JP2000021893A - パワートランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電流を精度よく検出でき、チップの信頼性
低下や破壊を防止できる電流検出機能付のパワートラン
ジスタを提供する。 【解決手段】 主電流が流れるエミッタ電極１に、エミ
ッタボンディングパッド部１aと、上記エミッタボンデ
ィングパッド部１aに対して所定距離離れた電流検出用
ボンディングパッド部１cを設ける。また、上記エミッ
タボンディングパッド部１aと上記電流検出用ボンディ
ングパッド部１cとを接続する電流検出用抵抗としての
電流検出用配線部１bを、上記エミッタ電極１に過電流
が流れたときに電流が集中しやすく他の領域よりも温度
が高くなる領域に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチングレ
ギュレータやシリーズレギュレータ等に用いられるパワ
ートランジスタに関し、特に中電流および大電流用のパ
ワートランジスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パワートランジスタとしては、図
１１に示すように、電流検出機能付のものがある。この
パワートランジスタは、図示しないコレクタ層と、その
コレクタ層上に形成されたベース層と、そのベース層上
にメッシュ状に形成された複数のエミッタ層とからなる
複数のユニットトランジスタを有している。上記エミッ
タ層上にエミッタ電極３１をくし状に形成すると共に、
上記ベース層上にエミッタ電極３１を囲むようにベース
電極３２を形成し、各ユニットトランジスタが並列に接
続された構造をしている。また、上記エミッタ電極３１
およびベース電極３２の比較的広い部分には、エミッタ
ボンディングパッド部３１aおよびベースボンディング
パッド部３２aが夫々設けられている。そして、上記く
し状のエミッタ電極３１の電流検出用配線部３１bの先
端部(エミッタボンディングパッド部３１aより離れた部
分)には、電流検出用配線部３１bの配線抵抗に起因する
電圧降下により検出される電圧を取り出すための電流検
出用ボンディングパッド部３１cを設けている。

【０００３】上記パワートランジスタでは、図１１に示
すように、エミッタ電極３１とベース電極３２とが交互
にかみ合うように配置されており、トランジスタ動作が
有効に行なわれるチップ中央部やベース電極３２の経路
にパッドを設けると、トランジスタの有効面積を小さく
することになるので、ベースボンディングパッド部３２
a,電流検出用ボンディングパッド部３１cをチップの端
に配置している。

【０００４】また、図１２は上記パワートランジスタの
等価回路を示す回路図であり、各ユニットトランジスタ
Ｑ11〜Ｑ13,Ｑ21〜Ｑ23,Ｑ31〜Ｑ33のエミッタを、低抵
抗のエミッタ電極３１の配線抵抗Ｒ40〜Ｒ42,Ｒ50〜Ｒ5
2,Ｒ60〜Ｒ62およびエミッタ電極３１の配線よりも抵抗
が高い格子状パターンのエミッタ層の拡散抵抗Ｒ11,Ｒ1
2,Ｒ21,Ｒ22,Ｒ31,Ｒ32により夫々接続し、エミッタボ
ンディングパッド部３１aに接続している。また、上記
各ユニットトランジスタＱ11〜Ｑ13,Ｑ21〜Ｑ23,Ｑ31〜
Ｑ33のコレクタをコレクタ電極４０に夫々接続すると共
に、各ユニットトランジスタＱ11〜Ｑ13,Ｑ21〜Ｑ23,Ｑ
31〜Ｑ33のベースをベースボンディングパッド部３２a
に夫々接続している。上記ベースボンディングパッド部
３２aと電流検出用ボンディングパッド部３１cとの間の
電流検出用配線部３１bの両端電圧を検出する。すなわ
ち、上記電流検出用配線部３１bの配線抵抗Ｒ40〜Ｒ42
の電圧降下により検出電圧が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２の等
価回路に示すように、複数のユニットトランジスタＱ11
〜Ｑ13,Ｑ21〜Ｑ23,Ｑ31〜Ｑ33が配列された構造のパワ
ートランジスタでは、コレクタ・エミッタ間電圧が高
く、コレクタ電流が大きい場合、ユニットトランジスタ
が多く集中しているチップ中央部の発熱が大きくなり、
エミッタボンディングパッド部より距離が短く、エミッ
タ層の拡散抵抗の小さいエミッタボンディングパッド部
周辺部に電流が集中しやすくなる。そうして、電流集中
→発熱→電流増幅率の増加→さらに電流集中が繰り返さ
れ、短時間に電流が局所的に集中する。このため、チッ
プの端の方の電流検出用ボンディングパッド部３１cで
検出された検出電圧に基づいて制御を行っても、上記電
流の集中しやすいチップ中央部で何倍もの電流が局部的
に流れて、チップの信頼性が低下したり、チップが破壊
されたりするという問題がある。

