JP3398578B2 - シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路 - Google Patents
シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路Info
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- JP3398578B2 JP3398578B2 JP21782097A JP21782097A JP3398578B2 JP 3398578 B2 JP3398578 B2 JP 3398578B2 JP 21782097 A JP21782097 A JP 21782097A JP 21782097 A JP21782097 A JP 21782097A JP 3398578 B2 JP3398578 B2 JP 3398578B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シングルヘテロ接
合型バイポーラトランジスタのためのバイアス供給回路
及びそれらを含むモノリシック集積回路に関する。
合型バイポーラトランジスタのためのバイアス供給回路
及びそれらを含むモノリシック集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波周波数で動作するバイポーラ
トランジスタには、一般に、安定したトランジスタ動作
を実現するために、直流バイアス供給回路が接続されて
いる。このような直流バイアス供給回路は、バイポーラ
トランジスタの動作点を好ましいレベルに設定し、且つ
温度やトランジスタの動作パラメータが変動しても、設
定された動作点レベルを維持することを目的としてい
る。
トランジスタには、一般に、安定したトランジスタ動作
を実現するために、直流バイアス供給回路が接続されて
いる。このような直流バイアス供給回路は、バイポーラ
トランジスタの動作点を好ましいレベルに設定し、且つ
温度やトランジスタの動作パラメータが変動しても、設
定された動作点レベルを維持することを目的としてい
る。
【０００３】従来の直流バイアス供給回路は、抵抗分割
からなる単純な受動回路的な回路構成を有するもの、或
いは、トランジスタ、抵抗、キャパシタ、及びインダク
タからなる複雑な能動回路的な回路構成を有するもの、
のいずれかである。
からなる単純な受動回路的な回路構成を有するもの、或
いは、トランジスタ、抵抗、キャパシタ、及びインダク
タからなる複雑な能動回路的な回路構成を有するもの、
のいずれかである。
【０００４】図５は、単純な抵抗分割からなる受動回路
的な回路構成を有する、従来の直流バイアス供給回路の
一例である。トランジスタＴ１のベースと電源電圧レベ
ルＶｃｃとの間に抵抗Ｒ１が接続され、トランジスタＴ
１のベースと接地レベルとの間には、抵抗Ｒ２が接続さ
れている。
的な回路構成を有する、従来の直流バイアス供給回路の
一例である。トランジスタＴ１のベースと電源電圧レベ
ルＶｃｃとの間に抵抗Ｒ１が接続され、トランジスタＴ
１のベースと接地レベルとの間には、抵抗Ｒ２が接続さ
れている。
【０００５】一方、図６は、マイクロ波ｎｐｎトランジ
スタＴ１に接続されている、能動回路的な回路構成を有
する従来の直流バイアス供給回路の一例である。具体的
には、マイクロ波ｎｐｎトランジスタＴ１のベースに、
ｐｎｐトランジスタＴ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、キャパシタ
Ｃ１及びＣ２、ならびにインダクタＬ１及びＬ２を含む
回路が接続されて、直流バイアス供給回路が構成されて
いる。
スタＴ１に接続されている、能動回路的な回路構成を有
する従来の直流バイアス供給回路の一例である。具体的
には、マイクロ波ｎｐｎトランジスタＴ１のベースに、
ｐｎｐトランジスタＴ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、キャパシタ
Ｃ１及びＣ２、ならびにインダクタＬ１及びＬ２を含む
回路が接続されて、直流バイアス供給回路が構成されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すような従来
の受動回路的な回路構成の直流バイアス供給回路は、温
度変化に対する安定性に欠けている。
の受動回路的な回路構成の直流バイアス供給回路は、温
