JP2002057287A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2002057287A JP2002057287A JP2000240560A JP2000240560A JP2002057287A JP 2002057287 A JP2002057287 A JP 2002057287A JP 2000240560 A JP2000240560 A JP 2000240560A JP 2000240560 A JP2000240560 A JP 2000240560A JP 2002057287 A JP2002057287 A JP 2002057287A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/732—Vertical transistors
- H01L29/7322—Vertical transistors having emitter-base and base-collector junctions leaving at the same surface of the body, e.g. planar transistor
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
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- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動の対象とする負荷の抵抗値の範囲を狭め
ることなく、無駄な消費電流を低減させるとともに、負
荷の抵抗値による出力電圧のばらつきを低減させた半導
体装置を提供する。 【解決手段】 入力電流を増幅して出力段のトランジス
タ3のベースに供給する電流増幅回路2の入力側にベー
スが、エミッタがグランドに、コレクタが出力端子OU
Tにそれぞれ接続されたNPN型のトランジスタ4を設
けるとともに、このトランジスタ4をPNP型のトラン
ジスタ5が寄生する構造とする。
ることなく、無駄な消費電流を低減させるとともに、負
荷の抵抗値による出力電圧のばらつきを低減させた半導
体装置を提供する。 【解決手段】 入力電流を増幅して出力段のトランジス
タ3のベースに供給する電流増幅回路2の入力側にベー
スが、エミッタがグランドに、コレクタが出力端子OU
Tにそれぞれ接続されたNPN型のトランジスタ4を設
けるとともに、このトランジスタ4をPNP型のトラン
ジスタ5が寄生する構造とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものである。
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置では、駆動対象となる
負荷のうち最も重い負荷(換言すれば、抵抗値が最も小
さい負荷)を駆動できるように、各回路定数を設定して
いた。すなわち、図3に示すように、外部の負荷100
を駆動する出力段のトランジスタ3のコレクタ電流IC
が、 IC=(VCC−VLOW)/RLMIN となるように、出力段のトランジスタ3をONさせる際
に、そのベースに供給する電流IBを設定していた。但
し、VCCは電源電圧、VLOWは出力段のトランジスタ3
がONしたときに出力端子OUTの電圧として得たい電
圧、RLMINは負荷100として接続され得る負荷の抵抗
値の最小値である。そして、出力段のトランジスタ3を
ONさせる際に、そのベースに供給する電流IBの設定
は固定であった。
負荷のうち最も重い負荷(換言すれば、抵抗値が最も小
さい負荷)を駆動できるように、各回路定数を設定して
いた。すなわち、図3に示すように、外部の負荷100
を駆動する出力段のトランジスタ3のコレクタ電流IC
が、 IC=(VCC−VLOW)/RLMIN となるように、出力段のトランジスタ3をONさせる際
に、そのベースに供給する電流IBを設定していた。但
し、VCCは電源電圧、VLOWは出力段のトランジスタ3
がONしたときに出力端子OUTの電圧として得たい電
圧、RLMINは負荷100として接続され得る負荷の抵抗
値の最小値である。そして、出力段のトランジスタ3を
ONさせる際に、そのベースに供給する電流IBの設定
は固定であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の半
導体装置では、負荷が軽い(換言すれば、負荷の抵抗値
が大きい)ほど、出力段のトランジスタをONさせるに
あたって、そのベースには過剰な電流が供給されること
になって、無駄な消費電流が大きくなるという問題があ
った。そして、このような無駄な消費電流を低減させる
ためには、駆動の対象とする負荷の抵抗値の範囲を狭め
る必要があった。
導体装置では、負荷が軽い(換言すれば、負荷の抵抗値
が大きい)ほど、出力段のトランジスタをONさせるに
あたって、そのベースには過剰な電流が供給されること
になって、無駄な消費電流が大きくなるという問題があ
った。そして、このような無駄な消費電流を低減させる