【０００６】また、上記パワートランジスタでは、チッ
プ表面のエミッタ電極の配線抵抗が小さく検出電圧が低
くかったり、エミッタ電極の金属の温度特性が大きいた
めにチップの発熱による検出電圧の変化が大きかった
り、さらにチップ生産時のエミッタ電極の厚みや幅等の
バラツキが大きかったりするため、過電流に対する検出
精度が低いという問題がある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、過電流を精度
よく検出でき、チップの信頼性低下や破壊を防止できる
電流検出機能付のパワートランジスタを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のパワートランジスタは、主電流が流れる
エミッタ電極に、エミッタボンディングパッド部と、上
記エミッタボンディングパッド部に対して所定距離離れ
た電流検出用ボンディングパッド部と、上記エミッタボ
ンディングパッド部と上記電流検出用ボンディングパッ
ド部とを接続する電流検出用抵抗としての電流検出用配
線部とを設けたパワートランジスタであって、上記電流
検出用配線部は、上記エミッタ電極に過電流が流れたと
きに電流が集中しやすく他の領域よりも温度が高くなる
領域に設けたことを特徴としている。

【０００９】上記請求項１のパワートランジスタによれ
ば、上記エミッタボンディングパッド部と上記電流検出
用ボンディングパッド部とを接続する電流検出用配線部
をチップ内の最も電流の集中しやすい場合に配置するこ
とによって、過電流が印加されて電流集中が生じた場合
でも、上記電流検出用配線部の両端電圧に基づいて過電
流を精度よく検出でき、チップの信頼性低下や破壊を防
止できる。

【００１０】また、請求項２のパワートランジスタは、
請求項１のパワートランジスタにおいて、上記エミッタ
電極に、上記エミッタボンディングパッド部に対して所
定距離離れた比較電流検出用ボンディングパッド部と、
上記エミッタボンディングパッド部と上記電流検出用ボ
ンディングパッド部とを接続する電流検出用抵抗として
の比較電流検出用配線部とを設け、上記比較電流検出用
配線部は、上記エミッタ電極に過電流が流れたときに電
流が集中しにくく他の領域よりも温度が低くなる領域に
設けたことを特徴としている。

【００１１】上記請求項２のパワートランジスタによれ
ば、上記電流検出用ボンディングパッド部と上記エミッ
タボンディングパッド部とを接続する電流検出用配線部
の両端電圧と上記比較電流検出用ボンディングパッド部
と上記エミッタボンディングパッド部とを接続する比較
電流検出用配線部の両端電圧との電圧差は、通常のチッ
プ内に均一に電流が流れているときは小さいか略ゼロに
近く、過電流やコレクタ・エミッタ間電圧が高くなって
電流が集中したときは大きくなる。したがって、上記電
流検出用配線部の両端電圧と上記比較電流検出用配線部
の両端電圧との電圧差を検出することによって、電力
(電流×電圧)が大きくなってチップ内で電流集中が発生
している場合のみを正確に検出することも可能となる。

【００１２】また、請求項３のパワートランジスタは、
請求項１のパワートランジスタにおいて、上記電流検出
用配線部が上記エミッタボンディングパッド部と上記電
流検出用ボンディングパッド部との間で分割され、その
分割された電流検出用配線部が上記エミッタ電極の下側
のエミッタ層を介して接続されていることを特徴として
いる。