度変化に対する安定性に欠けている。
【０００７】これに対して、図６に示すような従来の能
動回路的な回路構成の直流バイアス供給回路は、温度変
化に対するトランジスタ動作の補償機能を有しており、
熱的には安定している。しかし、この場合には、回路構
成が複雑になるとともに、ウェハにおける占有面積が大
きくなり、コストが増加するという問題点を有してい
る。
動回路的な回路構成の直流バイアス供給回路は、温度変
化に対するトランジスタ動作の補償機能を有しており、
熱的には安定している。しかし、この場合には、回路構
成が複雑になるとともに、ウェハにおける占有面積が大
きくなり、コストが増加するという問題点を有してい
る。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、（１）熱的に安定し
たシングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタのため
の直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック
集積回路を提供すること、及び（２）より簡単な回路構
成で、容易に且つ少ない占有面積で構成された、シング
ルヘテロ接合型バイポーラトランジスタのための直流バ
イアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路
を提供すること、である。
なされたものであり、その目的は、（１）熱的に安定し
たシングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタのため
の直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック
集積回路を提供すること、及び（２）より簡単な回路構
成で、容易に且つ少ない占有面積で構成された、シング
ルヘテロ接合型バイポーラトランジスタのための直流バ
イアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路
を提供すること、である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のシングルヘテロ
接合型バイポーラトランジスタのための直流バイアス供
給回路は、シングルヘテロ接合型バイポーラトランジス
タのベースに接続された少なくとも一つの抵抗素子及び
第１のダイオードを備えており、該第１のダイオード
は、該シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの
エミッタ・ベース間に形成されたｐｎ接合のターンオン
電圧よりも低いターンオン電圧を有するように構成され
ており、該第１のダイオードは、該シングルヘテロ接合
型バイポーラトランジスタのベース領域及びコレクタ領
域の間のｐｎ接合部に形成されるダイオードであり、そ
のことによって上記の目的が達成される。
接合型バイポーラトランジスタのための直流バイアス供
給回路は、シングルヘテロ接合型バイポーラトランジス
タのベースに接続された少なくとも一つの抵抗素子及び
第１のダイオードを備えており、該第１のダイオード
は、該シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの
エミッタ・ベース間に形成されたｐｎ接合のターンオン
電圧よりも低いターンオン電圧を有するように構成され
ており、該第１のダイオードは、該シングルヘテロ接合
型バイポーラトランジスタのベース領域及びコレクタ領
域の間のｐｎ接合部に形成されるダイオードであり、そ
のことによって上記の目的が達成される。
【００１０】
【００１１】例えば、前記シングルヘテロ接合型バイポ
ーラトランジスタの前記ベース領域及び前記コレクタ領
域の間の前記ｐｎ接合部は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、
ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、及びＳｉＧｅからなるグル
ープから選択された少なくとも一つの材料によって構成
されている。
ーラトランジスタの前記ベース領域及び前記コレクタ領
域の間の前記ｐｎ接合部は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、
ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、及びＳｉＧｅからなるグル
ープから選択された少なくとも一つの材料によって構成
されている。
【００１２】前記第１のダイオードは、ショットキーダ
イオードで構成してもよい。
イオードで構成してもよい。
【００１３】さらに本発明の他の局面によれば、バイポ
ーラトランジスタと該バイポーラトランジスタのための
直流バイアス供給回路とが同一ウェハ上に形成されてい
るモノリシック集積回路が提供され、該直流バイアス供
給回路が上記のような特徴を有しており、そのことによ
って上記の目的が達成される。
ーラトランジスタと該バイポーラトランジスタのための
直流バイアス供給回路とが同一ウェハ上に形成されてい
るモノリシック集積回路が提供され、該直流バイアス供
給回路が上記のような特徴を有しており、そのことによ
って上記の目的が達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本願発明者らの検討によれば、先
に図５を参照して説明したような回路構成を有する従来
の受動回路構成の直流バイアス供給回路が熱的に不安定
であるのは、バイポーラトランジスタのエミッタ・ベー
ス間の接合部における電流電圧特性が著しい温度依存性
を呈し、単純な抵抗分割では適切に補償できないからで
ある。そこで、本願発明者らは、上記の検討結果に基づ
いて、本発明の直流バイアス供給回路に至る考察を行っ
た。本発明の直流バイアス回路は、特にシングルヘテロ
接合型バイポーラトランジスタに対して使用されると、
効果が大きい。
に図５を参照して説明したような回路構成を有する従来
の受動回路構成の直流バイアス供給回路が熱的に不安定
であるのは、バイポーラトランジスタのエミッタ・ベー
ス間の接合部における電流電圧特性が著しい温度依存性
を呈し、単純な抵抗分割では適切に補償できないからで
ある。そこで、本願発明者らは、上記の検討結果に基づ
いて、本発明の直流バイアス供給回路に至る考察を行っ
た。本発明の直流バイアス回路は、特にシングルヘテロ
接合型バイポーラトランジスタに対して使用されると、
効果が大きい。
【００１５】シングルヘテロ接合型バイポーラトランジ
スタは、一般に、広いエネルギーバンドギャップを有す
る半導体材料からなるエミッタ領域と、各々がエミッタ
領域より狭いエネルギーバンドギャップを有する半導体
材料からなるベース領域及びコレクタ領域と、を有して
いる。ベース領域は、低いアクセス抵抗を容易に得てト
ランジスタの高速動作を実現するために、高濃度にドー
プされている。その不純物ドープ濃度は、典型的には約
１０18ｃｍ-3〜約１０20ｃｍ-3である。一方、コレクタ
領域は、容量値を低く抑制するために低濃度にドープさ
れていて、その不純物ドープ濃度は、典型的には約１０
15ｃｍ-3〜約１０17ｃｍ-3である。
スタは、一般に、広いエネルギーバンドギャップを有す
る半導体材料からなるエミッタ領域と、各々がエミッタ
領域より狭いエネルギーバンドギャップを有する半導体
材料からなるベース領域及びコレクタ領域と、を有して
いる。ベース領域は、低いアクセス抵抗を容易に得てト
ランジスタの高速動作を実現するために、高濃度にドー
プされている。その不純物ドープ濃度は、典型的には約
１０18ｃｍ-3〜約１０20ｃｍ-3である。一方、コレクタ
領域は、容量値を低く抑制するために低濃度にドープさ
れていて、その不純物ドープ濃度は、典型的には約１０
15ｃｍ-3〜約１０17ｃｍ-3である。
【００１６】ベース幅を狭くしてバイポーラトランジス
タの高速化を実現しようとする場合、ベース幅の減少に
伴うベース抵抗の増加を抑制するために、ベース領域に
おける不純物ドープ濃度を増加させる。単一材料からな
るバイポーラトランジスタでは、そのようなベース領域
の不純物ドープ濃度の増加は、ベースからエミッタへの
正孔の注入量を増加させて、電流利得を低下させる。し
かし、シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタで
は、エミッタ領域とベース領域との間に存在するエネル
ギーバンドギャップの差によって、ベースからエミッタ
への正孔の注入量の増加が抑制される。
タの高速化を実現しようとする場合、ベース幅の減少に
伴うベース抵抗の増加を抑制するために、ベース領域に
おける不純物ドープ濃度を増加させる。単一材料からな
るバイポーラトランジスタでは、そのようなベース領域
