DE3878975T2 - Integrierte Schaltung, geschützt gegen Überspannungen. - Google Patents

Integrierte Schaltung, geschützt gegen Überspannungen.

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DE3878975T2 DE88420095T DE3878975T DE3878975T2 DE 3878975 T2 DE3878975 T2 DE 3878975T2 DE 88420095 T DE88420095 T DE 88420095T DE 3878975 T DE3878975 T DE 3878975T DE 3878975 T2 DE3878975 T2 DE 3878975T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft integrierte Schaltkreise und insbesondere den Schutz dieser Schaltkreise gegen Überspannungen, die in der Lage sind, ihr Funktionieren zu beeinflussen oder sie zu zerstören.
  • Die Erfindung wird konkreter mit Bezug auf einen Schnittstellen-IC zwischen einer Telefonzentrale und einer Fernsprechstelle eines Kunden beschrieben; die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Schaltkreise beschränkt.
  • Ein solcher Schnittstellenschaltkreis, oder Kunden-Anpassungsschaltung, der auch unter der Bezeichnung "SLIC" (englisch: subscriber line interface circuit) bekannt ist, ist zwischen der Telefonzentrale und zwei Leitern der Telefonleitung L1 und L2 geschaltet (vgl. Fig. 1). Am entgegengesetzten Ende der Leitung ist ein Fernsprechapparat des Kunden (TEL) angeschlossen.
  • Die Leiter der Leitung erstrecken sich über beträchtliche Distanzen und sind daher Störungen unterworfen, die Überspannungen in diesen Leitern erzeugen können.
  • zum Beispiel kommen Überspannungen von Gewittern, verschiedenen elektromagnetischen Induktionen, zufälligen Kontakten mit elektrischen Energietransportleitungen und so weiter.
  • In jedem dieser Fälle sind die Energieniveaus, die ins Spiel kommen, beträchtlich und die Schaltkreise, die an den Enden der Leitung angeordnet sind, müssen zum Gegenstand umfangreicher Sicherheitsvarkehrungen gemacht werden.
  • Die erste Maßnahme besteht darin, Überspannungsableiter ECL1 und ECL2 zwischen jedem Leiter der Leitung und Erde zu schalten.
  • Die zweite Maßnahme besteht darin, einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten CTP1, CTP2 in Reihe mit jedem Leiter der Leitung zu schalten, um die schädlichen Stromüberlastungen zu unterdrücken: wenn eine Stromüberlastung sich ausbildet, erwärmen sich diese Widerstände und ihr Widerstand wächst beträchtlich (er steigt z.B. von 30 Ω bis zu mehreren MΩ), so daß der Strom unterbrochen wird.
  • Die dritte Maßnahme besteht darin, zwischen jedem Leiter der Leitung und Erde elektronische Schutzelemente von der Art einer Zener-Diode oder besser noch von der Art eines Thyristors ohne Gate zu schalten. Diese Bauteile (TR1, TR2) besitzen eine große Impedanz, solange die Spannung an ihren Anschlüssen nicht eine bestimmte Schwell Vz überschreitet; danach werden sie Leiter und leiten den Strom in die Erde ab, wenn die Schwelle Vz überschritten ist. Die Spannung an ihren Anschlüssen bleibt gleich Vz im Fall einer Zener- Diode; sie fällt auf einen sehr niedrigen Wert im Fall eines Thyristors ohne Gate. Die Bauteile TR1, TR2 werden im allgemeinen zwischen einem Ausgangsanschluß A oder B des integrierten Schaltkreises, der den SLIC bildet, und der Erde geschaltet. Die Anschlüsse A und B sind mit den Leitern der Leitung über Widerstände mit positiven Temperaturkoeffizienten verbunden.
  • Die Wahl des Werts der Schwelle Vz ist bei der betrachteten Anwendung aus Gründen kritisch, die im folgenden ausgeführt werden und die gleichzeitig mit der Art der Energieversorgung des SLIC und der technischen Realisierung des integrierten Schaltkreises zusammenhängen.