【００１３】上記請求項３のパワートランジスタによれ
ば、上記電流検出用配線部をエミッタボンディングパッ
ド部と電流検出用ボンディングパッド部との間で分割す
ることによって、分割された電流検出用配線部は、エミ
ッタ電極よりも抵抗率の大きいエミッタ層の拡散抵抗で
接続されるため、エミッタボンディングパッド部と電流
検出用ボンディングパッド部との間の両端電圧すなわち
検出電圧が高くなる。そして、上記検出電圧のほとんど
がエミッタ層の拡散抵抗の電圧降下によるものとなり、
エミッタ層の拡散抵抗の電圧降下に対してエミッタ電極
の配線抵抗の電圧降下の占める割合が少なくなり、生産
時のエミッタ電極の厚みや幅のバラツキによる検出電圧
に対する影響が小さくなる。さらに、上記エミッタ電極
の金属(例えばＡl電極)よりもエミッタ層の半導体(例え
ばシリコン)の拡散抵抗の方が温度に対する抵抗値の変
化が少なく、チップの温度変化による検出電圧に対する
影響も小さくなる。したがって、過電流に対する検出精
度をさらに向上できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明のパワートランジ
スタを図示の実施の形態により詳細に説明する。

【００１５】（第１実施形態）図１はこの発明の第１実
施形態のパワートランジスタのチップの概略平面図であ
り、図２は図１のII−II線から見た断面図である。

【００１６】図2に示すように、Ｐ型のコレクタ層６の
一方の側にＮ型のベース拡散層７を形成し、そのベース
拡散層７上に格子状パターンのＰ⁺型のエミッタ拡散層
８を形成している。上記コレクタ層６,ベース拡散層７
およびエミッタ拡散層８で複数のユニットトランジスタ
を構成している。上記コレクタ層６の他方の側にコレク
タ電極１０を形成している。そして、コレクタ層６,ベ
ース拡散層７およびエミッタ拡散層８上に、パターンニ
ングされたシリコン酸化膜(絶縁膜)９を形成している。
なお、図１の平面図では、拡散パターンを省略してい
る。

【００１７】上記コレクタ層６,ベース拡散層７とエミ
ッタ拡散層８(図2に示す)で構成された複数のユニット
トランジスタは、図１に示すように、エミッタ拡散層８
上に形成されたくし状のエミッタ電極１と、そのエミッ
タ電極１を囲うようにベース拡散層７上に形成されたベ
ース電極２とにより夫々接続されている。上記くし状の
エミッタ電極１の広い部分には、金属ワイヤ等によりフ
レーム(図示せず)と電気的に接続するためのエミッタボ
ンディングパッド部１aを形成すると共に、ベース電極
２の広い部分には、金属ワイヤ等によりフレーム(図示
せず)と電気的に接続するためのベースボンディングパ
ッド部２aを形成している。また、上記エミッタ電極１
には、上記エミッタボンディングパッド部１aから所定
距離離れた電流検出用ボンディングパッド部１cと、上
記エミッタボンディングパッド部１aと電流検出用ボン
ディングパッド部１cとを接続する電流検出用配線部１b
とを設けている。上記エミッタボンディングパッド部１
aと電流検出用ボンディングパッド部１cとの間の電流検
出用配線部１bの配線抵抗を利用して、その電流検出用
配線部１bの両端電圧を検出する。このパワートランジ
スタでは、大きな電力が印加された場合に最も電流が集
中しやすいチップ中央部に上記電流検出用配線部１bを
配置している。

【００１８】このように、上記エミッタボンディングパ
ッド部１aと電流検出用ボンディングパッド部１cとを接
続する電流検出用配線部１bをチップ内の最も電流の集
中しやすい場合に配置することによって、過電流が印加
されて電流集中が生じた場合でも、電流検出用配線部１
bの両端電圧に基づいて過電流を精度よく検出でき、チ
ップの信頼性低下や破壊を防止することができる。

【００１９】（第２実施形態）図３はこの発明の第２実
施形態のパワートランジスタのチップの概略平面図であ
り、このパワートランジスタは、比較電流検出用配線部
と比較電流検出用ボンディングパッド部とを除き図１に
示す第１実施形態のパワートランジスタと同一の構成を
している。