の不純物ドープ濃度の増加は、ベースからエミッタへの
正孔の注入量を増加させて、電流利得を低下させる。し
かし、シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタで
は、エミッタ領域とベース領域との間に存在するエネル
ギーバンドギャップの差によって、ベースからエミッタ
への正孔の注入量の増加が抑制される。
【００１７】シングルヘテロ接合型バイポーラトランジ
スタのベース・コレクタ間のｐｎ接合部に順方向バイア
ス電圧が印加されると、主として少数キャリアからなる
電流が、ベース領域からコレクタ領域に向けて流れる。
ここで、コレクタ領域の不純物ドープ濃度が非常に低い
ので、このような電流が流れる結果として得られるコレ
クタ領域における少数キャリアの濃度は、電流密度が比
較的に低くても、不純物ドープによって設定されるコレ
クタ領域のキャリア濃度の固定レベルを超えることにな
る。
スタのベース・コレクタ間のｐｎ接合部に順方向バイア
ス電圧が印加されると、主として少数キャリアからなる
電流が、ベース領域からコレクタ領域に向けて流れる。
ここで、コレクタ領域の不純物ドープ濃度が非常に低い
ので、このような電流が流れる結果として得られるコレ
クタ領域における少数キャリアの濃度は、電流密度が比
較的に低くても、不純物ドープによって設定されるコレ
クタ領域のキャリア濃度の固定レベルを超えることにな
る。
【００１８】ベース・コレクタ間のｐｎ接合部に形成さ
れるダイオードの電流電圧特性は、一般に、 Ｊｃ≒ｎic・Ｄ・exp（ｑＶBC／２ｋＴ） （１） で表される。ここで、Ｊｃは電流密度であり、ＶBCはベ
ース・コレクタ間のｐｎ接合部に対する印加電圧であ
り、ｑは素電荷量（≒１．６×１０-19Ｃ）であり、ｋ
はボルツマン定数（≒１．３８×１０-23Ｊ・Ｋ-1）で
あり、ｎicはコレクタ領域の真性キャリア濃度であり、
Ｄは少数キャリアの拡散定数であり、Ｔは絶対温度であ
る。
れるダイオードの電流電圧特性は、一般に、 Ｊｃ≒ｎic・Ｄ・exp（ｑＶBC／２ｋＴ） （１） で表される。ここで、Ｊｃは電流密度であり、ＶBCはベ
ース・コレクタ間のｐｎ接合部に対する印加電圧であ
り、ｑは素電荷量（≒１．６×１０-19Ｃ）であり、ｋ
はボルツマン定数（≒１．３８×１０-23Ｊ・Ｋ-1）で
あり、ｎicはコレクタ領域の真性キャリア濃度であり、
Ｄは少数キャリアの拡散定数であり、Ｔは絶対温度であ
る。
【００１９】一方、バイポーラトランジスタのエミッタ
・ベース間のｐｎ接合部にも、ダイオードが形成され
る。シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタで
は、このエミッタ・ベース間のｐｎ接合部のダイオード
は、ベース・コレクタ間のｐｎ接合部のダイオードに比
べて、より高いターンオン電圧を有している。これは、
エミッタ領域のエネルギーギャップがベース領域及びコ
レクタ領域のエネルギーギャップよりも大きく、且つベ
ース領域の不純物ドープ濃度が非常に高いからである。
・ベース間のｐｎ接合部にも、ダイオードが形成され
る。シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタで
は、このエミッタ・ベース間のｐｎ接合部のダイオード
は、ベース・コレクタ間のｐｎ接合部のダイオードに比
べて、より高いターンオン電圧を有している。これは、
エミッタ領域のエネルギーギャップがベース領域及びコ
レクタ領域のエネルギーギャップよりも大きく、且つベ
ース領域の不純物ドープ濃度が非常に高いからである。
【００２０】エミッタ・ベース間のｐｎ接合部に形成さ
れるダイオードの電流電圧特性は、一般に、 Ｊｃ≒ｎib・Ｄ・exp（ｑＶBE／ｋＴ） （２） で表される。ここで、ｎibはベース領域の真性キャリア
濃度であり、ＶBEはエミッタ・ベース間の印加電圧であ
る。
れるダイオードの電流電圧特性は、一般に、 Ｊｃ≒ｎib・Ｄ・exp（ｑＶBE／ｋＴ） （２） で表される。ここで、ｎibはベース領域の真性キャリア
濃度であり、ＶBEはエミッタ・ベース間の印加電圧であ
る。
【００２１】上記の（１）式及び（２）式で示される電
流電圧特性において、指数関数項が温度依存性を示すこ
とは明らかである。さらにそれに加えて、真性キャリア
濃度ｎib及びｎicと拡散定数Ｄとが、強い温度依存性を
示す。その結果、ベース・コレクタ間のｐｎ接合部のダ