  • Man muß zuvor bedenken, dar man auf jeden Fall vermeiden will, dar die Anschlüsse A oder B ein Potential empfangen, das oberhalb einer absoluten Schwelle der Widerstands fähigkeit des integrierten Schaltkreises gegen Spannungen liegt; diese Schwelle ist z.B. VMAX = 110 V (zulässige Schwelle zwischen dem Anschluß A oder B und Erde). Jenseits dieser Schwelle gibt es einen Durchschlag der internen Verbindungen des integrierten Schaltkreises. Dementsprechend ist es nötig, dar Vz kleiner als VNAX ist.
  • Andererseits wird der SLIC durch eine Gleichspannung VBAT versorgt, die negativ bezüglich der Masse ist, wobei diese Spannung sich im übrigen manchmal bei normalem Betrieb des Schaltkreises an den Anschlüssen A und B wiederfinden kann.
  • Die Spannung VBAT hat einen Nominalwert von 48 V (in Wahrheit handelt es sich um einen negativen Wert von -48 V, es ist jedoch bis zu den Erklärungen bezüglich der Figur 2 einfacher, von Absolutwerten zu sprechen).
  • Es ist jedoch festgelegt, dar die Versorgungsspannung zwischen zwei Werten (Absolutwerte)
  • VBATmin = 34 V
  • und VBATmax = 72 V
  • schwanken kann, ohne den Betrieb des Schaltkreises zu beeinträchtigen. Es ist daher notwendig, dar die Auslösespannung Vz der Schutzelemente mindestens gleich VBATmax ist; ansonsten würden die Schutzelemente sich sogar in bestimmten Fällen des Normalbetriebs des Schaltkreises auslösen, was nicht akzeptabel ist.
  • Man nun daher Elemente TR1 und TR2 mit einer Auslösespannung Vz auswählen, die zwischen VBATmax und Vmax liegt, d.h. bei dem betrachteten Beispiel zwischen 72 V und 110 V.
  • Daraus entsteht nun die Möglichkeit eines Fehlbetriebs, der zu der Zerstörung des integrierten Schaltkreises aus einem Grund führen kann, der mit der Herstellungstechnik des integrierten Schaltkreises verknüpft ist, was nun mit Bezug auf Fig. 2 erklärt wird. Diese Figur stellt im Querschnitt in vereinfachter Weise einen Teil der Struktur eines integrierten Schaltkreises dar, wie man ihn in einem SLIC antreffen kann.
  • Mit Hinblick auf die relativ hohen Spannungen, die der Schaltkreis aushalten können muß, wird er in Bipolartechnik auf einem Siliciumsubstrat 10 des P-Typs realisiert, das von einer Epitaxialschicht 12 des N-Typs bedeckt ist. Die Epitaxialschicht ist in Kästen unterteilt, die voneinander durch tiefe Diffusionen 14 von P-Typ isoliert sind, die von der oberen Oberfläche der Schicht ausgehen und zu dem Substrat führen. Überdeckte Schichten 16 vom N&spplus;-Typ können auf dem Boden der Kästen zwischen der Epitaxialschicht 12 und dem Substrat vorgesehen sein und die überdeckten Schichten können mit der oberen Oberfläche über tiefe Diffusionen 18 vom N&spplus;-Typ verbunden sein.
  • Individuelle Transistoren sind in den Kästen realisiert und von benachbarten Transistoren oder anderen Elementen des Schaltkreises durch Isolationsdiffusionen 14 vom P-Typ isoliert.
  • Als Beispiel wurde ein Ausgangstransistor des SLIC dargestellt, dessen Kollektor aus einem metallischen Kontakt C1 an der Oberfläche einer Diffusion 18 vom N&spplus;-Typ besteht und dessen Emitter und Basis zwei andere Oberflächenkontakte E1 und B1 über geeigneten Emitter- und Basisgebieten eines ersten Kastens 20 sind. Ein weiterer, in der gleichen Weise aufgebauter Transistor (E2, B2, C2) ist in einem anderen Kasten 22 dargestellt.