【００２０】図３に示すように、上記パワートランジス
タは、図示しないコレクタ層,ベース拡散層およびエミ
ッタ拡散層で複数のユニットトランジスタを構成してい
る。上記複数のユニットトランジスタは、エミッタ拡散
層上に形成されたくし状のエミッタ電極１１とそのエミ
ッタ電極１１を囲うようにベース拡散層上に形成された
ベース電極１２とにより夫々接続されている。上記くし
状のエミッタ電極１１の広い部分には、金属ワイヤ等に
よりフレーム(図示せず)と電気的に接続するためのエミ
ッタボンディングパッド部１１aを形成すると共に、ベ
ース電極１２の広い部分には、金属ワイヤ等によりフレ
ーム(図示せず)と電気的に接続するためのベースボンデ
ィングパッド部１２aを形成している。また、上記エミ
ッタ電極１１には、上記エミッタボンディングパッド部
１１aから所定距離離れた電流検出用ボンディングパッ
ド部１１cと、上記エミッタボンディングパッド部１１a
と電流検出用ボンディングパッド部１１cとを接続する
電流検出用配線部１１bとを設けている。このエミッタ
ボンディングパッド部１１aと電流検出用ボンディング
パッド部１１cとの間の電流検出用配線部１１bの配線抵
抗を利用し、その電流検出用配線部１１bの両端電圧を
検出する。このパワートランジスタでは、大きな電力が
印加された場合に最も電流が集中しやすいチップ中央部
に上記電流検出用配線部１１bを配置している。

【００２１】また、電流が最も集中しやすい位置に配置
した電流検出用配線部１１bとは別に最も電流が集中し
にくい位置、すなわち、ユニットトランジスタの数が少
なくエミッタボンディングパッド部１１aからの距離が
遠い位置として、チップの端部に比較電流検出用配線部
１１dを設けている。そして、上記比較電流検出用配線
部１１dの先端部に比較電流検出用ボンディングパッド
部１１eを設けている。

【００２２】また、図４は上記パワートランジスタの等
価回路と出力電圧を処理する回路を示す回路図である。
図４に示すように、このパワートランジスタは、エミッ
タボンディングパッド部１１a,ベースボンディングパッ
ド部１２a,コレクタ電極２０,電流検出用ボンディング
パッド部１１cおよび比較電流検出用ボンディングパッ
ド部１１eを有し、エミッタ電極１１を抵抗Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3
を介してエミッタに夫々接続している。この抵抗Ｒ1,Ｒ
2,Ｒ3は、エミッタ電極１１(図３に示す)の配線抵抗を
示しており、抵抗Ｒ2は電流検出用配線部１１b(図３に
示す)の配線抵抗であり、抵抗Ｒ3は比較電流検出用配線
部１１d(図３に示す)の配線抵抗である。上記エミッタ
ボンディングパッド部１１aを差動増幅器ＯＰ1の一方の
入力端子に接続すると共に、電流検出用ボンディングパ
ッド部１１cを差動増幅器ＯＰ1の他方の入力端子に接続
して、差動増幅器ＯＰ1の出力端子より電流検出信号Ｓ1
を出力する。また、上記電流検出用ボンディングパッド
部１１cを差動増幅器ＯＰ2の一方の入力端子に接続する
と共に、比較電流検出用ボンディングパッド部１１eを
差動増幅器ＯＰ2の他方の入力端子に接続して、差動増
幅器ＯＰ2の出力端子より電流検出信号Ｓ2を出力する。

【００２３】図７,図８は図４のパワートランジスタに
電流を印加した場合のコレクタ電流ＩCに対する検出電
圧ＶSを示している。図７におけるパワートランジスタ
のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEが１Ｖであり、パワー
トランジスタに印加される電力は(１Ｖ×コレクタ電流)
となる。一方、図８におけるパワートランジスタのコレ
クタ・エミッタ間電圧ＶCEが１０Ｖであり、コレクタ電
流が同じであってもパワートランジスタに印加される電
力は図７のパワートランジスタの１０倍になる。

