JP2006147665A - Transistor semiconductor device - Google Patents

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Shinji Yamamoto
真司 山本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transistor semiconductor device which can prevent the thermal runaway of a transistor without using a ballast resistor. <P>SOLUTION: The transistor Tr1 of an amplifier circuit 10 and diodes D1 and D2 of a bias circuit 20 are all arranged on one and the same semiconductor substrate, and covered with heat conduction wiring 30 formed of a metal material, etc. having good heat conduction. A rise in temperature which occurs in the transistor Tr1 can be rapidly transmitted to the diodes D1 and D2 by means of the heat conduction wiring 30. Since the diodes D1 and D2 operate in the direction of decreasing the temperature of the transistor Tr1, the thermal runaway of the transistor Tr1 can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トランジスタ半導体装置に関し、より特定的には、温度上昇に起因するトランジスタ(バイポーラトランジスタ等)の熱暴走現象の発生を防止するトランジスタ半導体装置の構造に関する。   The present invention relates to a transistor semiconductor device, and more particularly to a structure of a transistor semiconductor device that prevents the occurrence of a thermal runaway phenomenon of a transistor (such as a bipolar transistor) due to a temperature rise.

近年、携帯電話等の移動体通信機器の需要増大に伴い、通信機器のパワーアンプ等に使用される半導体デバイスも多様化している。中でもバイポーラトランジスタは、電界効果型トランジスタ(FET)に対して、以下のようなメリットを持つ。
1.原理的に負電源が不要であるため、負電圧発生のためのレギュレータが不要である(単一電源動作)。
2.ベース電流を零にすることにより、コレクタ電流をカットオフすることが可能であるため、アンプ電源をオン/オフする電源スイッチが不要である。
In recent years, with increasing demand for mobile communication devices such as mobile phones, semiconductor devices used for power amplifiers and the like of communication devices are also diversifying. In particular, bipolar transistors have the following advantages over field effect transistors (FETs).
1. Since a negative power supply is not necessary in principle, a regulator for generating a negative voltage is not required (single power supply operation).
2. Since the collector current can be cut off by setting the base current to zero, a power switch for turning on / off the amplifier power supply is unnecessary.

このようなメリットがあるため、近年バイポーラトランジスタが使用されることが多くなってきた。また、移動体通信機器では一般的に1GHz〜6GHzの高周波を用いるため、これらパワーアンプには、半導体基板にガリウムヒ素(GaAs)を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)が用いられる。   Due to these advantages, bipolar transistors have been increasingly used in recent years. Also, since mobile communication devices generally use high frequencies of 1 GHz to 6 GHz, heterojunction bipolar transistors (HBT) using gallium arsenide (GaAs) as a semiconductor substrate are used for these power amplifiers.

しかしながら、バイポーラトランジスタは、そのデバイスの特性上FETに比べ熱暴走を起こし易く、素子破壊を招くというデメリットを有している。以下に、熱暴走により素子が破壊されるメカニズムを説明する。   However, the bipolar transistor has a demerit that it tends to cause thermal runaway as compared with the FET due to the characteristics of the device, and causes element destruction. The mechanism by which the element is destroyed due to thermal runaway will be described below.

図5及び図6は、従来のバイポーラトランジスタにおける熱暴走のメカニズムを説明するための図である。
図5において、バイポーラトランジスタTr101のベースには、ベース電源102が、コレクタには、コレクタ電源103が、それぞれ接続されている。ベース電圧(=ベース−エミッタ間電圧)をVbe、ベース電流をIb、コレクタ電圧(=コレクタ−エミッタ間電圧)をVce、コレクタ電流をIc、及び飽和電流をIsとした場合、近似的に下記の式が成立する。なお、温度T=300Kの時は、q/kT〜38.7である。
Ic=Is×exp((q/kT)×Vbe)
5 and 6 are diagrams for explaining the mechanism of thermal runaway in a conventional bipolar transistor.
In FIG. 5, a base power source 102 is connected to the base of the bipolar transistor Tr101, and a collector power source 103 is connected to the collector. When base voltage (= base-emitter voltage) is Vbe, base current is Ib, collector voltage (= collector-emitter voltage) is Vce, collector current is Ic, and saturation current is Is, The formula holds. In addition, when temperature T = 300K, it is q / kT-38.7.
Ic = Is × exp ((q / kT) × Vbe)

