JPH021129A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH021129A
JPH021129A JP63158189A JP15818988A JPH021129A JP H021129 A JPH021129 A JP H021129A JP 63158189 A JP63158189 A JP 63158189A JP 15818988 A JP15818988 A JP 15818988A JP H021129 A JPH021129 A JP H021129A
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bipolar transistor
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current
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康司 作井
Takehiro Hasegawa
武裕 長谷川
Shigeyoshi Watanabe
重佳 渡辺
Fujio Masuoka
富士雄 舛岡
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Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor device using a bipolar transistor by a method wherein, according to a base potential, a base current can be flowed in a reverse direction in addition to a base current in a forward direction. CONSTITUTION:An N<+> type buried layer 22, an epitaxial silicon layer 23, an N-type well 24 and a field oxide film 25 are formed on the surface of a P<-> type silicon substrate 21. A collector extraction layer 26, a P<-> type base region 27, an N<+> type emitter region 28, an emitter polycide 29 and a P<+> type layer 30 are formed at opening parts; in addition, an N<+> type layer 31 are piled up on the surface of the collector extraction layer 26. This whole assembly is covered with a silicon oxide film 32; a collector electrode, a base electrode and an emitter electrode 35, 36, 37 composed of Al-Si 34 are formed at contact openings via a Ti/TiN film 33. Accordingly, a reverse base current, between the collector and the base, which is larger than a forward base current can flow according to a change in a base potential. Thereby, it is possible to realize a transistor whose base current has a negative region in addition to a conventional positive region.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はバイポーラトランジスタを用いた半導体装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device using a bipolar transistor.

(従来の技術) 従来、バイポーラトランジスタは、ベース電流を入力、
コレクタ電流を出力とする電流増幅素子として用いられ
て来た。例えばNPNバイポーラトランジスタでは、正
のコレクタ、エミッタ間電圧VCE、ベース、エミッタ
間電圧vBE(vcI!〉VB+りを与えると、 Vs
t!の種々の値に対してコレクタ電流ICは増幅された
正の値を取り、この時、またベース電流1.も正である
(Prior art) Conventionally, a bipolar transistor inputs base current,
It has been used as a current amplification element that outputs collector current. For example, in an NPN bipolar transistor, if a positive collector-emitter voltage VCE and a base-emitter voltage vBE (vcI!>VB+) are given, then Vs
T! For various values of , the collector current IC assumes an amplified positive value, while also the base current 1. is also correct.

(発明が解決しようとする課題) しかし、従来のバイポーラトランジスタは、その画一的
な動作のため応用範囲もまた限られている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the range of application of conventional bipolar transistors is also limited due to their uniform operation.

本発明は、ベース電位に応じて、この順方向のベース電
流の他に、逆方向にベース電流を流すことができる新規
なバイポーラトランジスタを用いた半導体装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device using a novel bipolar transistor that can flow a base current in the reverse direction in addition to the forward base current depending on the base potential.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、ベース、エミッタ間の順方向ベース電流、コ
レクタ、ベース間の逆方向ベース電流を夫々IBIEt
 ICBとした時、ベース電位に応じてI BB< I
 ceとなるようにコレクタ、エミッタ間電圧VCEを
設定したバイポーラトランジスタを用いた半導体装置を
提供するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a forward base current between a base and an emitter, and a reverse base current between a collector and a base.
When ICB, I BB < I depending on the base potential
The present invention provides a semiconductor device using a bipolar transistor in which the collector-emitter voltage VCE is set to be ce.

(作 用) コレクタ、エミッタ間電圧を高電圧に設定することによ
り、ベース電位、即ちベース、エミッタ間電圧Vaaの
変化に対してベース、エミッタ間の順方向ベース電流■
Bl!より大きなコレクタ、ベース間の逆方向ベース電
流ICBを流すことができ、ベース電流が従来の正領域
に加え負の領域を持ったトランジスタが実現できる。
(Function) By setting the voltage between the collector and emitter to a high voltage, the forward base current between the base and emitter is
Bl! A larger reverse base current ICB can flow between the collector and the base, and a transistor can be realized in which the base current has a negative region in addition to the conventional positive region.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本実施例で用いたバイポーラトランジスタの断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the bipolar transistor used in this example.

P−型シリコン基板21表面にはコレクタ抵抗を下げる
ためN生型埋込み層22が設けられ、更にP−型エピタ
キシャルシリコン層23が設けられている。このP−型
エピタキシャルシリコン層23にはリンが導入されてN
型ウェル24が形成されている。そして表面にはフィー
ルド酸化膜25が形成され、開口部にはN生型埋込み層
22に達するコレクタ取出し層26が、また、他の開口
にはP−型ベース領域27が設けられている。P−型ベ
ース領域27の一部には24 X5μmのサイズのN+
型のエミッタ領域28が形成され、更にエミッタポリサ
イド29が設けられている。またP−型ベース領域27
内にはエミッタポリサイド29に自己整合してP生型層
30が形成され、更にコレクタ取出し層26表面には、
重ねてN生型層31が形成されている。
An N-type buried layer 22 is provided on the surface of the P-type silicon substrate 21 to reduce collector resistance, and a P-type epitaxial silicon layer 23 is further provided. Phosphorus is introduced into this P-type epitaxial silicon layer 23 and N
A mold well 24 is formed. A field oxide film 25 is formed on the surface, a collector extraction layer 26 reaching the N-type buried layer 22 is provided in the opening, and a P-type base region 27 is provided in the other opening. A part of the P- type base region 27 has an N+ layer of 24×5 μm in size.
A mold emitter region 28 is formed and an emitter polycide 29 is further provided. Also, the P-type base region 27
Inside, a P-type layer 30 is formed in self-alignment with the emitter polycide 29, and furthermore, on the surface of the collector extraction layer 26,
An N green mold layer 31 is formed overlappingly.

この全体は、シリコン酸化膜32で覆われ、コンタクト
開口には、Ti/TiN膜33を介しテ1−5i34よ
゛りなるコレクタ、ベース、エミッタ電極35.36゜
37が設けられている。
The entire structure is covered with a silicon oxide film 32, and collector, base, and emitter electrodes 35.36.37 made of T1-5I34 are provided in the contact openings with Ti/TiN films 33 interposed therebetween.

製造においては、先ず、P−型シリコン基板21に、5
b203雰囲気で1250℃、25分、sbを熱拡散し
てN生型埋込み層22を形成する。次いで、 5i)1
2CI2.+B2HG雰囲気で1150℃、10分の処
理により、P−型エピタキシャルシリコン層23を成長
させた。この後、リンP+を加速電圧160KeV 、
ドーズ層5 X 10i2cffl−”でイオン注入し
、N2雰囲気中で1100℃、290分の拡散によりN
型ウェル24を形成した。そしてフィールド酸化膜25
形成後、リンP+をイオン注入してN生型のコレクタ取
出し層26を形成し、更にボロンB+を加速電圧30k
eV、ドーズ量5 X 101013a”イオン注入し
てP−型ベース領域27を形成した。この後、表面に薄
いシリコン酸化膜を形成し、これに開口してポリシリコ
ンを500人被潰し、ヒ素As+を60KeV。
In manufacturing, first, a P-type silicon substrate 21 is coated with 5
The N-type buried layer 22 is formed by thermally diffusing sb at 1250° C. for 25 minutes in a B203 atmosphere. Then, 5i)1
2CI2. A P-type epitaxial silicon layer 23 was grown by treatment at 1150° C. for 10 minutes in a +B2HG atmosphere. After this, phosphorus P+ was accelerated at a voltage of 160 KeV,
Ion implantation was performed with a dose layer of 5 x 10i2cffl-'', and N was diffused at 1100°C for 290 minutes in an N2 atmosphere.
A mold well 24 was formed. and field oxide film 25
After the formation, phosphorus P+ is ion-implanted to form an N-type collector extraction layer 26, and boron B+ is further ion-implanted at an accelerating voltage of 30k.
A P- type base region 27 was formed by implanting ions at a dose of 5 x 101013a at a dose of 50 eV.After this, a thin silicon oxide film was formed on the surface, and an opening was made to cover the polysilicon by 500 layers, and arsenic As+ 60KeV.

