JPH02298067A - コレクタクランプ回路 - Google Patents
コレクタクランプ回路Info
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- JPH02298067A JPH02298067A JP1118879A JP11887989A JPH02298067A JP H02298067 A JPH02298067 A JP H02298067A JP 1118879 A JP1118879 A JP 1118879A JP 11887989 A JP11887989 A JP 11887989A JP H02298067 A JPH02298067 A JP H02298067A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、パイボーラド、ランジスタの飽和を防止する
コレクタクランプ回路に関し、特に、ショットキバリア
ダイオードを用いたクランプ回路に関する。
コレクタクランプ回路に関し、特に、ショットキバリア
ダイオードを用いたクランプ回路に関する。
[従来の技術]
バイポーラトランジスタのコレクタ特性の例を第3図に
示す、これは、ベース電流IBl〜XaSをパラメータ
にして、コレクターエミッタ間電圧V1とコレクタ電流
Icとの関係を示したものである。同図においてAで示
した動作領域は、トランジスタのスイッチング動作上飽
和領域と呼ばれ、この領域ではベース−コレクタ接合も
順方向にバイアスされ、ベースへの注入tRが過剰とな
るので、トランジスタのオフ動作が著しく遅くなる。
示す、これは、ベース電流IBl〜XaSをパラメータ
にして、コレクターエミッタ間電圧V1とコレクタ電流
Icとの関係を示したものである。同図においてAで示
した動作領域は、トランジスタのスイッチング動作上飽
和領域と呼ばれ、この領域ではベース−コレクタ接合も
順方向にバイアスされ、ベースへの注入tRが過剰とな
るので、トランジスタのオフ動作が著しく遅くなる。
このような動作領域に至る最大のコレクターエミッタ間
電圧はコレクタ飽和電圧vatsと呼ばれ、通常0.1
〜0.2■の範囲である。一方、バイポーラトランジス
タを現在広く使用されているTTL回路と呼ばれる論理
回路に用いようとする場合は、コレクターエミッタ間電
圧を0.4Vあるいは0.5■以下で使用する規定があ
り、前述の飽和によるスイッチング速度の低下を防ぎつ
つ当該規定を満足させるため、バイポーラトランジスタ
のコレクターエミッタ間電圧VCEを0.2〜0.4V
の間にクランプする手段を必要とする。上記の目的を達
成するものとして、第4図に示すような、ショットキバ
リアダイオードDs’をトランジスタQのベース−コレ
クタ間に挿入したコレクタクランプ回路が知られている
。この回路においては、トランジスタQのベース−エミ
ッタ間順方向電圧VBBとショットキバリアダイオード
Ds′の順方向電圧VS’により、トランジスタQのコ
レクターエミッタ間電圧Vatは、 V cg= V ag−V s ’
−−fllにクランプされる。
電圧はコレクタ飽和電圧vatsと呼ばれ、通常0.1
〜0.2■の範囲である。一方、バイポーラトランジス
タを現在広く使用されているTTL回路と呼ばれる論理
回路に用いようとする場合は、コレクターエミッタ間電
圧を0.4Vあるいは0.5■以下で使用する規定があ
り、前述の飽和によるスイッチング速度の低下を防ぎつ
つ当該規定を満足させるため、バイポーラトランジスタ
のコレクターエミッタ間電圧VCEを0.2〜0.4V
の間にクランプする手段を必要とする。上記の目的を達
成するものとして、第4図に示すような、ショットキバ
リアダイオードDs’をトランジスタQのベース−コレ
クタ間に挿入したコレクタクランプ回路が知られている
。この回路においては、トランジスタQのベース−エミ
