JP2517740B2 - 全波整流回路 - Google Patents
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Description
するCMOS電界効果トランジスタが構成された共通チップ
上にすべての機能が集積されるような回路に適用するに
有益である.1つの典型的な応用は、電源から電磁又は容
量結合によって電力をチップに転送するようなものであ
る.その典型的な応用としてはペースメーカ及び”スマ
ート”クレジット・カード又は電子キーなどがある。
は、現在挿入されている誘電体を介し、動作機能を拡張
するため、結合したエネルギを容量的又は再充電可能な
電気化学手段に貯蔵するようにした、いわゆる集積回路
チップに電力を供給するに十分なエネルギを電磁気的に
又は容量的に結合するようなことが可能である。1つの
特定例としては、毎日電磁気的結合で再充電するペース
メーカがあり、他の例としてはチップに対する電力及び
データの両方を電磁結合する機構を通して電力を供給す
る“スマート”クレジット・カード又は電子キーがあ
り、それによってほぼ電気接触に関する問題を除去する
ことができる。
実施しうる全波整流器を開示している。この公知の整流
器はブリッジ回路に構成された2つのトランジスタ及び
2つのダイオードを含む。2つのトランジスタはチップ
基板の別々な井戸に設けられ、2つのダイオードは隣り
合う基板とは反対導電型の夫々表面が隣接したソース/
ドレイン領域を含む。故に、この公知の整流器は別々の
井戸を要求せず、必要なp−nジャンクションの整流を
達成するために多数の物理的に分散した拡散及びコンタ
クトを使用するという欠点を有する。
が最低の全波整流回路を提供することである。
2の電界効果トランジスタを含む全波整流器であって、
前記トランジスタは第2の導電型の共通基板領域にあ
り、夫々第1及び第2のソース/ドレイン領域及びゲー
ト電極を有し、第1のノードによりDC負荷端子と前記第
1の電解効果トランジスタの第1のソース/ドレイン領
域と前記第2の電界効果トランジスタの第1のソース/
ドレイン領域との共通接続を規定し、第2のノードによ
り前記第1の電界効果トランジスタの前記第2のソース
/ドレイン領域及び前記ゲート電極とAC電源に対する1
接続この共通接続を規定し、第3のノードにより前記第
2の電界効果トランジスタの前記第2のソース/ドレイ
ン領域及び前記ゲート電極と前記AC電源に対する第2の
接続との共通接続を規定し、第4のノードにより他のDC
負荷端子と各在留する電界効果トランジスタの前記第2
の導電型基板領域との共通接続を規定するようにした全
波整流器を提供する。
通の動作状態では不当に電力を浪費せず、他の集積回路
要素に容易に接続して濾波し調整されたDC整流電圧を供
給することができるという利点を有する。その上、この
整流回路は寄生バイポーラ・トランジスタの形成を防止
してその結果生じるようなラッチアップ問題を除去する
ように構成することができる。
の実施例を説明する。
路図である。
的なpチャンネルの実施例の断面図を示す略図である。
である。
この発明によるp井戸集積回路構造の断面図を示し、そ
れは電気接続、AC入力及び等価DC負荷を明確に表わすた
めのものである。
3に供給され、それらノード2,3はpチャンネル電界効果
トランジスタ7のゲート電極4及びドレイン電極6に接
続され、pチャンネル電界効果トランジスタ11のゲート
電極8及びドレイン電極9に夫夫接続される。両電界効
果トランジスタはエンハンスメント形装置である。夫々
のトランジスタ7,11のソース電極5,10(第2図のドープ
ド領域)はノード12に共通に接続され、そのノードは接
地電位に接続され、又等価抵抗性負荷13に対する1接続
として使用される。等価抵抗性負荷13の他の側はノード
14、すなわち基板(第2図のドープド・コンタクト領域
19,21)に接続される。
ノード14に全波整流波形を有する+DC電圧を供給する。
ノード14のDC電圧の波形はAC入力の形、トランジスタ7,
11のバックバイアスを含むそのトランジスタのしきい値
電圧、及びダイオードの電圧降下によって影響を受け
る。又、分布容量濾波効果も存在する.例えば、ノード
14のDC電圧はわずかにチップされた全波整流サイン・パ
ターンから方形波AC入力のための近ACレベルになる。
の好ましい実施例の断面図を例示する.しかし、この発
明はこの実施例に限定されるものではなく、個個のNMOS
又はPMOS製造工程と同様n井戸CMOS処理工程による装置
の製造にも十分実施しうるものである.同様に、この構
造は井戸の代りにエピタキシャル構造に変えることがで
きる.しかし、すべての場合、ラッチアップを受けやす
い構造を避けるように注意しなければならない。
択的井戸17を含む。図に示すように、この構造はp+ソー
ス/ドレイン領域6,9及び両トランジスタ7,11間に共通
する領域18間に存在する夫々の電極4,8に個々に応答す
るpチャンネル電界効果トランジスタ7,11を含む.共通
ソース/ドレイン領域18は接地ノード12及び等価負荷13
の一方の側に接続される.トランジスタ7のソース/ド
レイン領域6はAC入力1の一方の側に接続されているノ
ード2に対するゲート電極4と共通に接続される。同様
に、ソース/ドレイン領域9はAC入力1の他の側に接続
されているノード3に対するトランジスタ11のゲート電
極8と共通に接続される.ノード14に現われた+DC電圧