ためには、駆動の対象とする負荷の抵抗値の範囲を狭め
る必要があった。
【0004】また、負荷の抵抗値に関係なく、一定のベ
ース電流で出力段のトランジスタをONさせていたの
で、出力段のトランジスタがONしたときの出力電圧に
関して、負荷の抵抗値によるばらつきが大きいという問
題があった。
ース電流で出力段のトランジスタをONさせていたの
で、出力段のトランジスタがONしたときの出力電圧に
関して、負荷の抵抗値によるばらつきが大きいという問
題があった。
【0005】そこで、本発明は、駆動の対象とする負荷
の抵抗値の範囲を狭めることなく、無駄な消費電流を低
減させるとともに、負荷の抵抗値による出力電圧のばら
つきを低減させた半導体装置を提供することを目的とす
る。
の抵抗値の範囲を狭めることなく、無駄な消費電流を低
減させるとともに、負荷の抵抗値による出力電圧のばら
つきを低減させた半導体装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置では、出力端子の外部に接続さ
れる負荷の抵抗値に応じて、前記負荷を駆動する出力段
のトランジスタをONさせるためにそのベースに供給さ
れる電流を制御するトランジスタを設けている。
め、本発明の半導体装置では、出力端子の外部に接続さ
れる負荷の抵抗値に応じて、前記負荷を駆動する出力段
のトランジスタをONさせるためにそのベースに供給さ
れる電流を制御するトランジスタを設けている。
【0007】この構成により、最も重い負荷を駆動でき
るように各回路定数を設定したとしても、軽い負荷が接
続された場合に、出力段のトランジスタをONさせるに
あたって、そのベースに供給される電流の過剰分が低減
する。
るように各回路定数を設定したとしても、軽い負荷が接
続された場合に、出力段のトランジスタをONさせるに
あたって、そのベースに供給される電流の過剰分が低減
する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。本発明の一実施形態である半
導体装置の回路図を図1に示す。同図において、1は電
源電圧検出回路、2は電流増幅回路、3及び4はNPN
型のトランジスタ、11及び12は抵抗、13はコンパ
レータ、14は定電圧源、15はNPN型のトランジス
タ、16は定電流源、21はNPN型のトランジスタ、
22及び23はPNP型のトランジスタ、24は抵抗、
100は外付けの負荷である。
を参照しながら説明する。本発明の一実施形態である半
導体装置の回路図を図1に示す。同図において、1は電
源電圧検出回路、2は電流増幅回路、3及び4はNPN
型のトランジスタ、11及び12は抵抗、13はコンパ
レータ、14は定電圧源、15はNPN型のトランジス
タ、16は定電流源、21はNPN型のトランジスタ、
22及び23はPNP型のトランジスタ、24は抵抗、
100は外付けの負荷である。
【0009】電源電圧検出回路1は、抵抗11及び1
2、コンパレータ13、定電圧源14、トランジスタ1
5、及び、定電流源16から成る。抵抗11と抵抗12
とは電源電圧VCCとグランドGNDとの間に直列に接続
されている。コンパレータ13は、非反転入力端子
(+)が抵抗11と抵抗12との接続点に接続されてお
り、反転入力端子(−)には定電圧源14で生成される
定電圧Vrefが印加されている。トランジスタ15は、
ベースがコンパレータ13の出力端子に接続されてお
り、エミッタがグランドGNDに接続されており、コレ
クタには定電流源16が接続されている。
2、コンパレータ13、定電圧源14、トランジスタ1
5、及び、定電流源16から成る。抵抗11と抵抗12
とは電源電圧VCCとグランドGNDとの間に直列に接続
されている。コンパレータ13は、非反転入力端子
(+)が抵抗11と抵抗12との接続点に接続されてお
り、反転入力端子(−)には定電圧源14で生成される
定電圧Vrefが印加されている。トランジスタ15は、
ベースがコンパレータ13の出力端子に接続されてお
り、エミッタがグランドGNDに接続されており、コレ
クタには定電流源16が接続されている。
【0010】電流増幅回路2は、トランジスタ21、2
2、及び、23、並びに、抵抗24から成る。トランジ
スタ21は、ベースがトランジスタ15のコレクタに接
続されており、エミッタがグランドGNDに接続されて
おり、コレクタがトランジスタ22のコレクタに接続さ
れている。トランジスタ22は、ベースとコレクタとが
接続されており、エミッタが電源電圧VCCに接続されて
いる。トランジスタ23は、ベースがトランジスタ22
のベースに接続されており、エミッタが電源電圧VCCに
接続されており、コレクタが抵抗24を介してグランド
GNDに接続されている。
2、及び、23、並びに、抵抗24から成る。トランジ
スタ21は、ベースがトランジスタ15のコレクタに接
続されており、エミッタがグランドGNDに接続されて
おり、コレクタがトランジスタ22のコレクタに接続さ
れている。トランジスタ22は、ベースとコレクタとが
接続されており、エミッタが電源電圧VCCに接続されて
いる。トランジスタ23は、ベースがトランジスタ22