図6は、図5の等価回路におけるベース電圧Vbeに対するコレクタ電流IcのV−I特性を示す図である。図6では、IV1(実線)<IV2(点線)<IV3(一点鎖線)の順にトランジスタの素子温度が高くなっている。
一般にSiバイポーラトランジスタにおいて、コレクタ電流Icを一定に保った場合、ベース電圧Vbeは約−2mV/℃の温度係数を示す。このため、逆にベース電圧Vbeを一定に保ったままトランジスタの素子温度を上昇させると、コレクタ電流Icが増大する(図6中のIc1→Ic2、及びIc2→Ic3の遷移)。このコレクタ電流Icの増大は、トランジスタの素子温度をさらに上昇させることになり、コレクタ電流Icの増大→トランジスタの素子温度上昇→コレクタ電流Icの増大→トランジスタの素子温度上昇…という正帰還の悪循環を生み出す。そして、コレクタ電流Icがトランジスタ素子の許容損失をオーバーすると、素子が熱破壊に至る。これが熱暴走発生のメカニズムである。
FIG. 6 is a diagram illustrating the VI characteristic of the collector current Ic with respect to the base voltage Vbe in the equivalent circuit of FIG. In FIG. 6, the element temperature of the transistor increases in the order of IV1 (solid line) <IV2 (dotted line) <IV3 (dashed line).
In general, in a Si bipolar transistor, when the collector current Ic is kept constant, the base voltage Vbe exhibits a temperature coefficient of about −2 mV / ° C. Therefore, conversely, when the element temperature of the transistor is raised while keeping the base voltage Vbe constant, the collector current Ic increases (transition of Ic1 → Ic2 and Ic2 → Ic3 in FIG. 6). This increase in the collector current Ic further increases the element temperature of the transistor, and a positive feedback vicious cycle of increasing the collector current Ic → increasing the element temperature of the transistor → increasing the collector current Ic → increasing the element temperature of the transistor. produce. When the collector current Ic exceeds the allowable loss of the transistor element, the element is thermally destroyed. This is the mechanism of thermal runaway occurrence.

このベース電圧Vbeを一定に制御するバイアス回路を備えた従来のトランジスタ回路は、特許文献1及び特許文献2等に開示されている。
特開2001−274636号公報 特開2003−347850号公報
A conventional transistor circuit including a bias circuit for controlling the base voltage Vbe to be constant is disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like.
JP 2001-274636 A JP 2003-347850 A

この熱暴走を抑制する一手法として、トランジスタのベース又はエミッタにバラスト抵抗を挿入する方法がある。しかし、この場合、半導体基板上にバラスト抵抗を形成するための領域を確保する必要があるという問題や、バラスト抵抗によって高周波信号に対する利得特性が悪化するという問題がある。   One technique for suppressing this thermal runaway is to insert a ballast resistor in the base or emitter of the transistor. However, in this case, there is a problem that it is necessary to secure a region for forming a ballast resistor on the semiconductor substrate, and a problem that a gain characteristic for a high frequency signal is deteriorated by the ballast resistor.

それ故に、本発明の目的は、バラスト抵抗を用いることなく、トランジスタの熱暴走を防止することができるトランジスタ半導体装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a transistor semiconductor device that can prevent thermal runaway of a transistor without using a ballast resistor.

本発明は、半導体基板上に形成されたトランジスタ半導体装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のトランジスタ半導体装置は、アンプ回路、バイアス回路及び熱伝導配線で構成される。   The present invention is directed to a transistor semiconductor device formed on a semiconductor substrate. In order to achieve the above object, the transistor semiconductor device of the present invention includes an amplifier circuit, a bias circuit, and a heat conduction wiring.