  • Zum Beispiel ist der Kollektor C1 mit dem Ausgangsanschluß A des integrierten Schaltkreises (vgl. Fig. 1) verbunden, der Kollektor C2 ist mit dem Anschluß B verbunden und die Versorgungsspannung VBAT ist an einen Ausgangsanschluß D angelegt. Konventionell ist der Anschluß D (im Inneren des integrierten Schaltkreises) mit einen metallischen Kontakt 24 verbunden, der über einer tiefen Diffusion 14 vom P-Typ ausgebildet ist, die auf das Substrat trifft, so daß die negative Versorgungsspannung VBAT an dem Substrat anliegt.
  • Das Anlegen des negativen Potentials an das Substrat ist vollkommen konventionell für integrierte Schaltkreise, die in einer Epitaxialschicht vom N-Typ auf einem Substrat vom P-Typ realisiert sind. Tatsächlich ist man dadurch, dar man das Substrat P auf das am meisten negative Potential legt, sicher, dar die Potentiale aller anderen Teile des integrierten Schaltkreises und insbesondere alle Bereiche vom N-Typ, die an das Substrat oder an Isolationsiffusionen angrenzen, größer als das Potential des Substrats und dieser Diffusionen sind. Dies führt dazu, daß die Isolationsdiffusionen bezüglich der Bereiche, die sie isolieren sollen, negativ polarisiert sind; dies ist eine notwendige Bedingung dafür, daß sie ihre Isolationsfunktion richtig ausüben.
  • Es besteht jedoch die Gefahr, daß diese Isolationsfunktion im Fall von negativen Überspannungen nicht mehr gewährleistet ist, die an den Anschlüssen A und B anliegen, wenn der Absolutwert dieser Überspannungen das Potential VBAT des Substrats überschreitet.
  • Tatsächlich werden in diesen Fall die Isolationsdiffusionen in Vorwärtsrichtung gepolt. Sie neigen dazu, parasitäre Transistoren zwischen benachbarten Kästen leitend werden zu lassen, und lassen auf diese Weise einen Strom fließen, der die Zerstörung des Schaltkreises zur Folge haben kann.
  • Es besteht die Gefahr, daß diese Situation sich einstellt, wenn man ein Auslösepotential Vz zwischen VBATmax und VMAX gewählt hat, wie es nach den obigen Ausführungen notwendig ist. Wenn man z.B. Vz gleich oder ein wenig größer als VBATmax wählt und wenn sich eine Überspannung kleiner als VBATmax (72 V) einstellt, während die Batteriespannung z.B. ihren Nominalwert VBAT hat, lösen die Schutzelemente TR1 oder TR2 nicht aus und dennoch wird das Potential an dem Anschluß A (zwischen VBAT und VBATmax) negativer sein, als das Substratpotential (VBAT), was auf diese Weise die im vorangehenden Absatz erwähnte Unzulänglichkeit hervorruft.
  • Es gibt daher eine Inkompatibilität zwischen den verschiedenen Schutzanforderungen und der Tatsache, daß die Versorgungsspannung innerhalb weiter Grenzen variieren kann.