ッタ間順方向電圧VBBとショットキバリアダイオード
Ds′の順方向電圧VS’により、トランジスタQのコ
レクターエミッタ間電圧Vatは、 V cg= V ag−V s ’
−−fllにクランプされる。
通常、半導体集積回路では白金シリサイド(Ptsi>
を用いてショットキバリアダイオードを形成しているが
、その場合、その順方向電圧は0.4〜0.5■である
。一方、トランジスタQのベース−エミッタ閲順方向電
圧vB配は0.7〜0.8Vであるから、コレクターエ
ミッタ問電圧■Qtは、(1)式より、0.2〜0.4
■となり、先に示したコレクタクランプの電圧条件を満
足する。
を用いてショットキバリアダイオードを形成しているが
、その場合、その順方向電圧は0.4〜0.5■である
。一方、トランジスタQのベース−エミッタ閲順方向電
圧vB配は0.7〜0.8Vであるから、コレクターエ
ミッタ問電圧■Qtは、(1)式より、0.2〜0.4
■となり、先に示したコレクタクランプの電圧条件を満
足する。
[発明が解決しようとする問題点]
ショットキバリアダイオードをクランプ用ダイオードと
して用いている集積回路において、シリサイドをショッ
トキバリア形成用以外の用途にも用いることがある。例
えば、最近広く用いられるようになったバイポーラトラ
ンジスタとM OS +−ランジスタとを同一基板上に
形成したいわゆるBi−Mo8あるいはB i−CMO
8集積回路においては、MOSトランジスタの寄生抵抗
成分を低減させるためにソース・ドレイン電極またはゲ
ート電極形成材料としてシリサイドを用いることがある
。そして、この場合には、シリコンとの障壁が低いチタ
ンシリサイド(TiSi)を用いることが多い、したが
って、このようなり i −CMO8回路と先のTTL
回路とを同一基板上に製作したり、あるいはB i−C
MO8回路の出力レベルをTTLレベルに揃えたりする
には、適正なりランプ電圧を得るための白金シリサイド
層形成工程とMo8)ランジスタの寄生抵抗低減のため
のチタンシリサイド層形成工程とを別に行う必要がある
。そのため、製造工数、時間が増加し製造コストが上昇
する。
して用いている集積回路において、シリサイドをショッ
トキバリア形成用以外の用途にも用いることがある。例
えば、最近広く用いられるようになったバイポーラトラ
ンジスタとM OS +−ランジスタとを同一基板上に
形成したいわゆるBi−Mo8あるいはB i−CMO
8集積回路においては、MOSトランジスタの寄生抵抗
成分を低減させるためにソース・ドレイン電極またはゲ
ート電極形成材料としてシリサイドを用いることがある
。そして、この場合には、シリコンとの障壁が低いチタ
ンシリサイド(TiSi)を用いることが多い、したが
って、このようなり i −CMO8回路と先のTTL
回路とを同一基板上に製作したり、あるいはB i−C
MO8回路の出力レベルをTTLレベルに揃えたりする
には、適正なりランプ電圧を得るための白金シリサイド
層形成工程とMo8)ランジスタの寄生抵抗低減のため
のチタンシリサイド層形成工程とを別に行う必要がある
。そのため、製造工数、時間が増加し製造コストが上昇
する。
ここで、チタンシリサイドによるショットキバリアダイ
オードでは、順方向電圧VSとして、0.2〜0.3V
と低い値となるため、従来のクランプ回路では、得られ
る電圧は(1)式よりO55〜0.6■となり、規定の
条件(0,2〜0.4V)を満足できない。
オードでは、順方向電圧VSとして、0.2〜0.3V
と低い値となるため、従来のクランプ回路では、得られ
る電圧は(1)式よりO55〜0.6■となり、規定の
条件(0,2〜0.4V)を満足できない。
逆に、MoSトランジスタに白金シリサイドを用いる場
合には寄生抵抗を十分に低下させることができない。
合には寄生抵抗を十分に低下させることができない。
[問題点を解決するための手段]