イオード及びエミッタ・ベース間のｐｎ接合部のダイオ
ードの双方が、強い温度依存性を示すことになる。
流電圧特性において、指数関数項が温度依存性を示すこ
とは明らかである。さらにそれに加えて、真性キャリア
濃度ｎib及びｎicと拡散定数Ｄとが、強い温度依存性を
示す。その結果、ベース・コレクタ間のｐｎ接合部のダ
イオード及びエミッタ・ベース間のｐｎ接合部のダイオ
ードの双方が、強い温度依存性を示すことになる。
【００２２】図３は、ベース・コレクタ間のｐｎ接合部
に形成されるダイオードにおける、ベース・コレクタ間
の印加電圧ＶBCとダイオードを流れる電流の電流密度Ｊ
Cとの間の関係を示すグラフである。同様に図４は、エ
ミッタ・ベース間のｐｎ接合部に形成されるダイオード
における、エミッタ・ベース間の印加電圧ＶBEとダイオ
ードを流れる電流の電流密度ＪEとの間の関係を示すグ
ラフである。いずれの場合においても、温度の増加（ｐ
ｎ接合部の温度増加或いは／及び周囲温度の増加によっ
てもたらされる）に伴ってダイオードのターンオン電圧
レベルが低下し、同じレベルの印加電圧に対して得られ
る電流密度のレベルが増加することがわかる。
に形成されるダイオードにおける、ベース・コレクタ間
の印加電圧ＶBCとダイオードを流れる電流の電流密度Ｊ
Cとの間の関係を示すグラフである。同様に図４は、エ
ミッタ・ベース間のｐｎ接合部に形成されるダイオード
における、エミッタ・ベース間の印加電圧ＶBEとダイオ
ードを流れる電流の電流密度ＪEとの間の関係を示すグ
ラフである。いずれの場合においても、温度の増加（ｐ
ｎ接合部の温度増加或いは／及び周囲温度の増加によっ
てもたらされる）に伴ってダイオードのターンオン電圧
レベルが低下し、同じレベルの印加電圧に対して得られ
る電流密度のレベルが増加することがわかる。
【００２３】通常のトランジスタの動作においては、直
流バイアス供給回路は、エミッタ・ベース間のｐｎ接合
部の順方向バイアスを、要求される動作点に設定する。
しかし、ｐｎ接合部の温度や周囲温度の変動にともなっ
てエミッタ・ベース間のｐｎ接合部に形成されるダイオ
ードの電流電圧特性に何らかの変化が生じると、直流バ
イアス供給回路に逆方向の変化を生じさせることによっ
て、それを補償する必要がある。
流バイアス供給回路は、エミッタ・ベース間のｐｎ接合
部の順方向バイアスを、要求される動作点に設定する。
しかし、ｐｎ接合部の温度や周囲温度の変動にともなっ
てエミッタ・ベース間のｐｎ接合部に形成されるダイオ
ードの電流電圧特性に何らかの変化が生じると、直流バ
イアス供給回路に逆方向の変化を生じさせることによっ
て、それを補償する必要がある。
【００２４】図１は、以上のような本願発明者らの考察
に基づいて構成された、本発明の直流バイアス供給回路
の回路構成図である。
に基づいて構成された、本発明の直流バイアス供給回路
の回路構成図である。
【００２５】バイポーラトランジスタＴ１のベースと電
源レベルＶｃｃとの間には、抵抗Ｒ１が接続されてい
る。一方、バイポーラトランジスタＴ１のベースと接地
レベルとの間には、抵抗Ｒ２及びダイオードＤが直列に
接続されている。このダイオードＤは、そのターンオン
電圧が、バイポーラトランジスタＴ１のエミッタ・ベー
ス間のｐｎ接合部に形成されるダイオードのターンオン
電圧、すなわち、トランジスタＴ１のターンオン電圧よ
りも、低くなるように形成される。
源レベルＶｃｃとの間には、抵抗Ｒ１が接続されてい
る。一方、バイポーラトランジスタＴ１のベースと接地
レベルとの間には、抵抗Ｒ２及びダイオードＤが直列に
接続されている。このダイオードＤは、そのターンオン
電圧が、バイポーラトランジスタＴ１のエミッタ・ベー
ス間のｐｎ接合部に形成されるダイオードのターンオン
電圧、すなわち、トランジスタＴ１のターンオン電圧よ
りも、低くなるように形成される。
【００２６】周囲温度が上昇すると、バイポーラトラン
ジスタＴ１及びダイオードＤのターンオン電圧が、とも
に減少する。しかし、ダイオードＤのターンオン電圧
が、バイポーラトランジスタＴ１のエミッタ・ベース間
のｐｎ接合部に形成されるダイオードのターンオン電圧
（すなわち、トランジスタＴ１のターンオン電圧）より
も低いので、仮に温度変化に伴ってターンオン電圧が変
化しても、まず先にダイオードＤがターンオンする。こ
の結果、トランジスタＴ１のベース電流（Ｉｂ）の一部
がダイオードＤに分流する。これによって、トランジス
タＴ１のターンオン電圧が温度変化によって減少して