  • Um diesen Mangel zu beheben, schlägt die vorliegende Erfindung einen gegen Überspannungen geschützten integrierten Schaltkreis vor, wobei dieser Schaltkreis auf einem Substrat eines ersten Leitungstyps realisiert ist, das durch eine Epitaxialschicht des entgegengesetzten Typs bedeckt ist, und mindestens einen Anschluß zur externen Versorgung, interne Versorgungsleiter für den Schaltkreis, um eine Versorgungsspannung zu verschiedenen Elementen des Schaltkreises zu übertragen, und mindestens einen Ausgangsanschluß enthält. Gemäß der Erfindung umfaßt der integrierte Schaltkreis eine erste Diode, die zwischen den Substrat und dem Anschluß zur externen Versorgung geschaltet ist, wobei ihre Kathode an diesem Anschluß angeschlossen ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist, eine zweite Diode, die zwischen den Leitern zur internen Versorgung und dem Anschluß zur äußeren Versorgung geschaltet ist, wobei ihre Kathode mit dem Anschluß zur äußeren Versorgung verbunden ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist, und eine dritte Diode, die zwischen den Leitern zur internen Versorgung und dem Ausgangsanschluß geschaltet ist und deren Kathode mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist, wobei diese dritte Diode durch einen Störstellenübergang zwischen zwei Bereichen mit entgegengesetzten Leitungstyp realisiert ist, die beide elektrisch von den Substrat und der ersten und zweiten Diode isoliert sind, die als Anode Bereiche vom P- Typ besitzen, die vom Substrat isoliert sind.
  • Unter Bereichen, die von Substrat isoliert sind, ist zu verstehen, dar eine Isolation durch einen in Sperrichtung polarisierten Störstellenübergang vorgesehen ist; bei bestimmten Technologien kann man jedoch auch eine dielektrische Isolation in Betracht ziehen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Es ist insbesondere wünschenswert, dar die erste und die zweite Diode mit Hilfe von Störstellenübergängen zwischen Bereichen realisiert sind, die von dem Substrat isoliert sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen
  • Fig. 1 schon beschrieben ist und ein Beispiel eines Anwendungsschenas darstellt, indem sich das Problem des Schutzes eines integrierten Schaltkreises stellt,
  • Fig. 2 einen Schnitt durch eine konventionelle Struktur eines integrierten Schaltkreises darstellt,
  • Fig. 3 ein Schaltkreisschema darstellt, welches das gemäß der Erfindung verwendete Schutzprinzip erklärt,
  • Fig. 4 einen Schnitt einer Struktur eines integrierten Schaltkreises darstellt, der diesen Schutz benützt.
  • Fig. 3 nimmt die wesentlichen Merkmale der Erfindung in einer im folgenden erläuterten Anwendung eines SLIC auf. Die übliche Versorgungsspannung VBAT wird an einen Ausgangs anschlug D des integrierten Schaltkreises angelegt, aber dieser Anschluß ist nicht direkt mit dem Substrat verbunden. Er ist im Gegenteil mit dem Substrat über eine Diode D1 verbunden, deren Kathode mit dem Anschluß D verbunden ist und deren Anode mit einem direkt mit dem Substrat verbundenen Kontakt CS verbunden ist.
  • Im folgenden wird davon ausgegangen, dar das Substrat von P-Typ und die Epitaxialschicht vom N-Typ ist. Wenn dies nicht der Fall ist, muß man die Bezeichnungen Anode und Kathode vertauschen.
  • Außerdem führt der Anschluß D die Versorgungsspannung VBAT nicht direkt den verschiedenen Bauteilen zu, die den SLIC bilden. Im Gegenteil wird die für alle diese Bauteile gemeinsame Versorgungsspannung durch einen Leiter innerhalb des integrierten Schaltkreises geliefert, der durch einen Kontakt CA in der Fig. 3 dargestellt ist, und dieser Leiter ist mit den Anschluß D über eine Diode D2 verbunden, deren Anode mit dem inneren Leiter CA und deren Kathode mit dem Anschluß D verbunden ist.
  • Schließlich ist eine Diode D3 vorgesehen, deren Anode mit dem Leiter CA und deren Kathode mit dem Ausgangsanschluß A des integrierten Schaltkreises (Anschluß, der eine Überspannung aufnehmen kann) verbunden ist. In gleicher Weise ist die Anode einer Diode D'3 mit dem inneren Versorgungsleiter CA verbunden und ihre Kathode ist mit den Ausgangsanschluß B des integrierten Schaltkreises verbunden.