のベースに接続されており、エミッタが電源電圧VCCに
接続されており、コレクタが抵抗24を介してグランド
GNDに接続されている。
【0011】トランジスタ3は、ベースがトランジスタ
23のコレクタと抵抗24との接続点に接続されてお
り、エミッタがグランドGNDに接続されており、コレ
クタが出力端子OUTに接続されている。電源電圧VCC
と出力端子OUTとの間には外部で負荷100が接続さ
れる。
23のコレクタと抵抗24との接続点に接続されてお
り、エミッタがグランドGNDに接続されており、コレ
クタが出力端子OUTに接続されている。電源電圧VCC
と出力端子OUTとの間には外部で負荷100が接続さ
れる。
【0012】トランジスタ4は、ベースがトランジスタ
15のコレクタに接続されており、エミッタがグランド
GNDに接続されており、コレクタが出力端子OUTに
接続されている。そして、トランジスタ4は、その断面
図を図2に示すように、トランジスタ4のベース領域4
3、コレクタ領域42、サブストレート(P型の半導体
基板)41をそれぞれエミッタ、ベース、コレクタとす
るPNP型のトランジスタ5が寄生する構造となってい
る。尚、トランジスタ3にも、PNP型のトランジスタ
が寄生してしまうが、レイアウト的な工夫等によりβを
下げて影響が小さくなるようにしている。
15のコレクタに接続されており、エミッタがグランド
GNDに接続されており、コレクタが出力端子OUTに
接続されている。そして、トランジスタ4は、その断面
図を図2に示すように、トランジスタ4のベース領域4
3、コレクタ領域42、サブストレート(P型の半導体
基板)41をそれぞれエミッタ、ベース、コレクタとす
るPNP型のトランジスタ5が寄生する構造となってい
る。尚、トランジスタ3にも、PNP型のトランジスタ
が寄生してしまうが、レイアウト的な工夫等によりβを
下げて影響が小さくなるようにしている。
【0013】以上の構成により、電源電圧が所定値より
も高くなると、コンパレータ13の出力電圧がハイレベ
ルになり、トランジスタ15がONするようになってい
るので、定電流源16から出力される定電流Irefは全
てトランジスタ15のコレクタに流れ込み、トランジス
タ21及び4のベースには電流が供給されない。したが
って、トランジスタ3及び4はOFFになるので、負荷
100には電流が流れず、出力端子OUTの電圧(以
下、「出力電圧」と称する)はハイレベル(電源電圧レ
ベル)になる。
も高くなると、コンパレータ13の出力電圧がハイレベ
ルになり、トランジスタ15がONするようになってい
るので、定電流源16から出力される定電流Irefは全
てトランジスタ15のコレクタに流れ込み、トランジス
タ21及び4のベースには電流が供給されない。したが
って、トランジスタ3及び4はOFFになるので、負荷
100には電流が流れず、出力端子OUTの電圧(以
下、「出力電圧」と称する)はハイレベル(電源電圧レ
ベル)になる。
【0014】一方、電源電圧が所定値よりも低くなる
と、コンパレータ13の出力電圧がローレベルになり、
トランジスタ15がOFFするようになっているので、
定電流源16から出力される定電流Irefはトランジス
タ21及び4に分流する。これにより、トランジスタ3
及び4がONするようになっており、出力電圧はローレ
ベル(ほぼグランドレベル)となる。即ち、図1の回路
は、電源電圧に応じて信号を出力するリセット回路、も
しくは、電源電圧検出回路として動作するようになって
いる。
と、コンパレータ13の出力電圧がローレベルになり、
トランジスタ15がOFFするようになっているので、
定電流源16から出力される定電流Irefはトランジス
タ21及び4に分流する。これにより、トランジスタ3
及び4がONするようになっており、出力電圧はローレ
ベル(ほぼグランドレベル)となる。即ち、図1の回路
は、電源電圧に応じて信号を出力するリセット回路、も
しくは、電源電圧検出回路として動作するようになって
いる。
【0015】尚、トランジスタ3のベース電流IB3は、
トランジスタ21のベース電流をI B21、トランジスタ
21の電流増幅率をhFE21、トランジスタ23のトラン
ジスタ22に対するエミッタ面積の比をn、トランジス
タ3のベース−エミッタ間電圧をVBE3、抵抗24の抵
抗値をRとすると、 IB3=n・hFE21・IB21−VBE3/R となる。
トランジスタ21のベース電流をI B21、トランジスタ
21の電流増幅率をhFE21、トランジスタ23のトラン
ジスタ22に対するエミッタ面積の比をn、トランジス
タ3のベース−エミッタ間電圧をVBE3、抵抗24の抵
抗値をRとすると、 IB3=n・hFE21・IB21−VBE3/R となる。
【0016】そして、本実施形態では、負荷100とし
て最も重い負荷が接続された場合に、トランジスタ3及
び4がONしたときの出力電圧が所望の値となるよう
に、各回路定数が設定されている。このため、負荷10
0として軽い負荷が接続された場合、トランジスタ3及
び4がONしたときには、トランジスタ3に流れる電流
が小さくてすむようになるので、出力電圧が低下する。