も、トランジスタＴ１が所定の電圧よりも低い電圧でタ
ーンオンすることを防ぐことができる。
ジスタＴ１及びダイオードＤのターンオン電圧が、とも
に減少する。しかし、ダイオードＤのターンオン電圧
が、バイポーラトランジスタＴ１のエミッタ・ベース間
のｐｎ接合部に形成されるダイオードのターンオン電圧
（すなわち、トランジスタＴ１のターンオン電圧）より
も低いので、仮に温度変化に伴ってターンオン電圧が変
化しても、まず先にダイオードＤがターンオンする。こ
の結果、トランジスタＴ１のベース電流（Ｉｂ）の一部
がダイオードＤに分流する。これによって、トランジス
タＴ１のターンオン電圧が温度変化によって減少して
も、トランジスタＴ１が所定の電圧よりも低い電圧でタ
ーンオンすることを防ぐことができる。
【００２７】このようにして、図１に示す回路構成によ
って、温度に伴うバイポーラトランジスタＴ１の動作特
性の変化を単純な構成で補償することができる直流バイ
アス供給回路が構成される。
って、温度に伴うバイポーラトランジスタＴ１の動作特
性の変化を単純な構成で補償することができる直流バイ
アス供給回路が構成される。
【００２８】ダイオードＤは、上記の条件を満たす個別
のダイオード素子を、バイポーラトランジスタＴ１に別
個に接続してもよい。或いは、バイポーラトランジスタ
Ｔ１がシングルヘテロ接合型である場合には、上述の考
察に基づいて、トランジスタＴ１が形成されているウェ
ハのコレクタ領域とベース領域との間に形成されるダイ
オードをトランジスタＴ１のベースに接続し、図１にお
けるダイオードＤを形成することもできる。
のダイオード素子を、バイポーラトランジスタＴ１に別
個に接続してもよい。或いは、バイポーラトランジスタ
Ｔ１がシングルヘテロ接合型である場合には、上述の考
察に基づいて、トランジスタＴ１が形成されているウェ
ハのコレクタ領域とベース領域との間に形成されるダイ
オードをトランジスタＴ１のベースに接続し、図１にお
けるダイオードＤを形成することもできる。
【００２９】特に、トランジスタＴ１がシングルヘテロ
接合型バイポーラトランジスタである場合に、ダイオー
ドＤを、ウェハのコレクタ領域とベース領域との間に形
成されるダイオードによって構成すれば、トランジスタ
Ｔ１のターンオン電圧の温度変化依存性とダイオードＤ
のターンオン電圧の温度変化依存性とが、お互いに類似
した特性を示すようになる。なぜなら、トランジスタＴ
１とダイオードＤとが、同じ一連のプロセスでウェハ中
に形成される半導体領域（すなわち、ベース領域、エミ
ッタ領域、及びコレクタ領域）によって構成されること
になるので、ターンオン電圧の温度依存性に影響を与え
る不純物の拡散状態などが、トランジスタＴ１とダイオ
ードＤとの間で同様になるからである。従って、バイポ
ーラトランジスタＴ１の動作特性に対する温度補償効果
が、より向上することになる。
接合型バイポーラトランジスタである場合に、ダイオー
ドＤを、ウェハのコレクタ領域とベース領域との間に形
成されるダイオードによって構成すれば、トランジスタ
Ｔ１のターンオン電圧の温度変化依存性とダイオードＤ
のターンオン電圧の温度変化依存性とが、お互いに類似
した特性を示すようになる。なぜなら、トランジスタＴ
１とダイオードＤとが、同じ一連のプロセスでウェハ中
に形成される半導体領域（すなわち、ベース領域、エミ
ッタ領域、及びコレクタ領域）によって構成されること
になるので、ターンオン電圧の温度依存性に影響を与え
る不純物の拡散状態などが、トランジスタＴ１とダイオ
ードＤとの間で同様になるからである。従って、バイポ
ーラトランジスタＴ１の動作特性に対する温度補償効果
が、より向上することになる。
【００３０】また、ダイオードＤをウェハのコレクタ領
域とベース領域との間に形成されるダイオードによって
形成すれば、例えばｐｎｐトランジスタＴ２を使用する
従来技術の回路構成（図６参照）に比べて、直流バイア
ス供給回路の占有面積を低減することができる。これに
よって、補償対象であるバイポーラトランジスタＴ１と
直流バイアス供給回路とが一体的に同一ウェハ上に形成
されているモノリシック集積回路を、より簡単な回路構
成で、容易に且つ少ない占有面積で、構成することが可
能になる。
域とベース領域との間に形成されるダイオードによって
形成すれば、例えばｐｎｐトランジスタＴ２を使用する
従来技術の回路構成（図６参照）に比べて、直流バイア
ス供給回路の占有面積を低減することができる。これに