  • Diese Gruppe von Dioden verhält sich wie eine Weiche, um an dem inneren Versorgungsleiter und dem Substrat die am meisten negative der drei folgenden Spannungen anzulegen:
  • - externe Versorgungsspannung VBAT (welche z.B. zwischen -34 V und -72 V variieren kann)
  • - möglicherweise an den Anschluß A vorhandene Überspannung
  • - möglicherweise an dem Anschluß B vorhandene Überspannung.
  • In Abwesenheit einer Überspannung wird die Versorgungsspannung VBAT, von dem Spannungsabfall in der Diode D1 abgesehen, auf das Substrat übertragen; sie wird außerdem, von dem Spannungsabfall in der Diode D2 abgesehen, auf den inneren Versorgungsleiter CA übertragen. Die Dioden D1 und D2 sind folglich in Vorwärtsrichtung geschaltet. Es ist jedoch vorgesehen, dar die Anode der Diode D1, obwohl sie mit dem Substrat verbunden ist und vom P-Typ wie das Substrat ist, weder durch einen Teil des Substrats noch durch einen Bereich vom P-Typ, der direkt an das Substrat angrenzt, gebildet wird. Im Gegenteil ist die Anode der Diode D1 ein Bereich vom P-Typ, der in einem Kasten vom N-Typ angeordnet ist, und die Kathode der Diode D1 wird nicht durch diesen Kasten N, sondern durch einen Bereich vom NTyp gebildet, der innerhalb des Bereichs vom P-Typ liegt, der die Anode bildet.
  • Auf diese Weise impliziert die Polung in Vorwärtsrichtung der Diode D1 nicht eine unerwünschte Polung in Vorwärtsrichtung zwischen dem Substrat und den verschiedenen Isolationskästen des integrierten Schaltkreises.
  • In Gegenwart einer Überspannung (mit einen größeren Absolutwert als VBAT) an einem der so geschützten Ausgangsan-Schlüsse, z.B dem Anschluß A, Polarisieren sich die Dioden D1 und D2 in Sperrichtung und die Dioden D3 und D4 polarisieren sich in Vorwärtsrichtung und legen so die Überspannung (abgesehen von dem Spanungsabfall in der Diode D3) an dem inneren Versorgungsleiter CA an. Der Leiter CA wird auf diese Weise der Leiter mit dem am meisten negativen Potential des Schaltkreises. Tatsächlich nimmt das Substrat dasselbe Potential wie dieser Leiter CA über eine in Fig. 3 nicht dargestellte Diode an, die durch den Übergang Zwischen dem Kasten N, auf dem der Ausgangskontakt A sitzt, und dem Substrat gebildet wird. Es gibt also eine Unerwünschte Polung in Vorwärtsrichtung eines Übergangs Zwischen einem Kasten und dem Substrat, aber nur ein Schwacher Residual Strom kann diesen Übergang durchqueren, denn der haupt Sächliche Strom flieht Zwischen dem Leiter CA und dem Anschlug A durch die Diode D3. Dieser Schwache Strom kann nicht zu dem Übergang von parasitären Transistoren in den leitenden Zustand führen und noch weniger zu einer Zerstörung des Schaltkreises. Was die Diode D3 anbetrifft, so ist Sie von dem Substrat isoliert, denn man richtet es so ein, dar einerseits ihre Anode nicht einem Teil des Sub-Strats benachbart ist und andererseits ihre Kathode nicht einem N-Kasten in der Nachbarschaft des Substrats benachbart ist. Wenn diese Diode durch einen bedeutenden Strom durchflossen wird, löst Sie nicht den ungewollten Übergang in den leitenden Zustand eines Übergangs Zwischen dem Substrat und einem dem Substrat benachbarten Kasten aus.
  • Die Fig. 4 stellt ein Beispiel einer Struktur eines integrierten Schaltkreises dar, der dieses Schutzprinzip verwendet, stets in der Anwendung für den 0benbeschriebenen SLIC.