ドーズ量5 X 10” am−”イオン注入し、更に
Ho5tを被着してバターニングし、エミッタポリサイ
ド29を形成する。そして、ボロンB+をイオン注入し
てP◆型層30.更にヒ素As+をイオン注入してN生
型層31を設ける。この後、シリコン酸化膜32を堆積
し、コンタクト開口を設け、コンタクト孔底部にTi/
TiN33を被着し、更にAQ−3i34を堆積してパ
ターニングし、コレクタ、ベース、エミッタ電極35,
36゜37を形成する。
Ions are implanted at a dose of 5.times.10"am-", and then Ho5t is deposited and patterned to form emitter polycide 29. Then, boron B+ is ion-implanted into the P◆ type layer 30. Further, arsenic As+ is ion-implanted to form an N-type layer 31. After this, a silicon oxide film 32 is deposited, a contact opening is formed, and the bottom of the contact hole is filled with Ti/
TiN33 is deposited, and AQ-3i34 is further deposited and patterned to form collector, base, emitter electrodes 35,
Form 36°37.

第3図は、この様にして形成したNPNバイポーラトラ
ンジスタの不純物分布図である。
FIG. 3 is an impurity distribution diagram of the NPN bipolar transistor formed in this manner.

エミッタは不純物濃度1.5X10”am″″3でP′
″型エピタキシャルシリコン層23表面からの接合深さ
0.15.B、ベースは、 3 X 10” aa−”
で接合深さ0.3μs、コレクタは、ウェル領域およそ
4XlO”01−”である。
The emitter is P' with an impurity concentration of 1.5X10"am""3
Junction depth from the surface of the '' type epitaxial silicon layer 23 is 0.15.B, the base is 3 x 10''aa-''
With a junction depth of 0.3 μs and a collector well area of approximately 4XlO"01-".

第1図は、このNPNバイポーラトランジスタ11の動
作を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the operation of this NPN bipolar transistor 11.

ベース、エミッタ間電圧VB!、コレクタ、エミッタ間
電圧VCBとした時、VBHに対するコレクタ電流工。
Base-emitter voltage VB! , when the collector-emitter voltage is VCB, the collector current with respect to VBH.

、ベース電流1.を第4図に示す。, base current 1. is shown in Figure 4.

第4図は、VCEを6.25Vに設定した時の値で。Figure 4 shows the values when VCE is set to 6.25V.

OV≦V a a < 0.45 V 1’はVBB(
7)電源ノ正ノ端子カらベース13に流れ込む正のベー
ス電流I a、0.45(v86く0.87■ではベー
ス13からVBgの電源の正の端子に流れ出す負のベー
ス電流−I B、0.87V <VB[!では再びVB
Bの電源の正の端子から流れ込む正のベース電流raと
なることが判った。
OV≦V a a < 0.45 V 1' is VBB (
7) Positive base current Ia flowing from the positive terminal of the power supply to the base 13 (at v86×0.87), negative base current flowing from the base 13 to the positive terminal of the power supply VBg -I B , 0.87V <VB [! Then VB again
It was found that a positive base current ra flows from the positive terminal of the power source B.

第5図は、VCEを5.75Vに設定した場合の結果で
、ベース電流 IBが負になるVBt’領域は、 0.
50<Van<0.66Vである。
Figure 5 shows the results when VCE is set to 5.75V, and the VBt' region where the base current IB becomes negative is 0.75V.
50<Van<0.66V.

しかしながら、第6図に示すように、 VCEI”1v
とすると、 vaFl(7)全領域(VBH≧O)で負
のベース電流は観測されず、よりは常に正であった。
However, as shown in Figure 6, VCEI"1v
Then, no negative base current was observed in the entire vaFl(7) region (VBH≧O), and it was always positive.

上述した負のベース電流は、第7図に示すように、ベー
スからエミッタに流れる順方向のベース電流Iaa(順
方向であるので図中IBFと表わしている)と、ベース
、コレクタ間のPN接合においてなだれ増倍現象によっ
て発生するキャリアによるコレクタ、ベース間の逆方向
ベース電流ICB(逆方向であるのでIBRと表わして
いる)の大小関係によって説明される。
As shown in FIG. 7, the above-mentioned negative base current is caused by the forward direction base current Iaa flowing from the base to the emitter (represented as IBF in the figure because it is in the forward direction) and the PN junction between the base and collector. This is explained by the magnitude relationship of the reverse base current ICB (expressed as IBR because it is in the opposite direction) between the collector and the base due to carriers generated by the avalanche multiplication phenomenon.

即ち、I IaI!l> l ICBIのときは、第4
図におけるOv≦V a a < 0 、45 V 及
び0.87V<VBI!(7)領域で観測されるように
正のベース電流IBとなり。
That is, I IaI! l> l When ICBI, the fourth
In the figure, Ov≦V a a < 0, 45 V and 0.87 V < VBI! (7) As observed in the region, the base current IB becomes positive.

Iaal< l Ica Iのときは、0.45V <
 Van<0.87Vの領域でamされるように負のベ
ース電流−I。
When Iaal < l Ica I, 0.45V <
Negative base current −I to be am in the region of Van<0.87V.

どなる。bawl.

エミッタからの注入電子がベース・コレクタ接合の空乏
領域に入ると、これらの電子はコレクタ電圧がなだれ降
伏の方向に大きな電圧とされているためインパクトイオ
ン化によって電子−正孔対を発生する。そして、発生し
た電子と正孔はベースとコレクタ間の電界によってコレ
クタとベースに夫々ドリフト移動する。ベースにドリフ
トした正孔は負のベース電流IBRを作り出す、ベース
からエミッタへの正のベース電流IBFは固定されたベ
ース・エミッタ間電圧VB+!で制限される。この結果
、IBRがIBFより大きい時、逆方向ベース電流が観
測される。他方、この逆方向ベース電流が現われる場合
において、発生した電子は、その電子電流がエミッタか
らの注入電子電流より小さいため、コレクタ電流の大き
さに僅かに加わることになる。
When electrons injected from the emitter enter the depletion region of the base-collector junction, these electrons generate electron-hole pairs by impact ionization because the collector voltage is set to be a large voltage in the direction of avalanche breakdown. Then, the generated electrons and holes drift toward the collector and the base, respectively, due to the electric field between the base and collector. The holes that drift to the base create a negative base current IBR, and the positive base current IBF from the base to the emitter is fixed at a fixed base-emitter voltage VB+! limited by. As a result, a reverse base current is observed when IBR is greater than IBF. On the other hand, when this reverse base current appears, the generated electrons will slightly add to the magnitude of the collector current because the electron current is smaller than the electron current injected from the emitter.

これを式を用いて以下に説明する。This will be explained below using a formula.