本発明のコレクタクランプ回路は、NPN (またはP
NP)バイポーラトランジスタと、該トランジスタのベ
ースにカソード(またはアノード)が接続されたチタン
シリサイドを用いたショットキバリアダイオードと、前
記トランジスタのコレクタにカソード(またはアノード
)が接続されアノード(またはカソード〉が前記ショッ
トキバリアダイオードのアノード(またはカソード)に
接続されたPN接合ダイオードとを具備している60実
施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
NP)バイポーラトランジスタと、該トランジスタのベ
ースにカソード(またはアノード)が接続されたチタン
シリサイドを用いたショットキバリアダイオードと、前
記トランジスタのコレクタにカソード(またはアノード
)が接続されアノード(またはカソード〉が前記ショッ
トキバリアダイオードのアノード(またはカソード)に
接続されたPN接合ダイオードとを具備している60実
施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。同図
に示されるように、NPNバイポーラトランジスタQの
コレクタにPN接合ダイオードDiのカソードを、また
、トランジスタQのベースにチタンシリサイドを用いた
ショットキバリアダイオードDsのカソードを接続し、
そして、両ダイオードのアノードどうしを接続している
。
に示されるように、NPNバイポーラトランジスタQの
コレクタにPN接合ダイオードDiのカソードを、また
、トランジスタQのベースにチタンシリサイドを用いた
ショットキバリアダイオードDsのカソードを接続し、
そして、両ダイオードのアノードどうしを接続している
。
この回路において、トランジスタQのベース電流はショ
ットキバリアダイオードDsを通して流入する。このと
き、ショットキバリアダイオードDsのアノード電位は
、トランジスタQのベース−エミッタ間順方向電圧v1
1Eと1、ショットキバリアダイオードDiの順方向電
圧VSとの和VBE+vsとなる。一方、トランジスタ
Qのコl/クターエミッタ間電圧VCEは、PN接合ダ
イオードDiの順方向電圧VP分だけ先のアノード電位
より低くなるから、下式のよって与えられる。
ットキバリアダイオードDsを通して流入する。このと
き、ショットキバリアダイオードDsのアノード電位は
、トランジスタQのベース−エミッタ間順方向電圧v1
1Eと1、ショットキバリアダイオードDiの順方向電
圧VSとの和VBE+vsとなる。一方、トランジスタ
Qのコl/クターエミッタ間電圧VCEは、PN接合ダ
イオードDiの順方向電圧VP分だけ先のアノード電位
より低くなるから、下式のよって与えられる。
V 。a= V at+ V B V p
・・・・・−(2+ここで、PN接合ダイオー
ドの順方向電圧■FとトランジスタQのベース−エミッ
タ間電圧VBIとは、何れも同一材料による接合による
ものであるため、共に0.7〜0.8■となる。したが
って(2)式は、 ■CBりVS ・・・・・・(
21′と簡略化できる。そして、ショットキバリアダイ
オードDsはチタンシリサイドによって形成されている
のでその順方向電圧■sは、前述の通り、0.2〜0.
3■である。したがって、(21′式より、トランジス
タQのコレクターエミッタ間電圧VcBは、0,2〜0
.3■にクランプされることになる。
・・・・・−(2+ここで、PN接合ダイオー
ドの順方向電圧■FとトランジスタQのベース−エミッ
タ間電圧VBIとは、何れも同一材料による接合による
ものであるため、共に0.7〜0.8■となる。したが
って(2)式は、 ■CBりVS ・・・・・・(
21′と簡略化できる。そして、ショットキバリアダイ
オードDsはチタンシリサイドによって形成されている
のでその順方向電圧■sは、前述の通り、0.2〜0.