アンプ回路は、ベースに入力される信号を増幅してコレクタに出力するトランジスタを少なくとも構成に含む回路である。バイアス回路は、温度変動に伴って特性変化する温度制御素子を少なくとも構成に含み、当該温度制御素子によって制御されたバイアス電圧を、トランジスタのベースに供給する回路である。熱伝導配線は、トランジスタの温度変化を温度制御素子に伝えるための配線である。   An amplifier circuit is a circuit that includes at least a transistor that amplifies a signal input to a base and outputs the amplified signal to a collector. The bias circuit is a circuit that includes at least a temperature control element whose characteristics change with a temperature change, and supplies a bias voltage controlled by the temperature control element to the base of the transistor. The heat conduction wiring is a wiring for transmitting a temperature change of the transistor to the temperature control element.

好ましくは、熱伝導配線は、トランジスタ及び温度制御素子の双方の少なくとも一部を覆い、かつ、双方を電気的に分離させた配置構造で形成されている。また、この熱伝導配線は、トランジスタのコレクタ電極又は温度制御素子のどちらか一方と電気的に接続されている。典型的には、熱伝導配線に、半導体装置製造工程において形成される金属配線が用いられる。なお、熱伝導配線は、直接的にコレクタ電極や温度制御素子に電気的に分離されていても良いが、絶縁膜等を介して熱的に結合されていても良い。
なお、温度制御素子には、例えばPN接合ダイオード又はサーミスタを用いればよい。
Preferably, the heat conductive wiring is formed in an arrangement structure that covers at least a part of both the transistor and the temperature control element and electrically separates both. Further, the heat conduction wiring is electrically connected to either the collector electrode of the transistor or the temperature control element. Typically, a metal wiring formed in the semiconductor device manufacturing process is used for the heat conduction wiring. The heat conductive wiring may be directly electrically separated into the collector electrode and the temperature control element, but may be thermally coupled through an insulating film or the like.
For example, a PN junction diode or a thermistor may be used as the temperature control element.

上記のように、本発明によれば、熱伝導配線を用いてトランジスタの温度変化をバイアス回路にフィードバックさせて、トランジスタの温度上昇時にベース電圧を低下させる負帰還制御を行う。これにより、温度上昇に伴う正帰還が原因であるトランジスタ熱暴走現象の発生を防止することができる。   As described above, according to the present invention, negative feedback control is performed to lower the base voltage when the temperature of the transistor rises by feeding back the temperature change of the transistor to the bias circuit using the heat conductive wiring. As a result, it is possible to prevent the occurrence of transistor thermal runaway due to the positive feedback accompanying the temperature rise.

本発明の特徴は、特殊な回路構成を用いることなく、トランジスタの温度上昇に起因する熱暴走現象の発生を防止することができる半導体構造にある。以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置を説明する。   A feature of the present invention resides in a semiconductor structure capable of preventing the occurrence of a thermal runaway phenomenon due to a temperature rise of a transistor without using a special circuit configuration. Hereinafter, a transistor semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置の等価回路図である。図1において、本実施形態に係るトランジスタ半導体装置は、入力信号を増幅して出力するアンプ回路10と、アンプ回路10にバイアス電圧を供給するバイアス回路20とで構成される。   FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a transistor semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the transistor semiconductor device according to this embodiment includes an amplifier circuit 10 that amplifies and outputs an input signal, and a bias circuit 20 that supplies a bias voltage to the amplifier circuit 10.