  • Die verwendeten Bezugszeichen sind für gleiche Bauteile dieselben wie in den vorangehenden Figuren.
  • Die Struktur ist auf einem Substrat 10 vom P-Typ realisiert, die von einer Epitaxialschicht 12 vom N-Typ bedeckt wird.
  • Isolierdiffusionen 14 vom P&spplus;-Typ erstrecken sich von der oberen Oberfläche der Epitaxialschicht weg und führen zu dem Substrat. Kästen von N-Typ werden durch diese Isolierdiffusionen begrenzt und sind so vollständig voneinander isoliert. Überdeckte Schichten 16 vom N&spplus;-Typ können wie in Fig. 2 am Boden von bestimmten Kästen zwischen dem Kasten und dem Substrat vorgesehen sein. Zugangsschächte 18 zu diesen überdeckten Schichten können gleichfalls vorgesehen sein.
  • In Fig. 4 sind die Ausgangsanschlüsse A und B des integrierten Schaltkreises in Form von Kontakten C1 und C2 mit Bereichen von N&spplus;-Typ dargestellt, die die Kollektorbereiche für die Ausgangstransistoren des Schaltkreises bilden. Diese Transistoren sind in den Kästen 20 bzw. 22 angeordnet.
  • Der externe Versorgungsanschluß D des integrierten Schaltkreises ist in Form eines Kontakts 24 auf der oberen Oberfläche des Schaltkreises dargestellt. Dieser Anschluß empfängt die Spannung VBAT.
  • Bis jetzt sind summarisch die Strukturelenente beschrieben worden, die sich nicht von der Fig. 2 zu der Fig. 4 geändert haben.
  • Die spezifischen Elemente der Erfindung sind die folgenden.
  • Eine Diode D1 ist in einem Kasten 26 ausgebildet, der von den anderen Kästen isoliert ist.
  • Die Anode dieser Diode wird durch einen Bereich 28 vom P- Typ gebildet, der in das Innere des Kastens 26 diffundiert ist. Dieser Anodenbereich 28 ist vollständig von den Substrat durch den Kasten 26 isoliert, der ihn umgibt. Eine direkte elektrische Verbindung ist zwischen dieser Anode und dem Substrat z.B. über einen elektrischen Kontakt 30, der auf der Oberfläche des Bereichs 28 Sitzt einen Kontakt CS (vgl. Fig. 3), der auf der oberen Oberfläche einer Isolierdiffusion 14 sitzt und eine metallische Verbindung zwischen diesen beiden Kontakten realisiert.
  • Die Kathode der Diode D1 besteht aus einer Diffusion 32 von N-Typ, die im Inneren der Diffusion 28 vom P-Typ ausgebildet ist. Ein Kontakt 34 sitzt auf der oberen Oberfläche des Bereichs 32 und ist über einen metallischen Leiter mit dem Anschluß D verbunden.
  • Eine Diode D2 ist in einen Kasten 36 ausgebildet. Ihre Anode besteht aus einer Diffusion 38 von P-Typ, die von den Substrat und den Isolierdiffusionen durch den Kasten 36, der sie umgibt, isoliert ist. Eine direkte leitende Verbindung ist zwischen diesem Bereich 38 und einem inneren Versorgungsleiter CA realisiert, der dem gesamten Schaltkreis die für den Betrieb des Schaltkreises notwendige negative Versorgungsspannung liefert.
  • Die Kathode der Diode D2 besteht aus einem Bereich vom N- Typ 40, der in das Innere des Bereichs 38 von P-Typ diffundiert ist. Ein Kontakt (zum Beispiel 24) mit diesen Kathodenbereich 40 gestattet das Verbinden der Anode der Diode D2 mit den Anschluß D.
  • Eine Diode D3 ist in einen Kasten 42 ausgebildet, der von den anderen Kästen isoliert ist. Die Anode dieser Diode D3 besteht aus einem Bereich 44 vom P-Typ, der in das Innere des Kastens 42 diffundiert ist. Ein Kontakt 46 gestattet das Verbinden dieser Anode mit dem inneren Versorgungsleiter CA.