3■である。したがって、(21′式より、トランジス
タQのコレクターエミッタ間電圧VcBは、0,2〜0
.3■にクランプされることになる。
上記値は、先に示した飽和を防止するための条件:
■c5≧0.1〜0.2V
と、TTL回路における電圧規定:
VC冨≦0.4〜0.5■
の何れをも満足する。
第2ヌは、本発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の実施例の回路では、抵抗RをトランジスタQのベース
と接地間に接続することにより、ショットキバリアダイ
オードDsに流れる順方向電流を安定化させ、このこと
により順方向電圧V3の変化を抑制し、クランプ効果の
安定化を図っている。すなわち、第1図の回路では、シ
ョットキバリアダイオードDsを流れる電流は、トラン
ジスタQのベース電流In−IC/β(ただし、XCは
トランジスタQのコレクタ電流、βはトランジスタQの
エミッタ接地電流増幅率)のみであったため、コレクタ
電流ICの変化、電流増幅率βのばらつきにより大きく
変動し、このために順方向電圧V、の変動が大きくなる
傾向がある。一方、本実施例では、ショットキバリアダ
イオードに、Van/Rの電流を追加することにより、
Vsの変動が少なくなっている。この点を具体的数値例
を挙げてさらに説明する。
の実施例の回路では、抵抗RをトランジスタQのベース
と接地間に接続することにより、ショットキバリアダイ
オードDsに流れる順方向電流を安定化させ、このこと
により順方向電圧V3の変化を抑制し、クランプ効果の
安定化を図っている。すなわち、第1図の回路では、シ
ョットキバリアダイオードDsを流れる電流は、トラン
ジスタQのベース電流In−IC/β(ただし、XCは
トランジスタQのコレクタ電流、βはトランジスタQの
エミッタ接地電流増幅率)のみであったため、コレクタ
電流ICの変化、電流増幅率βのばらつきにより大きく
変動し、このために順方向電圧V、の変動が大きくなる
傾向がある。一方、本実施例では、ショットキバリアダ
イオードに、Van/Rの電流を追加することにより、
Vsの変動が少なくなっている。この点を具体的数値例
を挙げてさらに説明する。
いま、トランジスタQの順方向電圧V!11+を0゜7
■、ショットキバリアダイオードDsの順方向電圧VS
を0.3Vとし、さらに、順方向電流がI2からI、へ
変化したときのショットキバリアダイオードの順方向電
圧の変化ΔV8をΔVs=26mVX1n(11/I2
)とする。また、トランジスタQの電流増幅率βの。
■、ショットキバリアダイオードDsの順方向電圧VS
を0.3Vとし、さらに、順方向電流がI2からI、へ
変化したときのショットキバリアダイオードの順方向電
圧の変化ΔV8をΔVs=26mVX1n(11/I2
)とする。また、トランジスタQの電流増幅率βの。
ばらつきを50〜150、コレクタ電流の変動、を0.
5〜24mAとする。
5〜24mAとする。
このとき、第1図の回路の場合、順方向電流の変化は、
■1=IC/β=24mA150.
12 =0.5mA/150
であるので、
ΔV s = 26 m V X l n (I 1
/ I 2 )り129mV となる。
/ I 2 )り129mV となる。
一方、抵抗RをIKΩとすると第2図の回路では、抵抗
に流れる電流: Vaa/ R= 0 、7 V/ 1
にΩ=0.7mAが常に加わるから、抵抗Rのばらつき
を±30%として、 If =24mA150+0.7mAX1.3.12
=0 、 5mA/ 150 +0.7mAXO,7、 したがって、 ΔV s −26m V X l n (I t /
X 2 )り27mV となる。クランプ電圧VcBは(2)′式より与えられ
るから第1図の回路では0.3〜0.429Vとなるが
、第2図の回路では、0.3〜0.327■と安定化が
図られている。
に流れる電流: Vaa/ R= 0 、7 V/ 1
にΩ=0.7mAが常に加わるから、抵抗Rのばらつき
を±30%として、 If =24mA150+0.7mAX1.3.12
=0 、 5mA/ 150 +0.7mAXO,7、 したがって、 ΔV s −26m V X l n (I t /
X 2 )り27mV となる。クランプ電圧VcBは(2)′式より与えられ
るから第1図の回路では0.3〜0.429Vとなるが
、第2図の回路では、0.3〜0.327■と安定化が
図られている。
すなわち、第2図の実施例によれば、コレクタ電流が変
化しても、また、トランジスタの特性がばらついても、
クランプ電圧を常に求められている電圧範囲内に抑える
ことができる。
化しても、また、トランジスタの特性がばらついても、
クランプ電圧を常に求められている電圧範囲内に抑える
ことができる。
なお、以上の実施例では、NPN)ランジスタについて
説明したが、本発明はPNPトランジスタに関しても同
様に実施できる。ただし、その場合には各ダイオードの
接続方向は、実施例の場合とは逆になる。
説明したが、本発明はPNPトランジスタに関しても同
様に実施できる。ただし、その場合には各ダイオードの
接続方向は、実施例の場合とは逆になる。
[発明の効果コ
以上説明したように、本発明は、チタンシリサイドを用
いた低い順方向電圧のショットキバリアダイオードとP
N接合ダイオードとを組み合わせてクランプ回路とする
ものであるので、本発明によれば、飽和防止条件とTT
L回路の電圧規定とを同時に満足させることのできるク
ランプ電圧を得ることができる。よって、本発明によれ