Ebars−Mailのモデルにおいて、通常のトラン
ジスタでは、コレクタ電流ICOとベース電流IBFは
式■および■で表わされる。
In the Ebars-Mail model, in a normal transistor, the collector current ICO and base current IBF are expressed by equations (1) and (2).

rco=αF I as(exp(’ ””)   1
 )沼T I cs(exp(’ ”’)  1 )     −
■T Iar=(1−ap)II!5(exp(”””)  
1)滅T (1(ER)IC3(6XP(””町−1)・・・■T ここでIBEはエミッタ、ベース接合の逆方向飽和電流
、IC3はコレクタ、ベース接合の逆方向飽和電流、α
Fはエミッタ、ベース接合を横切って流れた電流のうち
、コレクタに到達した電流の割合。
rco=αF I as(exp(' ””) 1
) Swamp T I cs(exp('”') 1 ) −
■T Iar=(1-ap) II! 5(exp(""")
1) T (1 (ER) IC3 (6 α
F is the fraction of current that reaches the collector out of the current that flows across the emitter-base junction.

αFはコレクタ、ベース接合を横切って流れた電流のう
ちエミッタに到達した電流の割合を表わす。
αF represents the proportion of the current flowing across the collector-base junction that reaches the emitter.

また、沼はボルツマン定数、Tは絶対温度、矛は電荷量
である。
In addition, Numa is Boltzmann's constant, T is absolute temperature, and spear is electric charge.

さらに、コレクタ、ベース間電圧Vc[!が高く、ベー
ス、コレクタ間のPN接合におけるなだれ増倍効果が無
視できなくなる場合、コレクタ電流ICは、 IC;MICo ・・・■ となり、ここで、ICOはなだれ増倍効果を無視した場
合のコレクタ電流、nは係数、BVcaoはエミッタ開
放時のベース、コレクタ間の耐圧を表わす。
Furthermore, the collector-base voltage Vc [! is high and the avalanche multiplication effect at the PN junction between the base and collector cannot be ignored, the collector current IC becomes IC; MICo...■, where ICO is the collector current when the avalanche multiplication effect is ignored. The current, n is a coefficient, and BVcao represents the withstand voltage between the base and the collector when the emitter is open.

第7図に示すようになだれ増倍で発生したホールは、電
界によってベースに流れ込み、逆方向のベース電流IB
Rとなる。
As shown in Figure 7, the holes generated by avalanche multiplication flow into the base due to the electric field, and the base current IB in the opposite direction
It becomes R.

よってIBRは、 よりR=  (M   1)ICO・・・■となり、結
局、ベース電流1.は順方向のベース電流IBFと逆方
向のベース電流IBRの差として表わせ。
Therefore, IBR becomes R= (M 1) ICO...■, and the base current becomes 1. Express it as the difference between the forward base current IBF and the reverse base current IBR.

IB== INF−IBR= IBF−(M −1) 
IC8=(1(M −1)hpp) IBF     
 ・・・0となる。尚、エミッタ電流1.は1.=I。
IB==INF-IBR=IBF-(M-1)
IC8=(1(M-1)hpp) IBF
...becomes 0. In addition, emitter current 1. is 1. =I.

。+IBFで表わされる。ここでhFEは電流利得(h
rf!= I c。
. +IBF. Here, hFE is the current gain (h
rf! = Ic.

/IBF)を表わす。/IBF).

なお、この動作は、NPNバイポーラトランジスタだけ
でなく、PNPバイポーラトランジスタにおいても同様
に説明できる。
Note that this operation can be similarly explained not only for NPN bipolar transistors but also for PNP bipolar transistors.

さて、この様な負のベース電流を示すバイポーラトラン
ジスタは新しい応用分野を有している。
Now, bipolar transistors exhibiting such negative base current have new fields of application.

例えば、従来、電圧保持装置として知られているものに
フリップフロップがある。しかし、フリップフロップは
6個の素子により構成されるため高集積化に問題がある
For example, a flip-flop is a conventionally known voltage holding device. However, since the flip-flop is composed of six elements, there is a problem in achieving high integration.

さて、第1図のバイポーラトランジスタにおいて、ベー
スとエミッタ間に容量性の負荷が存在する場合を考える
Now, consider the case where a capacitive load exists between the base and emitter of the bipolar transistor shown in FIG.

?(7)時、ベース電圧vBEがOV≦VB!<0.4
5Vの場合、負荷の蓄積された電荷はベースから二ツタ
に流れ出すので負荷の両端の電圧Vaaは下降してOv
に近ずく、一方、 0.45V < Van<0.87
V テある場合、逆方向ベース電流によって負荷に電荷
が蓄積されるので負荷両端の電圧vBEは上昇して0.
87Vl、:、近ずき、一方、 VBg>0.87V 
1’あるときは正のベース電流によって負荷の電荷はベ
ースからエミッタに流れ出すので負荷両端の電圧VaE
!は下降してやはり0.87Vに近ずく。以上の様にV
BE!はOvもしくは0.87Vに保持されるので自己
増幅機能をもった電圧の保持が可能である。
? At (7), the base voltage vBE is OV≦VB! <0.4
In the case of 5V, the charge accumulated in the load flows out from the base to two voltages, so the voltage Vaa across the load decreases to Ov.
, while 0.45V < Van < 0.87
When VTE is present, charge is accumulated in the load due to the reverse base current, so the voltage vBE across the load increases to 0.
87Vl:, approaching, while VBg>0.87V
1', the load's charge flows from the base to the emitter due to the positive base current, so the voltage across the load VaE
! falls and approaches 0.87V. As above, V
BE! Since it is held at Ov or 0.87V, it is possible to hold the voltage with a self-amplification function.

第8図に、その電圧保持回路の一例を示す。FIG. 8 shows an example of the voltage holding circuit.

この実施例では、スイッチング素子としてnチャネルM
OSトランジスタQ□を用い、そのドレインもしくはソ
ースを、NPNバイポーラトランジスタQ2のベースに
接続する。
In this embodiment, an n-channel M is used as a switching element.
An OS transistor Q□ is used, and its drain or source is connected to the base of an NPN bipolar transistor Q2.

MoSトランジスタQ1のゲートにはクロックφ4が印
加され、他端にはクロックφBが与えられる。
A clock φ4 is applied to the gate of the MoS transistor Q1, and a clock φB is applied to the other end.

この場合の容量は、ベース、エミッタ間の接合容量であ
り、コレクタ、ベース間の接合容量もやはり負荷容量と
して機能する。
The capacitance in this case is the junction capacitance between the base and the emitter, and the junction capacitance between the collector and the base also functions as a load capacitance.

第9図は、MOSトランジスタQ1の製溝クロックφA
と、入力クロックφB、そしてMOSトランジスタQ1
とバイポーラトランジスタQ2の接続ノードに設けられ
た出力端子の電圧レベルを示している。V、は0.87
V、Vpは0.45V、VLはOVを示す。
FIG. 9 shows the groove forming clock φA of the MOS transistor Q1.
, input clock φB, and MOS transistor Q1
and shows the voltage level of the output terminal provided at the connection node of bipolar transistor Q2. V is 0.87
V and Vp are 0.45V, and VL is OV.

φAがハイレベルとなり、ベースにφ、)0.l17V
が入り、その後φAがロウレベルになると、ベースに印
加されたハイレベル電圧は正のベース電流によって放電
され0.87Vに落ち着く。次に、ベースに0.45V
<φa<0.87V が印加された場合、負のベース電
流によって出力電位は上昇し0.87Vとなる。そして
、ベースにφe<0.45V が印加された場合、正の
ベース電流によってOvに収束する。
φA becomes high level, and the base becomes φ, )0. l17V
When φA becomes low level, the high level voltage applied to the base is discharged by the positive base current and settles to 0.87V. Then 0.45V to the base
When <φa<0.87V is applied, the output potential increases to 0.87V due to the negative base current. When φe<0.45V is applied to the base, the positive base current converges to Ov.