  • Die Kathode der Diode D3 ist durch eine Diffusion 48 vom N-Typ realisiert, die im Inneren des Bereichs 44 vom P-Typ ausgebildet ist, und ein Kontakt 50 sitzt auf der oberen Oberfläche des Kathodenbereichs 48, wobei dieser Kontakt über einen Leiter mit dem Ausgangsanschluß A verbunden ist.
  • Schließlich ist, weil der Anschluß B in diesem Anwendungsbeispiel auch geschützt sein soll, eine Diode D'3 in einem Kasten 52 vorgesehen, die genau wie die Diode D3 aufgebaut ist, wobei die Anode dieser Diode D'3 mit dem inneren Versorgungsleiter CA und ihre Kathode mit dem Ausgangsanschluß B verbunden ist.
  • Diese Realisierung wurde nur als Beispiel vorgeführt und man kann sich komplizierter- Strukturen für die Dioden D1, D2, D3 und D'3 vorstellen. Zum Beispiel könnte die Realisierung die folgende sein: eine überdeckte Schicht vom N- Typ ist auf dem Boden eines Kastens vorgesehen. Sie wird durch eine überdeckte Schicht vom P-Typ überstiegen, aber nur auf einem Teil ihrer Länge. Ein Ring vom P-Typ ist durch die obere Oberfläche bis zu der überdeckten Schicht vom P-Typ diffundiert. Dieser Ring umgibt einen Bereich von N-Typ, der die Kathode der Diode bildet und auf dem ein Kathodenkontakt sitzen kann. Der Anodenkontakt kann auf dem Ring von P-Typ sitzen, wobei dieser Ring die Anode bildet.

Claims (3)

1. Gegen Überspannung geschützter integrierter Schaltkreis, der auf einem Halbleitersubstrat (10) eines ersten Leitungstyps realisiert ist, das durch eine Epitaxialschicht (12) des entgegengesetzten Typs bedeckt ist, wobei der Schaltkreis mindestens einen Anschluß (D) zur externen Versorgung, einen Leiter (CA) zur internen Versorgung zum Übertragen einer Versorgungsspannung zu verschiedenen Bestandteilen des Schaltkreises und mindestens einen Ausgangsanschluß (A) enthält, der geeignet ist, Überspannungen aufzunehmen, wobei der besagte integrierte Schaltkreis enthält:
- eine erste Diode (D1), die zwischen dem Substrat und dem Anschluß verbunden ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist,
- eine zweite Diode (D2), die zwischen dem Leiter zur internen Versorgung (CA) und dem Anschluß zur externen Versorgung (D) geschaltet ist, wobei ihre Kathode mit diesem Anschluß verbunden ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist,
- eine dritte Diode (D3), die zwischen dem Leiter zur internen Versorgung (CA) und dem Ausgangsanschluß (A) geschaltet ist, wobei ihre Kathode mit diesem Anschluß verbunden ist, wenn das Substrat vom P-Typ ist; diese dritte Diode wird durch einen Störstellenübergang Zwischen zwei Bereichen (44, 48) mit entgegengesetztem Leitungstyp realisiert, die alle beide elektrisch von dem Substrat isoliert sind.
2. Integrierter Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die dritte Diode (D3) einen Anodenbereich (44) des P-Typs, der im Inneren eines Kastens (42) des N-Typs ausgebildet ist, und einen Kathodenbereich des N-Typs (48) enthält, der im Inneren des Anodenbereichs ausgebildet ist.
3. Integrierter Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Diode in gleicher Weise durch Stellenübergänge zwischen Bereichen gebildet werden, die elektrisch vom Substrat isoliert sind.
DE88420095T 1987-03-27 1988-03-23 Integrierte Schaltung, geschützt gegen Überspannungen. Expired - Fee Related DE3878975T2 (de)

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