) ein pnp-Transistor ist.
DE3628304A 1985-11-20 1986-08-21 Schaltung zur Verringerung der Streukapazitäten der Sperrschicht eines vertikalen pnp-Transistors mit isoliertem Kollektor Expired - Fee Related DE3628304C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT22913/85A IT1186377B (it) 1985-11-20 1985-11-20 Dispositivo per minimizzare le capacita' parassite di giunzione di un transistor pnp verticale a collettore isolato

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3628304A1 true DE3628304A1 (de) 1987-05-21
DE3628304C2 DE3628304C2 (de) 1995-05-04

Family

ID=11201836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3628304A Expired - Fee Related DE3628304C2 (de) 1985-11-20 1986-08-21 Schaltung zur Verringerung der Streukapazitäten der Sperrschicht eines vertikalen pnp-Transistors mit isoliertem Kollektor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4935796A (de)
JP (1) JPH073933B2 (de)
DE (1) DE3628304C2 (de)
FR (1) FR2590410B1 (de)
GB (1) GB2183415B (de)
IT (1) IT1186377B (de)
NL (1) NL8601908A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705154A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-03 Sgs Microelettronica Spa Breitbandverstaerker mit einer schaltungsanordnung zur verbesserung des frequenzgangs

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5242843A (en) * 1992-10-28 1993-09-07 Allied-Signal Inc. Method for making a heterojunction bipolar transistor with improved high frequency response
US5578862A (en) * 1992-12-30 1996-11-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit with layer for isolating elements in substrate

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089098A (en) * 1962-01-10 1963-05-07 John B Noe Stabilized transistor amplifier
US3379987A (en) * 1964-01-29 1968-04-23 Micronia Amplifier Corp Admittance neutralizer
US3860836A (en) * 1972-12-01 1975-01-14 Honeywell Inc Stabilization of emitter followers
US4038680A (en) * 1972-12-29 1977-07-26 Sony Corporation Semiconductor integrated circuit device
GB1452081A (en) * 1973-10-26 1976-10-06 Post Office Transfer function control networks
US4302726A (en) * 1979-07-10 1981-11-24 The General Electric Company Limited Current sources
US4323798A (en) * 1980-04-18 1982-04-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fast operating switchable operational amplifier driven circuits
FR2509102B1 (fr) * 1981-07-03 1986-01-24 Trt Telecom Radio Electr Commutateur analogique de courant en technologie bipolaire a injection
US4588904A (en) * 1983-09-16 1986-05-13 At&T Bell Laboratories High efficiency bias circuit for high frequency inductively loaded power switching transistor
JPS60136249A (ja) * 1983-12-23 1985-07-19 Toshiba Corp 半導体装置
JPS60260222A (ja) * 1984-06-07 1985-12-23 Nec Corp 適応可変スイツチトキヤパシタフイルタ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIETZE, U., SCHENK, Ch.: "Halbleiterschaltungs- technik", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1976, 3. Aufl., ISBN 3-540-06667-5,S.407 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705154A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-03 Sgs Microelettronica Spa Breitbandverstaerker mit einer schaltungsanordnung zur verbesserung des frequenzgangs

Also Published As

Publication number Publication date
FR2590410A1 (fr) 1987-05-22
US4935796A (en) 1990-06-19
DE3628304C2 (de) 1995-05-04
GB2183415B (en) 1990-04-11
NL8601908A (nl) 1987-06-16
IT1186377B (it) 1987-11-26
FR2590410B1 (fr) 1989-12-15
IT8522913A0 (it) 1985-11-20
JPS62126704A (ja) 1987-06-09
GB2183415A (en) 1987-06-03
JPH073933B2 (ja) 1995-01-18
GB8615151D0 (en) 1986-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0096944B1 (de) Schaltungsanordnung mit mehreren, durch aktive Schaltungen gebildeten Signalpfaden
DE2310266C2 (de) Verstärker
DE2104043A1 (de) Operationsverstärker
DE2112842C3 (de) Schaltungsanordnung für einen Transistor-Gegentaktverstärker
DE1812292A1 (de) Geregelte Verstaerkerschaltung
DE3640368A1 (de) Spannungsverstaerkerschaltung mit niedrigem offset
DE2305291A1 (de) Signalregelschaltung
DE2936286B2 (de) Breitbandverstärker
DE2527172A1 (de) Signalverstaerkerschaltung
DE3310978C2 (de) Verstärkerschaltung
DE3032661C2 (de)
DE2233260C2 (de) Quasi-komplementäre Schaltung
EP0374288A1 (de) Integrierbare Schaltungsanordnung zur Rückstromverringerung bei einem invers betriebenen Transistor
DE2355434A1 (de) Verstaerker
DE3628304A1 (de) Schaltung zur verringerung der streukapazitaeten der sperrschicht eines pnp-transistors mit isoliertem kollektor
DE3602551C2 (de) Operationsverstärker
DE2006203A1 (de) Differentialverstärker
DE2123047A1 (de) Gleichstrom-Verstärkerschaltung
DE2403756A1 (de) Schaltung fuer einen elektronisch steuerbaren widerstand
DE3874655T2 (de) Signalkompressorschaltung, insbesondere fuer fernsprechapparate.
DE2405757A1 (de) Schaltungsanordnung zur automatischen verstaerkungsregelung im audiofrequenzbereich
DE954431C (de) Anordnung zur Bandbreitenvergroesserung von Transistorschaltungen
DE3902148A1 (de) Hochfrequenzverstaerker mit verbesserter stoerunterdrueckung
DE3109441A1 (de) Operationsverstaerker mit erhoehter einschwinggeschwindigkeit
DE2908741A1 (de) Hf-breitbandverstaerker

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SGS-THOMSON MICROELECTRONICS S.R.L., AGRATE BRIANZ

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: MITSCHERLICH, H., DIPL.-ING. GUNSCHMANN, K., DIPL.

8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: PATENTANWAELTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER, 70173 STUTTGART

8339 Ceased/non-payment of the annual fee