【００２４】図７において、コレクタ電流ＩCが大きく
なっても、チップ中央部の電流検出用配線部１１b(図３
に示す)を用いた電流検出用ボンディングパッド部１１c
(図３に示す)の検出電圧ＶSAの特性曲線Ａ１と、チップ
の端の電流検出用配線部１２b(図３に示す)を用いた比
較電流検出用ボンディングパッド部１１e(図３に示す)
の検出電圧ＶSBの特性曲線Ａ２とはほぼ同一で、検出電
圧ＶSA,ＶSBを比較した電流検出信号Ｓ2はゼロに近い
(特性曲線Ａ３に示す)。

【００２５】一方、図８においてコレクタ電流ＩCが増
えると、チップ中央部の電流検出用配線部１１b(図３に
示す)を用いた電流検出用ボンディングパッド部１１c
(図３に示す)の検出電圧ＶSAの特性曲線Ｂ１が、チップ
の端の比較電流検出用配線部１１d(図３に示す)を用い
た比較電流検出用ボンディングパッド部１１e(図３に示
す)の検出電圧ＶSBの特性曲線Ｂ２よりも大きくなり、
検出電圧ＶSA,ＶSBを比較した電流検出信号Ｓ2は電流と
共に大きくなる(特性曲線Ｂ３に示す)。

【００２６】上記検出電圧ＶSBに比べ検出電圧ＶSAが大
きくなるということは、チップ内で電流集中が発生して
いることを示しており、電流検出信号Ｓ2に基づいて保
護を行うことによって、電流集中によるチップの破壊を
防止する。

【００２７】このように、上記エミッタボンディングパ
ッド部１１aと電流検出用ボンディングパッド部１１cと
を接続する電流検出用配線部１１bをチップ内の最も電
流の集中しやすい場合に配置することによって、過電流
が印加されて電流集中が生じた場合でも、電流検出用配
線部１１bの両端電圧に基づいて過電流を精度よく検出
でき、チップの信頼性低下や破壊を防止することができ
る。

【００２８】また、上記電流検出用配線部１１bの両端
電圧と比較電流検出用配線部１１dの両端電圧との電圧
差を検出することによって、電力(電流×電圧)が大きく
なってチップ内で電流集中が発生している場合のみを正
確に検出することができる。

【００２９】（第３実施形態）図５はこの発明の第３実
施形態のパワートランジスタのチップの概略平面図であ
り、図６は図５のVI−VI線から見た断面図を示してい
る。なお、このパワートランジスタは、電流検出用配線
部を除いて図１に示す第１実施形態のパワートランジス
タと同一の構成をしている。

【００３０】図６に示すように、Ｐ型のコレクタ層２６
の一方の側にＮ型のベース拡散層２７を形成し、そのベ
ース拡散層２７上に格子状パターンのＰ⁺型のエミッタ
拡散層２８を形成している。上記コレクタ層２６,ベー
ス拡散層２７およびエミッタ拡散層２８で複数のユニッ
トトランジスタを構成している。上記コレクタ層２６の
他方の側にコレクタ電極３０を形成している。そして、
コレクタ層２６,ベース拡散層２７およびエミッタ拡散
層２８上に、パターンニングされたシリコン酸化膜(絶
縁膜)２９を形成している。なお、図５の平面図では、
拡散パターンを省略している。