よって、補償対象であるバイポーラトランジスタＴ１と
直流バイアス供給回路とが一体的に同一ウェハ上に形成
されているモノリシック集積回路を、より簡単な回路構
成で、容易に且つ少ない占有面積で、構成することが可
能になる。
【００３１】シングルヘテロ接合型バイポーラトランジ
スタのベース領域及びコレクタ領域の間のｐｎ接合部
は、例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、
ＩｎＧａＰ、及びＳｉＧｅからなるグループから選択さ
れた少なくとも一つの材料によって構成される。
スタのベース領域及びコレクタ領域の間のｐｎ接合部
は、例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、
ＩｎＧａＰ、及びＳｉＧｅからなるグループから選択さ
れた少なくとも一つの材料によって構成される。
【００３２】さらに、半発明の直流バイアス供給回路に
よれば、ダイオードＤの面積、さらには回路に含まれる
抵抗Ｒ１及びＲ２の値を調節することによって、直流バ
イアス供給回路の動作特性を変化させることが可能であ
る。
よれば、ダイオードＤの面積、さらには回路に含まれる
抵抗Ｒ１及びＲ２の値を調節することによって、直流バ
イアス供給回路の動作特性を変化させることが可能であ
る。
【００３３】さらに、図２に示すように、抵抗Ｒ１及び
ダイオードＤに並列に他の抵抗Ｒ３が接続されている回
路構成としても、本発明の効果を得ることができる。こ
の場合には、ダイオードＤのみによる温度補償効果はや
や低減するものの、抵抗Ｄ３の値の調節によって、図１
の回路構成よりも広い範囲の温度補償効果を得ることが
できる。
ダイオードＤに並列に他の抵抗Ｒ３が接続されている回
路構成としても、本発明の効果を得ることができる。こ
の場合には、ダイオードＤのみによる温度補償効果はや
や低減するものの、抵抗Ｄ３の値の調節によって、図１
の回路構成よりも広い範囲の温度補償効果を得ることが
できる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、単純な
回路構成を有しながら熱的に安定した、バイポーラトラ
ンジスタのための直流バイアス供給回路が実現される。
回路構成を有しながら熱的に安定した、バイポーラトラ
ンジスタのための直流バイアス供給回路が実現される。
【００３５】さらに、本発明によれば、バイポーラトラ
ンジスタと該バイポーラトランジスタのための直流バイ
アス供給回路とが同一ウェハ上に形成されているモノリ
シック集積回路が、より簡単な回路構成で、容易に且つ
少ない占有面積で構成される。
ンジスタと該バイポーラトランジスタのための直流バイ
アス供給回路とが同一ウェハ上に形成されているモノリ
シック集積回路が、より簡単な回路構成で、容易に且つ
少ない占有面積で構成される。
【図１】本発明のある直流バイアス供給回路の回路構成
図である。
図である。
【図２】本発明の他の直流バイアス供給回路の回路構成
図である。
図である。
【図３】バイポーラトランジスタのベース・コレクタ間
の接合部に形成されるダイオードにおける、ベース・コ
レクタ間の印加電圧ＶBCと流れる電流の電流密度ＪCと
の間の関係を示すグラフである。
の接合部に形成されるダイオードにおける、ベース・コ
レクタ間の印加電圧ＶBCと流れる電流の電流密度ＪCと
の間の関係を示すグラフである。
【図４】バイポーラトランジスタのエミッタ・ベース間
の接合部に形成されるダイオードにおける、エミッタ・
ベース間の印加電圧ＶBEと流れる電流の電流密度ＪEと
の間の関係を示すグラフである。
の接合部に形成されるダイオードにおける、エミッタ・
ベース間の印加電圧ＶBEと流れる電流の電流密度ＪEと
の間の関係を示すグラフである。
【図５】受動回路型の構成を有する従来の直流バイアス
供給回路の回路構成の一例である。
供給回路の回路構成の一例である。
【図６】能動回路型の構成を有する従来の直流バイアス
供給回路の回路構成の一例である。
供給回路の回路構成の一例である。
Ｔ１ バイポーラトランジスタ
Ｔ２ バイアストランジスタ
Ｄ 温度補償機能を提供するダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】 シングルヘテロ接合型バイポーラトラン
ジスタのための直流バイアス供給回路であって、該シン
グルヘテロ接合型バイポーラトランジスタのベースに接