これにより、トランジスタ5がより導通状態となり、そ
のエミッタ電圧が低下するので、定電流源16からトラ
ンジスタ5のエミッタに流れ込む電流が大きくなる。
て最も重い負荷が接続された場合に、トランジスタ3及
び4がONしたときの出力電圧が所望の値となるよう
に、各回路定数が設定されている。このため、負荷10
0として軽い負荷が接続された場合、トランジスタ3及
び4がONしたときには、トランジスタ3に流れる電流
が小さくてすむようになるので、出力電圧が低下する。
これにより、トランジスタ5がより導通状態となり、そ
のエミッタ電圧が低下するので、定電流源16からトラ
ンジスタ5のエミッタに流れ込む電流が大きくなる。
【0017】したがって、負荷100として軽い負荷が
接続された場合には、負荷100として最も重い負荷が
接続された場合に比して、電流増幅回路2への入力電流
(トランジスタ21のベース電流)が小さくなるように
寄生トランジスタが働くので、トランジスタ3をONさ
せるにあたって、そのベースに供給する電流の過剰分を
低減させることにより、無駄な消費電流を低減させるこ
とができる。
接続された場合には、負荷100として最も重い負荷が
接続された場合に比して、電流増幅回路2への入力電流
(トランジスタ21のベース電流)が小さくなるように
寄生トランジスタが働くので、トランジスタ3をONさ
せるにあたって、そのベースに供給する電流の過剰分を
低減させることにより、無駄な消費電流を低減させるこ
とができる。
【0018】また、負荷100が軽いほど、定電流源1
6からトランジスタ5のエミッタに流れ込む電流が大き
くなり、電流増幅回路2への入力電流が小さくなるの
で、消費電流を小さくすることができる。
6からトランジスタ5のエミッタに流れ込む電流が大き
くなり、電流増幅回路2への入力電流が小さくなるの
で、消費電流を小さくすることができる。
【0019】また、負荷100が軽いほど、小さなベー
ス電流でトランジスタ3及び4をONさせることになる
ので、トランジスタ3及び4がONしたときの出力電圧
に関して、負荷100の抵抗値によるばらつきを低減さ
せることができる。
ス電流でトランジスタ3及び4をONさせることになる
ので、トランジスタ3及び4がONしたときの出力電圧
に関して、負荷100の抵抗値によるばらつきを低減さ
せることができる。
【0020】尚、本実施形態のように、トランジスタ5
としてトランジスタ4の寄生トランジスタを用いること
により、静電破壊に対する耐圧を向上させることができ
る。また、電源電圧検出回路1をなくして、電源電圧に
関係なく、負荷の値のみに応じて出力電流を制御するこ
とができる。
としてトランジスタ4の寄生トランジスタを用いること
により、静電破壊に対する耐圧を向上させることができ
る。また、電源電圧検出回路1をなくして、電源電圧に
関係なく、負荷の値のみに応じて出力電流を制御するこ
とができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置によれば、最も重い負荷を駆動できるように各回路定
数を設定したとしても、軽い負荷が接続された場合に、
出力段のトランジスタをONさせるにあたって、そのベ
ースに供給する電流の過剰分が低減するので、駆動可能
な負荷の抵抗値の範囲を狭めることなく、無駄な消費電
流を低減させることができ、また、負荷が軽いほど、小
さなベース電流で出力段のトランジスタをONさせるこ
とになるので、負荷の抵抗値による出力電圧のばらつき
を低減させることができる。
置によれば、最も重い負荷を駆動できるように各回路定
数を設定したとしても、軽い負荷が接続された場合に、
出力段のトランジスタをONさせるにあたって、そのベ
ースに供給する電流の過剰分が低減するので、駆動可能
な負荷の抵抗値の範囲を狭めることなく、無駄な消費電
流を低減させることができ、また、負荷が軽いほど、小
さなベース電流で出力段のトランジスタをONさせるこ
とになるので、負荷の抵抗値による出力電圧のばらつき
を低減させることができる。
【図1】 本発明の一実施形態である半導体装置の回路
図である。
図である。
【図2】 本発明の一実施形態である半導体装置に形成
されたトランジスタの断面図である。
されたトランジスタの断面図である。
【図3】 従来技術を説明するための図である。
1 電源電圧検出回路 2 電流増幅回路 3、4 NPN型のトランジスタ 11、12 抵抗 13 コンパレータ 14 定電圧源 15 NPN型のトランジスタ 16 定電流源 21 NPN型のトランジスタ 22、23 PNP型のトランジスタ 24 抵抗 100 外付けの負荷
Claims (1)
- 【請求項1】 出力端子の外部に接続される負荷の抵抗
値に応じて、前記負荷を駆動する出力段のトランジスタ
をONさせるためにそのベースに供給される電流を制御
するトランジスタを設けたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000240560A JP2002057287A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 半導体装置 |