アンプ回路10は、信号増幅用のトランジスタTr1と、チョーク抵抗R1と、バイアス回路20とトランジスタTr1のベースとを接続する抵抗R2と、入力側結合コンデンサであるキャパシタC1と、出力側結合コンデンサであるキャパシタC2とで構成される。バイアス回路20は、バイアス回路用のトランジスタTr2と、温度制御素子として機能するPN接合のダイオードD1及びダイオードD2と、抵抗R3及び抵抗R4とで構成される。トランジスタTr1及びトランジスタTr2は、典型的にはバイポーラトランジスタやヘテロ接合バイポーラトランジスタである。   The amplifier circuit 10 is a signal amplifying transistor Tr1, a choke resistor R1, a resistor R2 connecting the bias circuit 20 and the base of the transistor Tr1, a capacitor C1 as an input side coupling capacitor, and an output side coupling capacitor. The capacitor C2. The bias circuit 20 includes a transistor Tr2 for a bias circuit, PN junction diodes D1 and D2 that function as temperature control elements, a resistor R3, and a resistor R4. The transistors Tr1 and Tr2 are typically bipolar transistors or heterojunction bipolar transistors.

バイアス回路20において、トランジスタTr2のベースは、抵抗R4を介して電源Vbbに接続され、かつ直列接続されるダイオードD1及びダイオードD2を介してGNDに接続される(接地される)。トランジスタTr2のコレクタは、電源Vbbに接続される。そして、トランジスタTr2のエミッタは、抵抗R3を介してGNDに接続されると共に、抵抗2を介してアンプ回路10のトランジスタTr1のベースに接続される。   In the bias circuit 20, the base of the transistor Tr2 is connected to the power supply Vbb via the resistor R4, and is connected (grounded) to the GND via the diode D1 and the diode D2 connected in series. The collector of the transistor Tr2 is connected to the power supply Vbb. The emitter of the transistor Tr2 is connected to the GND via the resistor R3, and is connected to the base of the transistor Tr1 of the amplifier circuit 10 via the resistor 2.

アンプ回路10において、トランジスタTr1のベースには、キャパシタC1を介して入力信号(IN)が、抵抗R2を介してバイアス回路20から供給されるバイアス電圧が、それぞれ入力される。トランジスタTr1のエミッタは、GNDに接続される。トランジスタTr1のコレクタは、抵抗R1を介して電源Vccに接続されており、コレクタに現れる増幅信号をキャパシタC2を介して出力する(OUT)。   In the amplifier circuit 10, the input signal (IN) is input to the base of the transistor Tr1 via the capacitor C1 and the bias voltage supplied from the bias circuit 20 via the resistor R2. The emitter of the transistor Tr1 is connected to GND. The collector of the transistor Tr1 is connected to the power source Vcc via the resistor R1, and outputs an amplified signal appearing at the collector via the capacitor C2 (OUT).

この等価回路図上では、特に本発明と従来技術との違いはない。本発明の特徴は、この等価回路を半導体基板上で形成するときの構造(温度伝導構造)、及びその構造を活かしたバイアスの制御手法に特徴がある。   On the equivalent circuit diagram, there is no particular difference between the present invention and the prior art. A feature of the present invention is a structure (temperature conduction structure) when this equivalent circuit is formed on a semiconductor substrate, and a bias control method utilizing the structure.

図2は、本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置の上面図である。図3は、図2に示すトランジスタ半導体装置のa−a断面図である。図2及び図3に示すように、本発明では、アンプ回路10のトランジスタTr1の温度をバイアス回路20のダイオードD1及びダイオードD2へ伝えるための、熱伝導配線30を新たに設けていることが従来と異なる。この熱伝導配線30は、熱源であるトランジスタTr1の温度を温度制御素子であるダイオードD1及びダイオードD2に伝えることができる熱伝導性能に優れた材料(例えば金属)で形成された配線であればよい。熱伝導配線30は、トランジスタTr1のコレクタと電気的に接続されており、トランジスタTr1の温度を効率よく抽出できるようにしている。一方、熱伝導配線30は、ダイオードD1及びダイオードD2とは保護膜(例えば絶縁層)によって電気的に分離されている。すなわち、熱伝導配線30でダイオードD1及びダイオードD2が覆われる構造となる。なお、熱伝導配線30と接続されるトランジスタTr1の端子は、コレクタ以外のエミッタ又はベースであってもよい。   FIG. 2 is a top view of a transistor semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the transistor semiconductor device shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, in the present invention, it is conventional that a heat conductive wiring 30 is newly provided for transmitting the temperature of the transistor Tr <b> 1 of the amplifier circuit 10 to the diode D <b> 1 and the diode D <b> 2 of the bias circuit 20. And different. The heat conduction wiring 30 may be a wiring formed of a material (for example, metal) having excellent heat conduction performance that can transmit the temperature of the transistor Tr1 that is a heat source to the diode D1 and the diode D2 that are temperature control elements. . The heat conduction wiring 30 is electrically connected to the collector of the transistor Tr1 so that the temperature of the transistor Tr1 can be extracted efficiently. On the other hand, the heat conductive wiring 30 is electrically separated from the diode D1 and the diode D2 by a protective film (for example, an insulating layer). That is, the diode D1 and the diode D2 are covered with the heat conductive wiring 30. Note that the terminal of the transistor Tr1 connected to the heat conductive wiring 30 may be an emitter or a base other than the collector.