かくシテ、φa>0.45V (7)場合、境界電位0
.87Vを保持出力し、φB(0,45V の場合、O
Vを保持出力する事が可能となる。
If φa>0.45V (7), the boundary potential is 0
.. Holds 87V and outputs φB (0.45V, O
It becomes possible to hold and output V.

この事は1本回路が、少ない素子数でフリップフロップ
に代わる電圧保持回路に使゛用できる事に他ならない。
This means that one circuit can be used as a voltage holding circuit in place of a flip-flop with a small number of elements.

これは、ベース電流に負電流が生じるからで、第6図に
示した様にコレクタ、エミッタ間電圧vcg=IVの場
合は、全てのVBHに対して正のべ−スミ流となるので
放電モードとなり電圧保持ができなくなる。
This is because a negative current is generated in the base current, and as shown in Figure 6, when the collector-emitter voltage vcg = IV, the base current is positive for all VBH, so the discharge mode As a result, voltage cannot be maintained.

第9図ではMoSトランジスタQ1とバイポーラトラン
ジスタの接続ノードを出力端としたが。
In FIG. 9, the connection node between the MoS transistor Q1 and the bipolar transistor is used as the output terminal.

保持後、再度MOSトランジスタQ□をオンさせてφB
入力端子を出力端とすることもできる。
After holding, turn on MOS transistor Q□ again and φB
The input terminal can also be used as the output terminal.

第10図は、上記接続ノードにバイポーラトランジスタ
とは別にMOSキャパシタ等の容量素子Cを接続したも
のであり、この容量素子で、先の充放電を積極的に行な
わせる様にしたものである。
In FIG. 10, a capacitive element C such as a MOS capacitor is connected to the connection node in addition to the bipolar transistor, and this capacitive element is used to actively perform the charging and discharging.

この場合、φBの入力端を出力端としても用いているが
、QlとQ2のベースの接続部に出力端を置いても良い
In this case, the input end of φB is also used as the output end, but the output end may be placed at the connection between the bases of Ql and Q2.

先に触れた様に、本発明はPNPバイポーラトランジス
タに適用する事も勿論可能である。
As mentioned earlier, the present invention can of course be applied to PNP bipolar transistors.

第11図はその例で、第1図に対応させてPNPバイポ
ーラトランジスタの場合を示している。
FIG. 11 is an example of this, and shows the case of a PNP bipolar transistor corresponding to FIG.

この場合、コレクタ、エミッタ間電圧V。I!が所定の
負の電圧(−Vボルト)の時、第12図に示す様に、ベ
ース、エミッタ間電圧vBuに対して負のベース電流−
IBを流すことができる。
In this case, the collector-emitter voltage V. I! When is a predetermined negative voltage (-V volts), as shown in FIG. 12, a negative base current - with respect to the base-emitter voltage vBu
Can play IB.

PNPバイポーラトランジスタを電圧保持回路に適用し
た場合、第10図、第11図から理解されるように、今
度は負電圧を保持することができる。
When a PNP bipolar transistor is applied to a voltage holding circuit, a negative voltage can now be held, as understood from FIGS. 10 and 11.

以上説明した電圧保持回路は、ラッチ回路、基i1!電
位発生回路やSRAM等のメモリに適用することが出来
る。また、負のベース電流を示すバイポーラトランジス
タを用いて発振回路やセンスアンプ、スイッチング回路
を組む事も出来る。
The voltage holding circuit explained above is a latch circuit, base i1! It can be applied to potential generation circuits and memories such as SRAM. Furthermore, oscillation circuits, sense amplifiers, and switching circuits can be constructed using bipolar transistors that exhibit negative base current.

第13図は本発明の他の実施例を説明する回路図である
FIG. 13 is a circuit diagram illustrating another embodiment of the present invention.

第1のNPNバイポーラトランジスタTRIのベースで
ある第1のノードには入力電位vxNが入力し、そのエ
ミッタは第2のNPNバイポーラトランジスタTR2の
ベースに接続され、そこを第2のノードとして出力電位
Vourが観測される。
The input potential vxN is input to the first node, which is the base of the first NPN bipolar transistor TRI, and its emitter is connected to the base of the second NPN bipolar transistor TR2, and the output potential Vour is set as the second node. is observed.

TRI、TR2夫々のコレクタ電位VCC□及びVCC
z を8vにしたときの入力電位V工Nに対する出力V
OUTの関係を第14図に示す。
Collector potentials VCC□ and VCC of TRI and TR2, respectively
Output V for input potential V when z is set to 8 V
The relationship of OUT is shown in FIG.

本実施例のTR2のベース、エミッタ間電圧VBHに対
するベース電流IB、コレクタ電流ICの関係を第15
図に示した。ここでは、第2図で説明したバイポーラト
ランジスタと全く同じプロセスパラメータで作製したト
ランジスタTR2を用いた。尚、本実施例では、TRI
もTR2と全く同じプロセスパラメータで作製したトラ
ンジスタを用い−V CCx = V CCz =8 
Vとした。
The relationship between the base current IB and collector current IC with respect to the base-emitter voltage VBH of TR2 in this example is shown in the 15th section.
Shown in the figure. Here, a transistor TR2 manufactured using exactly the same process parameters as the bipolar transistor explained in FIG. 2 was used. In addition, in this example, TRI
Also, using a transistor manufactured with exactly the same process parameters as TR2, −V CCx = V CCz = 8
It was set to V.

TRIは充電手段として機能し、VZ=をOvから上げ
て行くと第14図の実線に示す様にV OUTはTRI
のエミッタ電流1.とTR2の正のベース電流の差が零
(I CB+ I B= I nE)になる電位をとり
ながら上昇して行く。しかし、第15図に示すようlc
o、46V<Vaa<1.22V テはTR2(7)順
方向ベース電流より逆方向ベース電流の方が大きくなる
ため、第13図の回路では、VOUTが0.46近傍(
vl)の時のV工N=o、sivを境に充電モードとな
る。こノ時、TR2のベース、エミッタ接合及びベース
TRI functions as a charging means, and as VZ= is increased from Ov, V OUT becomes TRI as shown by the solid line in Figure 14.
Emitter current of 1. The difference between the positive base currents of TR2 and TR2 increases while taking a potential at which the difference becomes zero (I CB+I B=I nE). However, as shown in Figure 15, lc
o, 46V<Vaa<1.22V TR2 (7) Since the reverse base current is larger than the forward base current, in the circuit shown in Fig. 13, VOUT is around 0.46 (
The battery enters charging mode at the time of V engineering N=o and siv (vl). At this time, the base, emitter junction and base of TR2.