【００３１】上記コレクタ層２６,ベース拡散層２７と
エミッタ拡散層２８(図６に示す)で構成された複数のユ
ニットトランジスタは、図５に示すように、エミッタ拡
散層２８上に形成されたくし状のエミッタ電極2１と、
そのエミッタ電極2１を囲うようにベース拡散層２７上
に形成されたベース電極２２とにより夫々接続されてい
る。上記くし状のエミッタ電極１１の中央の広い部分に
は、金属ワイヤ等によりフレーム(図示せず)と電気的に
接続するためのエミッタボンディングパッド部２１aを
設けると共に、ベース電極２２には、金属ワイヤ等によ
りフレーム(図示せず)と電気的に接続するためのベース
ボンディングパッド部２２aを設けている。また、上記
エミッタ電極１１には、上記エミッタ電極１１のエミッ
タボンディングパッド部２１aから所定距離離れた電流
検出用ボンディングパッド部２３aと、上記エミッタボ
ンディングパッド部２１aと電流検出用ボンディングパ
ッド部２３aとをエミッタ拡散層２８を介して接続する
電流検出用配線部２１b,２３bとを設けている。このエ
ミッタボンディングパッド部２１aと電流検出用ボンデ
ィングパッド部２３aとの間の電流検出用配線部２１b,
２３bの配線抵抗およびエミッタ拡散層２８の拡散抵抗
を利用して、エミッタボンディングパッド部２１aと電
流検出用ボンディングパッド部２３aとの間の電圧を検
出する。このパワートランジスタでは、大きな電力が印
加された場合に最も電流が集中しやすいチップ中央部に
上記電流検出用配線部２１b,２３bを配置している。

【００３２】このパワートランジスタは、図６に示すよ
うに、電流検出用配線部をエミッタボンディングパッド
部２１より離れた位置のエミッタ拡散層２８の端部で電
流検出用配線部２１b,２３bに分割し、エミッタ電極１
１と電流検出用ボンディングパッド部２３aとをＡl配線
だけで配線するのではなく、電流検出用配線部２１b,エ
ミッタ拡散層２８および電流検出用配線部２２bを介し
て接続した構造としている。例えば、図１２の等価回路
で説明すると、ユニットトランジスタＱ23のエミッタに
電流検出用ボンディングパッド部２３aを接続し(点線で
示す)、ユニットトランジスタＱ23のエミッタに接続さ
れた電流検出用配線部を点Ｘで切断した構造である。

【００３３】上記構成のパワートランジスタでは、図５
に示す電流検出用ボンディングパッド部２３aで検出さ
れる検出電圧は、拡散が小さい電流検出用配線部２１b,
２３bの配線抵抗による電圧降下ではなく、主にエミッ
タ拡散層２８の拡散抵抗の電圧降下となり、従来とほぼ
同じ形状のトランジスタで検出電圧を大きくすることが
可能となる。また、上記エミッタ拡散層２８の拡散抵抗
はＡl等の金属の抵抗に比べて、温度に対する変化率が
小さく、トランジスタチップが発熱したときの検出電圧
の増加も少ない。

【００３４】図９は上記パワートランジスタのコレクタ
電流ＩCに対する検出電圧ＶSの特性を示すグラフであ
り、図１０は上記パワートランジスタの周囲温度Ｔaに
対する検出電圧の変化率を示すグラフである。なお、図
９では、コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEを１Ｖとし、図
１０では、コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEを１Ｖ、コレ
クタ電流ＩCを１Ａとしている。図９に示すように、上
記パワートランジスタの検出電圧ＶSの特性曲線Ｃ2は、
従来のパワートランジスタの検出電圧ＶSの特性曲線Ｃ1
に比べて検出電圧が大きいことが分かる。また、図１０
に示すように、上記パワートランジスタの検出電圧ＶS
の特性曲線Ｄ2は、従来のパワートランジスタの検出電
圧ＶSの特性曲線Ｄ1に比べ周囲温度Ｔaに対する変化量
が少ないことが分かる。

【００３５】このように、上記エミッタボンディングパ
ッド部２１aと電流検出用ボンディングパッド部２３aと
を電流検出用配線部２１b,２３bおよびエミッタ拡散層
２８を介して接続すると共に、電流検出用配線部２１b,
２３bチップ内の最も電流の集中しやすい場合に配置す
ることによって、過電流が印加されて電流集中が生じた
場合でも、エミッタボンディングパッド部２１aと電流
検出用ボンディングパッド部２３aとの間の電圧に基づ
いて過電流を精度よく検出でき、チップの信頼性低下や
破壊を防止することができる。