上記半導体構造とすることで、トランジスタTr1の熱暴走が防止できるメカニズムを説明する。
まず、バイアス回路20において、トランジスタTr2に流入するベース電流が微小であると仮定すると、抵抗R4に流れる電流とダイオードD1及びダイオードD2に流れる電流とは等しい。この電流をIbiasとする。また、トランジスタTr2のベース電圧をVbias1と、エミッタ電圧をVbias2とする。図4に、ダイオードD1及びダイオードD2のI−V特性を示す。トランジスタTr2のベース電圧Vbias1は、電源Vbbから抵抗R4の負荷線を引いて、ダイオードD1及びダイオードD2のI−V特性線との交点から求められる。なお、従来技術でも説明したが、各ダイオードは−2mV/℃の温度特性を有するため、ダイオードD1+ダイオードD2の回路では−4mV/℃のI−V特性を示すことになる。よって、高温時のI−V特性(一点鎖線)は、常温時のI−V特性(実線)よりも図4中の左側にシフトする。これはすなわち、ダイオードD1及びダイオードD2の降下電位(コレクタ−エミッタ電位)が、温度上昇に伴って減少することを意味する。
A mechanism capable of preventing thermal runaway of the transistor Tr1 by using the semiconductor structure will be described.
First, in the bias circuit 20, assuming that the base current flowing into the transistor Tr2 is very small, the current flowing through the resistor R4 is equal to the current flowing through the diode D1 and the diode D2. This current is Ibias. The base voltage of the transistor Tr2 is Vbias1, and the emitter voltage is Vbias2. FIG. 4 shows the IV characteristics of the diode D1 and the diode D2. The base voltage Vbias1 of the transistor Tr2 is obtained from the intersection of the diode D1 and the IV characteristic line of the diode D2 by subtracting the load line of the resistor R4 from the power supply Vbb. As described in the prior art, since each diode has a temperature characteristic of −2 mV / ° C., the diode D1 + diode D2 circuit exhibits an IV characteristic of −4 mV / ° C. Therefore, the IV characteristic (one-dot chain line) at a high temperature shifts to the left side in FIG. 4 more than the IV characteristic (solid line) at a normal temperature. This means that the drop potential (collector-emitter potential) of the diode D1 and the diode D2 decreases as the temperature rises.

今、トランジスタTr1の温度が上昇してコレクタ電流Icが増大した場合を考える。トランジスタTr1の上昇した温度は、熱伝導配線30を介してダイオードD1及びダイオードD2にも伝えられる。すなわち、ダイオードD1及びダイオードD2の温度もトランジスタTr1の温度に比例して上昇する。このダイオードD1及びダイオードD2の温度上昇によって、I−V特性が実線から一点鎖線へシフトするため(図4を参照)、ベース電圧Vbias1(高温)がベース電圧Vbias1(常温)よりも低下する。そして、トランジスタTr2はエミッタフォロア動作になるので、エミッタ電圧Vbias2(高温)もVbias2(常温)よりも低下することになる。   Consider the case where the temperature of the transistor Tr1 rises and the collector current Ic increases. The increased temperature of the transistor Tr1 is also transmitted to the diode D1 and the diode D2 via the heat conduction wiring 30. That is, the temperature of the diode D1 and the diode D2 also increases in proportion to the temperature of the transistor Tr1. Due to the temperature rise of the diode D1 and the diode D2, the IV characteristic shifts from a solid line to a one-dot chain line (see FIG. 4), so that the base voltage Vbias1 (high temperature) is lower than the base voltage Vbias1 (normal temperature). Since the transistor Tr2 operates as an emitter follower, the emitter voltage Vbias2 (high temperature) is also lower than Vbias2 (normal temperature).