コレクタ接合の接合容量が充電によりV。LITはv2
(,1,22V)に急峻に立上がる。ここで、第13図
の回路には実際にはTRIにエミッタ電流1.が流れル
ノテ第14図(’) V 1− V *は上記ICB+
II!= IBEIを満す電圧であり、第15図のIQ
と−IQの境界電位0,46V、1.22V近傍の値を
取る。図中の特性図に示した矢印はVINを上げて行く
場合、及びその後V工Nを下げる場合の特性であり、v
INが0.81 Vより大きい領域まで上げるとV。L
ITはv2にラッチされる。
The junction capacitance of the collector junction becomes V due to charging. LIT is v2
It rises sharply to (,1,22V). Here, in the circuit of FIG. 13, the emitter current is actually 1. Flows in Figure 14 (') V 1- V * is the above ICB+
II! = voltage that satisfies IBEI, IQ in Figure 15
The boundary potential between -IQ and -IQ takes values near 0.46V and 1.22V. The arrows shown in the characteristic diagram in the figure are the characteristics when increasing VIN and then decreasing VIN.
V when IN is raised to a region greater than 0.81 V. L
IT is latched to v2.

即ち、本回路はメモリや電圧検出回路、 A/D変換回
路に使用できる。
That is, this circuit can be used for memory, voltage detection circuits, and A/D conversion circuits.

voc2 を、1vにした場合は、TR2に逆方向ベー
ス電流が表われないため第14図の点線に示すように、
vxNに対してvouTは連続的に変化し、V OUT
の急峻な変化は表れない。
When voc2 is set to 1V, no reverse base current appears in TR2, so as shown by the dotted line in Figure 14,
vout changes continuously for vxN, and V OUT
No sharp changes are observed.

第16図は、第13図においてTR2ベース、エミッタ
間に抵抗素子を入れた場合の実施例である。
FIG. 16 shows an embodiment in which a resistive element is inserted between the base and emitter of TR2 in FIG. 13.

第17図は、第16図においてTR2のベース、エミッ
タ間に接続したRをIMΩにしたときの入出力特性であ
る。
FIG. 17 shows the input/output characteristics when R connected between the base and emitter of TR2 in FIG. 16 is set to IMΩ.

前記の抵抗Rによって、第14図に対し第17図のよう
に、 VOUTが急峻に変化する絶対量を抵抗Rを入れ
ない場合の0.76(=1.22−0.46)Vから抵
抗Rを入れた場合(7)0.44(=1.20−0.7
6)V4:変化させることができ、またその時のVIN
の値を0.81Vから1.31Vに変化させることがで
きる。
By using the above-mentioned resistor R, the absolute amount by which VOUT changes sharply, as shown in Figure 17 compared to Figure 14, is reduced from 0.76 (=1.22-0.46) V when resistor R is not included. If R is included (7) 0.44 (=1.20-0.7
6) V4: Can be changed and the VIN at that time
The value of can be changed from 0.81V to 1.31V.

第18図は、第16図においてベース、エミッタ間に容
量素子Cを入れた場合の実施例でVINに対するv o
uTの時定数を変化させている。
FIG. 18 shows an example in which a capacitive element C is inserted between the base and emitter in FIG.
The time constant of uT is changed.

上記の実施例におけるTRIは、TR2と同じ逆方向ベ
ース電流特性を有するものである。しかし、TRIの機
能はVINの増加に対してエミッタ電流IEが増加する
ものであればよい。TRIは、第6図で示した様にコレ
クタ・エミッタ間電圧VCBを下げ負のベース電流を示
さない通常のNPNバイポーラトランジスタであっても
有効である。
TRI in the above embodiment has the same reverse base current characteristics as TR2. However, the function of TRI may be such that the emitter current IE increases with respect to an increase in VIN. TRI is effective even if it is a normal NPN bipolar transistor that lowers the collector-emitter voltage VCB and does not exhibit a negative base current, as shown in FIG.

またTRIのかわりに、第19図に示すようにM○Sト
ランジスタTR3でも第20図に示すようにダイオード
D1を接続しても有効である。この際TR3はn形MO
SトランジスタでもP形MOSトランジスタでもよい。
Furthermore, instead of TRI, it is also effective to connect an M○S transistor TR3 as shown in FIG. 19 or a diode D1 as shown in FIG. 20. At this time, TR3 is an n-type MO
It may be an S transistor or a P-type MOS transistor.

また上記の抵抗素子Rは、高抵抗ポリシリコンや、MO
Sトランジスタ、バイポーラトランジスタ等で、また容
量素子CはMoSキャパシタやPN接合の接合容量等で
形成することができる。
Further, the above resistance element R is made of high resistance polysilicon, MO
The capacitive element C can be formed by an S transistor, a bipolar transistor, etc., and the capacitive element C can be formed by a MoS capacitor, a PN junction capacitor, etc.

また上記実施例では、TRI、TR2は共にNPNバイ
ポーラトランジスタを用いたが第21図に示すように、
PNPバイポーラトランジスタを用いることもできる。
In the above embodiment, NPN bipolar transistors were used for both TRI and TR2, but as shown in FIG.
PNP bipolar transistors can also be used.

この場合、VCC,とV C,には負の電圧例えば8v
を与え、VINも負の電圧を与えるとV OUTから、
負の電位変化が出力される。
In this case, VCC and VC have a negative voltage, for example 8V.
When VIN is also given a negative voltage, from VOUT,
A negative potential change is output.

次に、第22図に示したように、V 0LJTとVSS
との間にPNP トランジスタTR3を付加した場合で
も本発明は有効である。第22図の入出力特性を第23
図に示す。第22図のVINをOvから除々に高くして
いくと、第23図の■のような入出力特性になる@VI
Nの高レベルがVIN<Vxuの時、VXNを高レベル
から除々に下げていくと、その入出力特性は先の実施例
と同様に第23図の■の軌跡をもどる。またVIN(7
)高レベルがV zH) V zH(7)時、vxNを
高レベルから、除々に下げていくと、その入出力特性は
第23図の■のように、ヒステリシス特性になる。この
ように、vxNのLレベルをVINくV工り、 Hレベ
ルをV IL N > V IHとして用いると、第2
2図の回路はシュミットトリガ−回路として、働く6以
下にその説明を行なう。第15図に示したようにVCE
= 8 V (Vcct = VCCz = 8 V)
において、VB、=0.46Vカら1.22V(7)間
でT R2ニは点線で示したような負のベース電流−I
Bが流れ、他では実線で示したような正のベース電流I
Bが流れる。
Next, as shown in FIG. 22, V 0LJT and VSS
The present invention is effective even when a PNP transistor TR3 is added between the two. The input/output characteristics in Figure 22 are shown in Figure 23.
As shown in the figure. If VIN in Figure 22 is gradually increased from Ov, the input/output characteristics will become as shown in Figure 23 (■) @VI
When the high level of N is VIN<Vxu, when VXN is gradually lowered from the high level, the input/output characteristics return to the trajectory shown by ■ in FIG. 23, as in the previous embodiment. Also, VIN (7
) When the high level is V zH (7), when vxN is gradually lowered from the high level, the input/output characteristic becomes a hysteresis characteristic as shown by ■ in FIG. In this way, if the L level of vxN is modified by VIN and the H level is used as V IL N > V IH, the second
The circuit shown in FIG. 2 works as a Schmitt trigger circuit.It will be explained below. As shown in Figure 15, VCE
= 8V (Vcct = VCCz = 8V)
, between VB = 0.46V and 1.22V (7), TR2 is a negative base current -I as shown by the dotted line.
B flows, otherwise a positive base current I as shown by the solid line
B flows.