は等価負荷13の他方の側と、基板16のn+拡散19,21に接
続される。最少の単一基板表面コンタクトの要求と異な
り、フィールド酸化物領域27,28,29,31の下のn+チャン
ネル・ストップの創生と、複数のn+拡散の使用は基板16
に対して注入される電荷があるので公知のキャリヤ・ト
ラッピング技術を実行することができる。電荷はp−n
ジャンクション6〜16又は9〜16が前方向バイアスされ
たときに基板16に注入される。その上、レイアウトの密
度及び電荷注入の利益はフィールド酸化物領域28,29を
除き、拡散19,21の間に必要なダイオードを形成する夫
々のn+コンタクト拡散19,21にp+拡散6,9を直ちに接触さ
せることになる。
がピーク値±7ボルトのサイン波電源であり、電界効果
トランジスタ7,11が公称−0.9Vのしきい値電圧を有する
ものと仮定する。AC入力1がノード2に対するノード3
に+7Vの電圧を発生する時間中、p+領域9と複合基板16
/n+コンタクト領域21との間のジャンクションは正にバ
イアスされて、等価負荷13のノード14に対するp−nジ
ャンクション・ダイオード・ドロップより少い+7Vを供
給する。等価負荷13の他方の側は電界効果トランジスタ
7を通してAC入力1に接続され、トランジスタ7は瞬間
AC入力電圧がp−nドロップと約1.6Vのトランジスタ7
のしきい値電圧との組合わせより大きいときはいつでも
導通するようバオアスされる。最終効果として負荷13は
5.4Vピークの整流電圧を経験した。AC入力電圧が逆にな
ると、今までの電流の導通はノード2からp+領域6を通
してn+領域19(及び21)に、負荷13を通してノード12
に、前方向バイアス電界効果トランジスタ11を通してノ
ード3に導通される。
路の動作にとって認容できるものではない.しかし、電
力の要求が最少であり、多くのCMOS集積回路に対して共
通であるような場合、オンチップ容量的濾波が利用可能
である。限定された電力要求の場合、屡屡p井戸のpチ
ャンネル装置拡散の寄生容量効果から十分な濾波を得る
ことができる。そのような分布容量が有効な濾波のため
に不適当であることが証明された場合、容量性構造を加
えることも容易である。例えば、第2図における場合、
ノード14のDC電圧を濾波するため、ライン33によって接
続することができるp井戸17とn+領域32との間にジャン
クション・キャパシタを形成することができることを示
すものである。等価負荷13は同一基板16に機能的電子装
置を表わしうることに疑いないが、それを希望する場
合、基板16で表わす集積回路チップ外の要素を含めるこ
ともできる。
の独特な特徴を開示していることがわかる。第1に、こ
の構造はCMOS集積回路について使用されるに好ましいも
のであるが、その基本となる概念はNM0SおよびPMOS処理
装置に同様に適用可能である。第2に、第2図の回路は
局部ラッチアップ感受性を持たず。寄生バイポーラ・ト
ランジスタ構造が創生されない。ラッチアップ感受性が
ないと、それはn形基板に形成されるpキャンネル装置
のために、及びnチャンネル・トランジスタがp形基板
に形成されたとき、相補n井戸の製造処理において有効
である。p形基板のn井戸内にpチャンネル・トランジ
スタを置くこと、及びn形基板のp井戸にnチャンネル
・トランジスタを置くことの試みはラッチアップに感受
しやすい寄生縦形バイポーラ・トランジスタを創生する
ことになるからである。
図に示す。ノード2,3におけるAC入力1はnチャンネル
・トランジスタ34,36をドライブして、負荷13の両端に
は、基板に対して発生した前の電圧とは極性が反対の負
荷電圧、すなわち全波整流DC電圧を供給する。ここでも
電界効果トランジスタ34,36はエンハンスメント・モー
ド形であり、約+0.7Vのしきい値電圧を有する構造とす
るのが好ましい。第2図の断面図は第3図の回路にも適
用することができ、数領域の不純物形を交換し、負荷13
に対する接地とDC電圧の接続を逆にすればよい。
電圧の設定は拡散6,9から基板16に電荷を注入すること
についてバック・バイアス効果を考慮しなければならな
い。第3図のnチャンネル・トランジスタの設定の場
合、基板は接地であり、バック.バイアス効果は生じな
いことに注目しよう。
Claims (1)
- 【請求項1】第1導電形の第1の電解効果トランジスタ
(7)と第2の電界効果トランジスタ(11)を第2導電
形の半導体基板(16)上に形成したMOS集積回路であっ
て、 第1のノード(1)により、前記第1の電解効果トラン
ジスタ(7)のソース(5)と前記第2の電解効果トラ
ンジスタのソース(10)との接続をなし、 第2のノード(2)により、前記第1の電解効果トラン
ジスタ(7)のドレイン(6)とゲート電極(4)との
接続をなし、 第3のノード(3)により、前記第2の電解効果トラン
ジスタ(11)のドレイン(9)とゲート電極(8)との
接続をなし、 第4のノード(14)が前記半導体基板(16)に接続さ
れ、 前記第2のノード(2)と前記第3のノード(3)間に
交流電源を接続することにより、前記第1のノード
(1)と前記第4のノード(14)間に直流電源を取り出
す、全波整流回路。
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1987
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