トランジスタTr2のエミッタ電圧Vbias2の低下に伴って、トランジスタTr1のベースに印加されるバイアス電圧、すなわちベース電圧も低下する。これによって、トランジスタTr1のベースに流入するベース電流Ibが減少、すなわちコレクタ電流Icが減少する方向に動作するため、結果的にトランジスタTr1の温度が低下することになる。   As the emitter voltage Vbias2 of the transistor Tr2 decreases, the bias voltage applied to the base of the transistor Tr1, that is, the base voltage also decreases. As a result, the base current Ib flowing into the base of the transistor Tr1 is decreased, that is, the collector current Ic is decreased. As a result, the temperature of the transistor Tr1 is decreased.

以上のように、本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置によれば、バイアス回路自身は一般的な構成であるが、熱伝導配線を用いてアンプ回路のトランジスタTr1の熱を効率よくバイアス回路のダイオードD1及びD2に伝えることによりフィードバックさせて、トランジスタの温度上昇時にベース電圧を低下させる負帰還制御を行う。これにより、温度上昇に伴う正帰還が原因であるトランジスタ熱暴走現象の発生を防止することができる。   As described above, according to the transistor semiconductor device of the embodiment of the present invention, the bias circuit itself has a general configuration, but the heat of the transistor Tr1 of the amplifier circuit is efficiently transferred using the heat conduction wiring. Feedback to the diodes D1 and D2 is performed to perform negative feedback control for lowering the base voltage when the temperature of the transistor rises. As a result, it is possible to prevent the occurrence of transistor thermal runaway due to the positive feedback accompanying the temperature rise.

なお、本発明を効果的に実現するためには、熱源であるトランジスタTr1の温度上昇を、温度制御素子であるダイオードD1及びダイオードD2へ迅速に伝える必要がある。よって、熱伝導配線30には、半導体装置製造工程において形成される最も厚い金属配線を用いることが好ましい。例えば、配線が数千A程度の第1層配線と数μmの第2層配線との2つでされている場合には、熱伝導配線30として第2層配線を用いることにより、効率的にダイオードD1及びダイオードD2に熱を伝導することができる。   In order to effectively realize the present invention, it is necessary to promptly transmit the temperature rise of the transistor Tr1 that is a heat source to the diode D1 and the diode D2 that are temperature control elements. Therefore, it is preferable to use the thickest metal wiring formed in the semiconductor device manufacturing process as the heat conductive wiring 30. For example, when the wiring is composed of a first layer wiring of about several thousand A and a second layer wiring of several μm, the second layer wiring can be efficiently used as the heat conduction wiring 30. Heat can be conducted to the diode D1 and the diode D2.

また、トランジスタTr1とダイオードD1及びダイオードD2とを最短距離で配置すれば、熱伝導配線30を極力短くできるので、温度変化が速やかに伝えられてより効果的であることは言うまでもない。
さらに、上記実施形態では、温度制御素子としてダイオードD1及びダイオードD2を用いた場合を説明したが、トランジスタTr1の温度上昇と反比例して降下電位を減少させることができる機能を有している素子であれば、温度制御素子はダイオードに限られない。例えば、サーミスタを温度制御素子として用いても構わない。
In addition, if the transistor Tr1 and the diode D1 and the diode D2 are arranged at the shortest distance, the heat conduction wiring 30 can be shortened as much as possible, and it is needless to say that the temperature change is transmitted quickly and is more effective.
Furthermore, although the case where the diode D1 and the diode D2 are used as the temperature control element has been described in the above embodiment, the element has a function capable of decreasing the drop potential in inverse proportion to the temperature rise of the transistor Tr1. If present, the temperature control element is not limited to a diode. For example, a thermistor may be used as the temperature control element.