【００３６】また、上記エミッタボンディングパッド部
２１aと電流検出用ボンディングパッド部２３aとの間を
接続する電流検出用配線部を、電流検出用配線部２１b
と電流検出用配線部２３bとに分割することによって、
分割された電流検出用配線部２１b,２３bは、エミッタ
電極２１よりも抵抗率の大きいエミッタ拡散層２８の拡
散抵抗で接続されるため、エミッタボンディングパッド
部２１aと電流検出用ボンディングパッド部２３aとの間
の電圧すなわち検出電圧が高くなる。また、上記検出電
圧がエミッタ拡散層２８の拡散抵抗の電圧降下によるも
のとなり、エミッタ拡散層２８の拡散抵抗の電圧降下に
対してエミッタ電極２１の配線抵抗の電圧降下の占める
割合が少なくなり、生産時のエミッタ電極２１の厚みや
幅のバラツキによる検出電圧に対する影響が小さくな
る。さらに、上記エミッタ電極２１の金属(例えばＡl電
極)よりもエミッタ拡散層２８の半導体(例えばシリコ
ン)の拡散抵抗の方が温度に対する抵抗値の変化が少な
く、チップの温度変化による検出電圧に対する影響も小
さくなる。したがって、上記検出電圧の精度が向上し
て、過電流に対する検出精度をさらに向上することがで
きる。

【００３７】以上述べたように、上記第１〜第３実施形
態のパワートランジスタは、いずれもパワートランジス
タのチップの表面電極(エミッタ電極)のパターン形状に
係るものであり、いずれも従来より使用しているコンタ
クト窓の形成時と表面電極の形成時のフォトリソグラフ
ィのガラスマスク等のマスクパターンを変更することで
簡単に実現することができる。

【００３８】上記第３実施形態において、第2実施形態
と同様に、電流が集中しにくい位置に比較電流検出用配
線部とその先端部に比較電流検出用ボンディングパッド
部を設けてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明のパワートランジスタは、主電流が流れるエミッタ電
極に、エミッタボンディングパッド部と、上記エミッタ
ボンディングパッド部に対して所定距離離れた電流検出
用ボンディングパッド部と、上記エミッタボンディング
パッド部と上記電流検出用ボンディングパッド部とを接
続する電流検出用抵抗としての電流検出用配線部とを設
けたパワートランジスタであって、上記電流検出用配線
部は、上記エミッタ電極に過電流が流れたときに電流が
集中しやすく他の領域よりも温度が高くなる領域に設け
たものである。

【００４０】したがって、請求項１の発明のパワートラ
ンジスタによれば、上記エミッタボンディングパッド部
と上記電流検出用ボンディングパッド部とを接続する電
流検出用配線部をチップ内の最も電流の集中しやすい場
合に配置することによって、過電流が印加されて電流集
中が生じた場合でも、上記電流検出用配線部の両端電圧
に基づいて過電流を精度よく検出でき、過電流制御回路
との組み合わせにより確実にチップの信頼性低下や破壊
を防止することができる。

【００４１】また、請求項２の発明のパワートランジス
タは、請求項１のパワートランジスタにおいて、上記エ
ミッタ電極に、上記エミッタボンディングパッド部に対
して所定距離離れた比較電流検出用ボンディングパッド
部と、上記エミッタボンディングパッド部と上記電流検
出用ボンディングパッド部とを接続する電流検出用抵抗
としての比較電流検出用配線部とを設け、上記比較電流
検出用配線部は、上記エミッタ電極に過電流が流れたと
きに電流が集中しにくく他の領域よりも温度が低くなる
領域に設けたので、上記電流検出用配線部の両端電圧と
比較電流検出用配線部の両端電圧との電圧差は、通常の
チップ内に均一に電流が流れているときは小さいか略ゼ
ロに近く、過電流やコレクタ・エミッタ間電圧が高くな
って電流が集中したときは大きくなり、その電圧差を検
出することによって、電力(電流×電圧)が大きくなって
チップ内で電流集中が生じていることを正確に検出する
ことができる。