第24図(a)に示した。第22図のトランジスタ回路
TR1,TR3のVrN=OV(7)ときのVBII!
に対するTRIとTR3の接続部の電流の特性を第24
図(b)に示す。TRIは充電手段として機能し、また
後述するようにTR3は放電手段として機能する。VB
FiがVIN(= OV)より低いとき、すなわち負の
ときはトランジスタTRIのエミッタ電流による点線で
示された一IOが流れ、vB[!が正のときはトランジ
スタTR3のエミッタ電流による実線で示された、工0
が流れる。第23図の特性は、第15図と第24図(b
)を組み合わせることにより。
It is shown in FIG. 24(a). VBII when VrN=OV(7) of transistor circuits TR1 and TR3 in FIG. 22!
The characteristics of the current at the connection between TRI and TR3 for
Shown in Figure (b). TRI functions as a charging means, and TR3 functions as a discharging means as described later. VB
When Fi is lower than VIN (= OV), that is, when it is negative, one IO shown by the dotted line flows due to the emitter current of transistor TRI, and vB[! When is positive, the process 0 shown by the solid line due to the emitter current of transistor TR3
flows. The characteristics shown in Fig. 23 are the same as those shown in Figs. 15 and 24 (b
) by combining.

第25図の(a)から(d)に示すように説明できる。This can be explained as shown in FIGS. 25(a) to 25(d).

ここで第25図の(a)から(d)はそれぞれ、第23
図の(a)から(d)の状態を説明する図である。また
第25図において、点線は、TR2のベースすなわちV
 OUT端子を充電する方向の電流、実線は、TR2の
ベースを放電する方向の電流を示す。したがって、v 
ouTは、TR2のベースを充電する全電流と、放電す
る全電流の大きさが等しい電位に安定することになる。
Here, (a) to (d) in Fig. 25 are respectively shown in Fig. 23.
It is a figure explaining the state of (a) to (d) of a figure. In addition, in FIG. 25, the dotted line indicates the base of TR2, that is, V
The solid line indicates the current in the direction of charging the OUT terminal, and the current in the direction of discharging the base of TR2. Therefore, v
outT will stabilize at a potential where the total current charging the base of TR2 and the total current discharging it are equal in magnitude.

第25図(a)は、VXNをOVから上げていき0.4
VにしたときのTR2のベース電位VBEに対するVO
LI丁に出入りする各電流の特性である。VIN=Ov
のときはvoUTはOvにあり、VINを上げていくと
voUTは、第25図(a)に示したように下位側の安
定点、即ち一工0と1.が等しくなる電位になりながら
上昇していく。しかし、VIN=0.76Vを越えると
、第25図(b)に示すようにVat!がOvから、 
1.22Vまでの何れの値においても、充電する方向の
電流が流れるため、VBBは急峻に上昇し、1.22V
に安定し、voUTとなる。さらにvrNを上げると、
安定電位vouTは、充電する方向の全電流が放電する
方向の全電流と等しくなる点で上昇を続け、第25図<
a>に示すように、VIN=2Vの時VOUT=1.3
5Vになる6次にvINを2vから下げていくと、V 
OUTは、充電する方向の全電流と放電する全電流が等
しい電位で下がって行く。第25図(d ) ニはvI
N=0.3vのときの状態を示す。
Figure 25 (a) shows that VXN is raised from OV to 0.4
VO with respect to the base potential VBE of TR2 when set to V
These are the characteristics of each current flowing in and out of the LI block. VIN=Ov
When VIN is increased, voUT is at Ov, and as shown in FIG. The voltage increases as the potential becomes equal. However, when VIN=0.76V is exceeded, as shown in FIG. 25(b), Vat! is from Ov,
At any value up to 1.22V, current flows in the direction of charging, so VBB rises steeply and reaches 1.22V.
It stabilizes and becomes voUT. If you further increase vrN,
The stable potential vouT continues to rise at the point where the total current in the charging direction becomes equal to the total current in the discharging direction, and as shown in FIG.
a>, when VIN=2V, VOUT=1.3
6 Next, when vIN is lowered from 2v, V
OUT goes down at a potential where the total current in the charging direction and the total current in the discharging direction are equal. Figure 25(d) D is vI
The state when N=0.3v is shown.

ここで、トランジスタTR3のエミッタによる電流IO
は、TR2トランジスタの負のベース電流を打ち消す作
用をする。したがってトランジスタTR3がない場合は
、VXNをOvまで下げても第26図中の(e)に示す
ようにVOUT =1.22VにラッチされVOt1丁
=OVtこ下がらない。vINを0.3vから更に下げ
、Vzs=0.1V以下になると、第25図(d)で−
点鎖線で示した様にIQは負のベース電流−■、からは
ずれ、充電方向の全電流と、放電方向の全電流が等しく
なる電位即ち−Ioと低レベル側のベース電流IBが変
わる電位まで急峻に下がる。この急峻な下がりは、TR
3のベース電位を変化させることによってエミッタ電流
1.を変化させ工0の大きさを負のベース電流−工8の
大きさより大きくすることに他ならない。即ち、放電ト
ランジスタTR3は1.22VにラッチされていたTR
2のベース電位を、TR3がTR2の持つ負のベース電
流−Inの絶対値より大きなIo(放電電流)を持つよ
うに制御することにより、ラッチレベルをリセットする
ことができる訳である。
Here, current IO due to the emitter of transistor TR3
acts to cancel the negative base current of the TR2 transistor. Therefore, if there is no transistor TR3, even if VXN is lowered to Ov, VOUT is latched at 1.22V as shown in (e) in FIG. 26, and VOt1 = OVt does not drop. When vIN is further lowered from 0.3v and Vzs=0.1V or less, - in Fig. 25(d).
As shown by the dotted chain line, IQ deviates from the negative base current -■, and reaches the potential where the total current in the charging direction and the total current in the discharging direction are equal, that is, the potential where the base current IB on the low level side changes from -Io. descends steeply. This steep decline is TR
By changing the base potential of 3, the emitter current 1. This is nothing more than making the magnitude of the negative base current −K8 larger than the magnitude of the negative base current −K8 by changing the current. That is, the discharge transistor TR3 is latched at 1.22V.
By controlling the base potential of TR2 so that TR3 has Io (discharge current) larger than the absolute value of the negative base current -In of TR2, the latch level can be reset.

また、第22図の他の実施例として、第27図のように
、第22図のTRIをNPNバイポーラトランジスタか
らN形MOSトランジスタに、TR3をPNPバイポー
ラトランジスタからP形MOSトランジスタに置き換え
た場合にも同様の特性を示す。
In addition, as another example of FIG. 22, as shown in FIG. 27, when TRI in FIG. 22 is replaced from an NPN bipolar transistor to an N-type MOS transistor, and TR3 is replaced from a PNP bipolar transistor to a P-type MOS transistor, also exhibits similar characteristics.

第28図にはシュミットトリガ−回路に用いた他の実施
例を示す。第29図は、pnpバイポーラトランジスタ
を用いた場合のシュミットトリガ−回路の実施例であり
、この回路では、第30図に示すようにV、、、Vou
Tとも負の電位で動作する。
FIG. 28 shows another embodiment used in a Schmitt trigger circuit. FIG. 29 shows an example of a Schmitt trigger circuit using pnp bipolar transistors. In this circuit, as shown in FIG.
Both T operate at a negative potential.

第31図には、Vcの値を変化させることにより、負の
ベース電流をなくすようにした実施例である。
FIG. 31 shows an embodiment in which negative base current is eliminated by changing the value of Vc.