ば、シリサイド層をショットキバリア形成用とそれ以外
の用途に用いている集積回路を製造する際、1回のシリ
サイド1形成工程によって両方の用途のものを形成でき
るので、工程を短縮しコストを低減させることができる
。
いた低い順方向電圧のショットキバリアダイオードとP
N接合ダイオードとを組み合わせてクランプ回路とする
ものであるので、本発明によれば、飽和防止条件とTT
L回路の電圧規定とを同時に満足させることのできるク
ランプ電圧を得ることができる。よって、本発明によれ
ば、シリサイド層をショットキバリア形成用とそれ以外
の用途に用いている集積回路を製造する際、1回のシリ
サイド1形成工程によって両方の用途のものを形成でき
るので、工程を短縮しコストを低減させることができる
。
第1図、第2図は、それぞれ、本発明の実施例を示す回
路図、第3図は、トランジスタの特性曲線図、第4図は
、従来例を示す回路図である。 DL・・・PN接合ダイオード、 Ds・・・チタンシ
リサイドを用いたショットキバリアダイオード、Ds’
・・・白金シリサイドを用いたショットキバリアダイオ
ード、 Q・・・バイポーラトランジスタ、R・・・抵
抗。
路図、第3図は、トランジスタの特性曲線図、第4図は
、従来例を示す回路図である。 DL・・・PN接合ダイオード、 Ds・・・チタンシ
リサイドを用いたショットキバリアダイオード、Ds’
・・・白金シリサイドを用いたショットキバリアダイオ
ード、 Q・・・バイポーラトランジスタ、R・・・抵
抗。
Claims (1)
- (1)NPNまたはPNPバイポーラトランジスタと、
P導電型のベース領域にカソードがまたはN導電型のベ
ース領域にアノードが接続されたチタンシリサイドを用
いたショットキバリアダイオードと、N導電型コレクタ
領域にカソードがまたはP導電型コレクタ領域にアノー
ドが接続されアノードまたはカソードが前記ショットキ
バリアダイオードのアノードまたはカソードに接続され
たPN接合ダイオードとを具備することを特徴とするコ
レクタクランプ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1118879A JPH02298067A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | コレクタクランプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1118879A JPH02298067A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | コレクタクランプ回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02298067A true JPH02298067A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14747390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1118879A Pending JPH02298067A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | コレクタクランプ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02298067A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1128539A2 (en) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Hitachi, Ltd. | Surge voltage suppressed power inverter using a voltage driven switching circuit |
JP2009284370A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Rohm Co Ltd | ゲート駆動装置 |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1118879A patent/JPH02298067A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1128539A2 (en) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Hitachi, Ltd. | Surge voltage suppressed power inverter using a voltage driven switching circuit |
EP1128539A3 (en) * | 2000-02-28 | 2003-07-23 | Hitachi, Ltd. | Surge voltage suppressed power inverter using a voltage driven switching circuit |
JP2009284370A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Rohm Co Ltd | ゲート駆動装置 |
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