US09/924,113 US6605967B2 (en) | 2000-08-09 | 2001-08-08 | Low power consumption output driver circuit and supply voltage detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000240560A JP2002057287A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002057287A true JP2002057287A (ja) | 2002-02-22 |
Family
ID=18731892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000240560A Pending JP2002057287A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6605967B2 (ja) |
JP (1) | JP2002057287A (ja) |
Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
FR2820546B1 (fr) * | 2001-02-05 | 2003-07-11 | St Microelectronics Sa | Structure de protection contre des parasites |
US7019351B2 (en) * | 2003-03-12 | 2006-03-28 | Micron Technology, Inc. | Transistor devices, and methods of forming transistor devices and circuit devices |
DE10319157A1 (de) * | 2003-04-29 | 2004-11-25 | Infineon Technologies Ag | Integrierte Schaltung mit einer Spannungsüberwachungsschaltung sowie ein Verfahren zum Überwachen einer bereitgestellten internen Burn-In-Spannung |
DE10339047B4 (de) * | 2003-08-25 | 2006-10-26 | Infineon Technologies Ag | Treiber-Einrichtung, insbesondere für ein Halbleiter-Bauelement, sowie Verfahren zum Betreiben einer Treiber-Einrichtung |
CN110758542B (zh) | 2014-05-22 | 2022-12-02 | Tk控股公司 | 用于屏蔽方向盘中的手传感器系统的系统和方法 |
WO2015187647A1 (en) | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Tk Holdings Inc. | Systems and methods for printing sensor circuits on a sensor mat for a steering wheel |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2634605B1 (fr) * | 1988-07-22 | 1990-10-05 | Radiotechnique Compelec | Circuit de compensation de courant |
DE69731501T2 (de) * | 1996-05-17 | 2005-10-20 | Denso Corp., Kariya | Lastbetätigungsschaltung |
ITMI981217A1 (it) * | 1997-06-05 | 1999-12-02 | Denso Corp | Struttura perfezionata per un circuito di misura di corrente |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000240560A patent/JP2002057287A/ja active Pending
-
2001
- 2001-08-08 US US09/924,113 patent/US6605967B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
US20020024060A1 (en) | 2002-02-28 |
US6605967B2 (en) | 2003-08-12 |
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