第32図にその動作を示す。vINよりvH=1.4v
の入力がn形MOSトランジスタのスイッチング素子を
介して入力されると、V ouTはハイレベル側の正負
のベース電流の境界電位である1、22Vにラッチされ
る。しかし、vcを8vからOvに変化させることによ
って1.負のベース電流の流れる正ベース電位が存在し
なくなるため、vOUTはラッチされていた1、22V
からOvに落ちる。これは、メモリー素子などのリセッ
ト機能として用いることができる。
FIG. 32 shows the operation. vH=1.4v from vIN
When input through the switching element of the n-type MOS transistor, V outT is latched to 1.22 V, which is the boundary potential between the positive and negative base currents on the high level side. However, by changing vc from 8v to Ov, 1. Since there is no longer a positive base potential through which a negative base current flows, vOUT drops from the latched 1.22V.
It falls from Ov. This can be used as a reset function for memory devices and the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、逆方向ベース電流を用いた全く新しい
半導体装置を提供することができる。
According to the present invention, a completely new semiconductor device using a reverse base current can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、NPNバイポーラトランジスタを用いた動作
回路図、第2図はバイポーラトランジスタの断面図、第
3図はその不純物プロファイルを示す図、第4図はVc
E=6.25Vの場合のベース電流を示す図、第5図は
VcE=5.75Vの場合を示す図、第6図は■c11
!=1.Ov の場合を示す図、第7図はその動作を説
明する図、第8図は電圧保持回路に適用した場合を説明
する図、第9図はその動作を説明するための図、第10
図は他の例を示す図、第11図、第12図はPNPバイ
ポーラトランジスタの場合を説明する図、第13図、第
14図、第15図、第16図、第17図、第18図、第
19図、第20図、第21図は他の実施例を説明する図
、第22図、第23図。 第24図、第25図、第26図、第27図、第28図、
第29図、第30図は更に他の実施例を示す図、第31
図、第32図は他の実施例を示す図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  松山光之 第 図 ベース、1ミンタ明4rJEVsE(Vlべ一乙工ξツ
ク1VIt圧V8E(V)N゛−ス、エミック間電圧V
8E(〕 第 111m ペース、エミック間弛圧BE(〕 第12図 第 図 第 1O図 第 図 V(’C/ 第 13図 IH 〔v) 第 14図 ベース、工ξ1,7■電斤8E(〕 第 15図 cct 第 18図 cct 第 21図 第 20図 BE (〕 第24図 (α) 第 25図 (b) (ct) 第 25図 (C) 第 26図 第 27図 第28図 第29図 第30図
Fig. 1 is an operational circuit diagram using an NPN bipolar transistor, Fig. 2 is a cross-sectional view of the bipolar transistor, Fig. 3 is a diagram showing its impurity profile, and Fig. 4 is a Vc
Figure 5 shows the base current when E=6.25V, Figure 5 shows the case when VcE=5.75V, Figure 6 shows ■c11
! =1. 7 is a diagram for explaining its operation; FIG. 8 is a diagram for explaining its application to a voltage holding circuit; FIG. 9 is a diagram for explaining its operation; FIG. 10 is a diagram for explaining its operation.
The figure shows another example. Figures 11 and 12 are diagrams explaining the case of PNP bipolar transistors. Figures 13, 14, 15, 16, 17, and 18. , FIG. 19, FIG. 20, and FIG. 21 are diagrams for explaining other embodiments, FIG. 22, and FIG. 23. Figure 24, Figure 25, Figure 26, Figure 27, Figure 28,
FIG. 29 and FIG. 30 are diagrams showing still other embodiments, and FIG.
32 are diagrams showing other embodiments. Agent: Patent Attorney Noriyuki Ken Yudo Mitsuyuki Matsuyama Diagram base, 1 min.
8E () 111m Pace, emic relaxation pressure BE () Fig. 12 Fig. 1O Fig. V ('C/ Fig. 13 IH [v) Fig. 14 Base, work ξ 1, 7 ■ Electric loaf 8E ( ] Fig. 15 cct Fig. 18 cct Fig. 21 Fig. 20 BE (] Fig. 24 (α) Fig. 25 (b) (ct) Fig. 25 (C) Fig. 26 Fig. 27 Fig. 28 Fig. 29 Figure 30