【００４２】また、請求項３の発明のパワートランジス
タは、請求項１のパワートランジスタにおいて、上記電
流検出用配線部が上記エミッタボンディングパッド部と
上記電流検出用ボンディングパッド部との間で分割さ
れ、その分割された電流検出用配線部が上記エミッタ電
極の下側のエミッタ層を介して接続されているので、電
流検出用配線部よりも抵抗率の大きいエミッタ層の拡散
抵抗によって、エミッタボンディングパッド部と電流検
出用ボンディングパッド部との間の両端電圧すなわち検
出電圧が高くなり、上記エミッタ層の拡散抵抗の電圧降
下に対してエミッタ電極の配線抵抗の電圧降下の占める
割合が少なくなって、検出電圧に対して生産時のエミッ
タ電極の厚みや幅のバラツキによる影響が小さくなると
共に、チップの温度変化による検出電圧に対する影響も
小さくなる。したがって、上記検出電圧の精度が向上し
て、過電流に対する検出精度をさらに向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の第１実施形態のパワートラ
ンジスタの概略平面図である。

【図２】 図２は図１のII−II線から見た断面図であ
る。

【図３】 図３はこの発明の第2実施形態のパワートラ
ンジスタの概略平面図である。

【図４】 図４は上記パワートランジスタの等価回路と
出力電圧を処理する回路の回路図である。

【図５】 図５はこの発明の第３実施形態のパワートラ
ンジスタの概略平面図である。

【図６】 図６は図５のVI−VI線から見た断面図であ
る。

【図７】 図７は第2実施形態のパワートランジスタの
コレクタ・エミッタ間電圧が１Ｖのときのコレクタ電流
に対する検出電圧を示すグラフである。

【図８】 図８は第2実施形態のパワートランジスタの
コレクタ・エミッタ間電圧が１０Ｖのときのコレクタ電
流に対する検出電圧を示すグラフである。

【図９】 図９は上記第３実施形態のパワートランジス
タと従来のパワートランジスタの出力電圧の差を示すグ
ラフである。

【図１０】 図１０は上記第３実施形態のパワートラン
ジスタと従来のパワートランジスタの出力電圧の温度変
化の差を示すグラフである。

【図１１】 図１１は従来のパワートランジスタのチッ
プの概略平面図である。

【図１２】 図１２は上記パワートランジスタの等価回
路を示す図である。

【符号の説明】

１,１１,２１…エミッタ電極、 １a,１１a,２１a…エミッタボンディングパッド部、 １b,１１b,１１d,２１b…電流検出用配線部、 １c,１１c,１１e,２１c…電流検出用ボンディングパッ
ド部、 ２,１２,２２…ベース電極、 ２a,１２a,２２a…ベースボンディングパッド部、 ６,２６…コレクタ層、 ７,２７…ベース拡散層、 ８,２８…エミッタ拡散層、 ９,２９…シリコン酸化膜、 １０,２０,３０…コレクタ電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主電流が流れるエミッタ電極に、エミッ
   タボンディングパッド部と、上記エミッタボンディング
   パッド部に対して所定距離離れた電流検出用ボンディン
   グパッド部と、上記エミッタボンディングパッド部と上
   記電流検出用ボンディングパッド部とを接続する電流検
   出用抵抗としての電流検出用配線部とを設けたパワート
   ランジスタであって、 上記電流検出用配線部は、上記エミッタ電極に過電流が
   流れたときに電流が集中しやすく他の領域よりも温度が
   高くなる領域に設けたことを特徴とするパワートランジ
   スタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパワートランジスタに
   おいて、 上記エミッタ電極に、上記エミッタボンディングパッド
   部に対して所定距離離れた比較電流検出用ボンディング
   パッド部と、上記エミッタボンディングパッド部と上記
   電流検出用ボンディングパッド部とを接続する電流検出
   用抵抗としての比較電流検出用配線部とを設け、 上記比較電流検出用配線部は、上記エミッタ電極に過電
   流が流れたときに電流が集中しにくく他の領域よりも温
   度が低くなる領域に設けたことを特徴とするパワートラ
   ンジスタ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のパワートランジスタに
   おいて、 上記電流検出用配線部が上記エミッタボンディングパッ
   ド部と上記電流検出用ボンディングパッド部との間で分
   割され、その分割された電流検出用配線部が上記エミッ
   タ電極の下側のエミッタ層を介して接続されていること
   を特徴とするパワートランジスタ。