続された少なくとも一つの抵抗素子及び第１のダイオー
ドを備えており、 該第１のダイオードは、該シングルヘテロ接合型バイポ
ーラトランジスタのエミッタ・ベース間に形成されたｐ
ｎ接合のターンオン電圧よりも低いターンオン電圧を有
するように構成されており、 該第１のダイオードは、該シングルヘテロ接合型バイポ
ーラトランジスタのベース領域及びコレクタ領域の間の
ｐｎ接合部に形成されるダイオードであるシングルヘテ
ロ接合型 バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回
路。 - 【請求項２】 前記シングルヘテロ接合型バイポーラト
ランジスタの前記ベース領域及び前記コレクタ領域の間
の前記ｐｎ接合部は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧ
ａＡｓ、ＩｎＧａＰ、及びＳｉＧｅからなるグループか
ら選択された少なくとも一つの材料によって構成されて
いる、請求項１に記載のシングルヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの直流バイアス供給回路。 - 【請求項３】 前記第１のダイオードがショットキーダ
イオードである、請求項１または２に記載のシングルヘ
テロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給
回路。 - 【請求項４】 シングルヘテロ接合型バイポーラトラン
ジスタと該シングルヘテロ接合型バイポーラトランジス
タのための直流バイアス供給回路とが同一ウェハ上に形
成されているモノリシック集積回路であって、該直流バ
イアス供給回路が、請求項１から３のいずれかひとつに
記載されたものである、モノリシック集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21782097A JP3398578B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21782097A JP3398578B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168469A JPH1168469A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3398578B2 true JP3398578B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=16710264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21782097A Expired - Fee Related JP3398578B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | シングルヘテロ接合型バイポーラトランジスタの直流バイアス供給回路及びそれらを含むモノリシック集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398578B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6407617B1 (en) | 1999-11-19 | 2002-06-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Bias circuit and method of fabricating semiconductor device |
| JP4611934B2 (ja) | 2006-05-26 | 2011-01-12 | 三菱電機株式会社 | 電力増幅器用バイアス回路 |
| CN109426292A (zh) * | 2017-08-29 | 2019-03-05 | 华为技术有限公司 | 多电源供电电路 |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21782097A patent/JP3398578B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1168469A (ja) | 1999-03-09 |
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