本発明のトランジスタ半導体装置は、トランジスタの温度上昇に起因する熱暴走現象の発生を防止する場合等に有用である。   The transistor semiconductor device of the present invention is useful for preventing the occurrence of a thermal runaway phenomenon caused by the temperature rise of a transistor.

本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置の等価回路図1 is an equivalent circuit diagram of a transistor semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置の上面図1 is a top view of a transistor semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置の断面図Sectional drawing of the transistor semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態に係るトランジスタ半導体装置のダイオードD1及びダイオードD2のI−V特性を示す図The figure which shows the IV characteristic of the diode D1 and the diode D2 of the transistor semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のトランジスタ回路を示す図Diagram showing a conventional transistor circuit 従来のトランジスタのI−V特性を示す図The figure which shows the IV characteristic of the conventional transistor

符号の説明Explanation of symbols

10 アンプ回路
20 バイアス回路
30 熱伝導配線
Tr1、Tr2、Tr101 トランジスタ
R1〜R4 抵抗
C1、C2 キャパシタ
D1、D2 ダイオード
Vbb、Vcc、102、103 電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Amplifier circuit 20 Bias circuit 30 Thermal conduction wiring Tr1, Tr2, Tr101 Transistor R1-R4 Resistor C1, C2 Capacitor D1, D2 Diode Vbb, Vcc, 102, 103 Power supply

Claims (6)

半導体基板上に形成されたトランジスタ半導体装置であって、
ベースに入力される信号を増幅してコレクタに出力するトランジスタを少なくとも構成に含むアンプ回路と、
温度変動に伴って特性変化する温度制御素子を少なくとも構成に含み、当該温度制御素子によって制御されたバイアス電圧を、前記トランジスタのベースに供給するバイアス回路と、
前記トランジスタの温度変化を前記温度制御素子に伝えるための熱伝導配線とを備える、トランジスタ半導体装置。
A transistor semiconductor device formed on a semiconductor substrate,
An amplifier circuit including at least a transistor that amplifies a signal input to the base and outputs the amplified signal to the collector;
A bias circuit that includes at least a temperature control element whose characteristics change with a temperature change, and supplies a bias voltage controlled by the temperature control element to the base of the transistor;
A transistor semiconductor device comprising: heat conduction wiring for transmitting a temperature change of the transistor to the temperature control element.
前記熱伝導配線は、前記トランジスタ及び前記温度制御素子の双方の少なくとも一部を覆い、かつ、双方を電気的に分離させた配置構造で形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のトランジスタ半導体装置。   2. The heat conduction wiring according to claim 1, wherein the heat conduction wiring covers at least a part of both the transistor and the temperature control element, and is formed in an arrangement structure in which both are electrically separated. Transistor semiconductor device. 前記熱伝導配線は、前記トランジスタのコレクタ電極と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項2に記載のトランジスタ半導体装置。   The transistor semiconductor device according to claim 2, wherein the heat conductive wiring is electrically connected to a collector electrode of the transistor. 前記熱伝導配線に、半導体装置製造工程において形成される金属配線を用いることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のトランジスタ半導体装置。   The transistor semiconductor device according to claim 1, wherein a metal wiring formed in a semiconductor device manufacturing process is used for the heat conductive wiring. 前記温度制御素子に、PN接合ダイオードを用いることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のトランジスタ半導体装置。   The transistor semiconductor device according to claim 1, wherein a PN junction diode is used for the temperature control element. 前記温度制御素子に、サーミスタを用いることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のトランジスタ半導体装置。   The thermistor is used for the said temperature control element, The transistor semiconductor device in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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