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ベース、エミッタ間の順方向ベース電流をI_B
_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流をI_C
_Bとした時、ベース電位に応じてI_B_E<I_C
_Bとなるようにコレクタ、エミッタ間電圧V_C_E
を設定したバイポーラトランジスタを用いたことを特徴
とする半導体装置。
(1) Forward base current between base and emitter is I_B
_E, reverse base current between collector and base is I_C
When _B, I_B_E<I_C depending on the base potential
Collector-emitter voltage V_C_E so that _B
1. A semiconductor device characterized by using a bipolar transistor configured with .
(2)I_C_Bはなだれ増倍電流である請求項1記載
の半導体装置。
(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein I_C_B is an avalanche multiplication current.
(3)バイポーラトランジスタはNPNトランジスタで
ある請求項1記載の半導体装置。
(3) The semiconductor device according to claim 1, wherein the bipolar transistor is an NPN transistor.
(4)バイポーラトランジスタはPNPトランジスタで
ある請求項1記載の半導体装置。
(4) The semiconductor device according to claim 1, wherein the bipolar transistor is a PNP transistor.
(5)ベース、エミッタ間の順方向ベース電流をI_B
_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流をI_C
_Bとした時、ベース電位に応じてI_B_E>I_C
_B及びI_B_E<I_C_Bの2状態が存在してこ
れに伴ないベース電流の極性が反転するようにコレクタ
、エミッタ間電圧V_C_Eを設定したバイポーラトラ
ンジスタを用いたことを特徴とする半導体装置。
(5) Forward base current between base and emitter is I_B
_E, reverse base current between collector and base is I_C
When _B, I_B_E>I_C depending on the base potential
1. A semiconductor device using a bipolar transistor in which a collector-emitter voltage V_C_E is set so that two states, _B and I_B_E<I_C_B, exist and the polarity of the base current is reversed accordingly.
(6)ベース、エミッタ間の順方向ベース電流をI_B
_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流をI_C
_Bとした時、ベース電位に応じてI_B_E<I_C
_Bとなるバイポーラトランジスタと、このバイポーラ
トランジスタのベースに接続して設けられたスイッチン
グ素子とを備えたことを特徴とする半導体装置。
(6) Forward base current between base and emitter is I_B
_E, reverse base current between collector and base is I_C
When _B, I_B_E<I_C depending on the base potential
1. A semiconductor device comprising: a bipolar transistor _B; and a switching element connected to the base of the bipolar transistor.
(7)バイポーラトランジスタのベースとスイッチング
素子との接続部に、容量素子が設けられてなる請求項6
記載の半導体装置。
(7) Claim 6, wherein a capacitive element is provided at the connection between the base of the bipolar transistor and the switching element.
The semiconductor device described.
(8)スイッチング素子はMOSトランジスタである請
求項6記載の半導体装置。
(8) The semiconductor device according to claim 6, wherein the switching element is a MOS transistor.
(9)ベース、エミッタ間の順方向ベース電流をI_B
_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流をI_C
_Bとした時、ベース電位に応じてI_B_E>I_C
_B、I_B_E>I_C_Bの2状態が存在し、ベー
ス電位を両状態の境界電位に保持するようにしたことを
特徴とする半導体装置。
(9) Forward base current between base and emitter is I_B
_E, reverse base current between collector and base is I_C
When _B, I_B_E>I_C depending on the base potential
1. A semiconductor device characterized in that two states exist: _B, I_B_E>I_C_B, and a base potential is held at a boundary potential between both states.
(10)バイポーラトランジスタと、このバイポーラト
ランジスタのベースと入力との間に設けられたスイッチ
ング素子と、前記ベースとスイッチング素子の接続部に
設けられた容量素子とを有し、ベース、エミッタ間電圧
が増大するに従いベース電流の極性が変化するようにコ
レクタ、エミッタ間電圧を高電圧に設定し、前記入力電
位が所定の範囲にある時は前記スイッチング素子がオフ
した後、ベース電流の極性が変化する電位にベース電位
が収束し、入力電位が他の範囲にある時は、前記収束す
るベース電位とは異なる電位に収束することを特徴とす
る半導体装置。
(10) A bipolar transistor, a switching element provided between a base and an input of the bipolar transistor, and a capacitive element provided at a connection between the base and the switching element, wherein the voltage between the base and the emitter is The collector-emitter voltage is set to a high voltage so that the polarity of the base current changes as the base current increases, and when the input potential is within a predetermined range, the polarity of the base current changes after the switching element is turned off. A semiconductor device characterized in that a base potential converges to a potential, and when an input potential is in another range, converges to a potential different from the converging base potential.
(11)バイポーラトランジスタのベースとスイッチン
グ素子との接続部に出力部を設けた請求項10記載の半
導体装置。
(11) The semiconductor device according to claim 10, further comprising an output section provided at a connection between the base of the bipolar transistor and the switching element.
(12)入力部を出力部としても用いる請求項10記載
の半導体装置。
(12) The semiconductor device according to claim 10, wherein the input section is also used as an output section.
(13)ベースを入力とする第1のバイポーラトランジ
スタと、この第1のバイポーラトランジスタのエミッタ
にベースが接続され、そこを出力とする第2のバイポー
ラトランジスタとを備え、この第2のバイポーラトラン
ジスタは、そのベース、エミッタ間の順方向ベース電流
をI_B_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流
をI_C_Bとした時、第2のバイポーラトランジスタ
のベース電位に応じてI_B_E<I_C_Bとなるよ
うにコレクタ、エミッタ間電圧が設定されてなる事を特
徴とする半導体装置。
(13) A first bipolar transistor whose base is an input, and a second bipolar transistor whose base is connected to the emitter of the first bipolar transistor and whose output is the emitter. , the forward base current between the base and emitter is I_B_E, and the reverse base current between the collector and base is I_C_B. A semiconductor device characterized by having a set voltage between the two.
(14)入力に接続されたダイオードと、このダイオー
ドの他端にベースが接続され、そこを出力とするバイポ
ーラトランジスタとを備え、このバイポーラトランジス
タは、そのベース、エミッタ間の順方向ベース電流をI
_B_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流をI
_C_Bとした時、バイポーラトランジスタのベース電
位に応じてI_B_E<I_C_Bとなるようにコレク
タ、エミッタ間電圧が設定されてなる事を特徴とする半
導体装置。
(14) It is equipped with a diode connected to its input, and a bipolar transistor whose base is connected to the other end of this diode and which serves as an output.This bipolar transistor has a forward base current between its base and emitter that is
_B_E, the reverse base current between collector and base is I
1. A semiconductor device characterized in that, when _C_B, a voltage between a collector and an emitter is set so that I_B_E<I_C_B according to a base potential of a bipolar transistor.
(15)ゲートを入力するMOSトランジスタと、この
MOSトランジスタにベースが接続され、そこを出力と
するバイポーラトランジスタとを備え、このバイポーラ
トランジスタは、そのベース、エミッタ間の順方向ベー
ス電流をI_B_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベー
ス電流をI_C_Bとした時、バイポーラトランジスタ
のベース電位に応じてI_B_E<I_C_Bとなるよ
うにコレクタ、エミッタ間電圧が設定されてなる事を特
徴とする半導体装置。
(15) It is equipped with a MOS transistor whose gate is input, and a bipolar transistor whose base is connected to this MOS transistor and whose output is output. , a semiconductor device characterized in that, when a reverse base current between the bases is I_C_B, a voltage between a collector and an emitter is set so that I_B_E<I_C_B according to a base potential of a bipolar transistor.
(16)充電手段と、この充電手段にベースが接続され
、そこを出力とするバイポーラトランジスタとを備え、
このバイポーラトランジスタは、そのベース、エミッタ
間の順方向ベース電流をI_B_E、コレクタ、ベース
間の逆方向ベース電流をI_C_Bとした時、バイポー
ラトランジスタのベース電位に応じてI_B_E<I_
C_Bとなるようにコレクタ、エミッタ間電圧が設定さ
れてなる事を特徴とする半導体装置。
(16) comprising a charging means and a bipolar transistor whose base is connected to the charging means and whose output is the bipolar transistor;
When the forward base current between the base and emitter of this bipolar transistor is I_B_E, and the reverse base current between the collector and base is I_C_B, I_B_E<I_
A semiconductor device characterized in that a voltage between a collector and an emitter is set to be C_B.
(17)充電手段と、この充電手段にベースが接続され
、そこを出力とするバイポーラトランジスタと、ベース
に接続された放電手段とを備え、このバイポーラトラン
ジスタは、そのベース、エミッタ間の順方向ベース電流
をI_B_E、コレクタ、ベース間の逆方向ベース電流
をI_C_Bとした時、バイポーラトランジスタのベー
ス電位に応じてI_B_E<I_C_Bとなるようにコ
レクタ、エミッタ間電圧が設定されてなり、前記充電手
段により書込まれたベースのラッチ電位を前記放電手段
によりリセットする事を特徴とする半導体装置。
(17) A charging means, a bipolar transistor whose base is connected to the charging means and which outputs the bipolar transistor, and a discharging means connected to the base, and this bipolar transistor has a forward base between its base and emitter. When the current is I_B_E and the reverse base current between the collector and base is I_C_B, the voltage between the collector and emitter is set so that I_B_E<I_C_B according to the base potential of the bipolar transistor, and the charging means writes. A semiconductor device characterized in that a latch potential of a loaded base is reset by the discharge means.
(18)I_B_E<I_C_BにおけるI_C_B−
I_B_Eの値より大きな電流を流すように放電手段を
制御してリセットを行なうことを特徴とする請求項17
記載の半導体装置。
(18) I_C_B- in I_B_E<I_C_B
Claim 17 characterized in that the reset is performed by controlling the discharging means to flow a current larger than the value of I_B_E.
The semiconductor device described.
(19)入力手段と、この入力手段にベースが接続され
、そこを出力とするバイポーラトランジスタとを備え、
このバイポーラトランジスタは、そのベース、エミッタ
間の順方向ベース電流をI_B_E、コレクタ、ベース
間の逆方向ベース電流をI_C_Bとした時、バイポー
ラトランジスタのベース電位に応じてI_B_E<I_
C_Bとなるようにコレクタ、エミッタ間電圧が初期設
定されてなり、前記入力手段により書込まれたベースの
ラッチ電位をコレクタ、エミッタ間電圧を変化させるこ
とによりリセットする事を特徴とする半導体装置。
(19) comprising an input means and a bipolar transistor whose base is connected to the input means and which outputs the input means;
When the forward base current between the base and emitter of this bipolar transistor is I_B_E, and the reverse base current between the collector and base is I_C_B, I_B_E<I_
A semiconductor device characterized in that a collector-emitter voltage is initially set to be C_B, and a base latch potential written by the input means is reset by changing the collector-emitter voltage.
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US5715192A (en) * 1992-11-26 1998-02-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device

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JPS62138214U (en) * 1986-02-20 1987-08-31

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JPH03203095A (en) 1989-12-28 1991-09-04 Texas Instr Japan Ltd Semiconductor memory device

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