JPH02298067A - コレクタクランプ回路 - Google Patents

コレクタクランプ回路

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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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JP
Japan
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collector
voltage
transistor
forward voltage
schottky barrier
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Pending
Application number
JP1118879A
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English (en)
Inventor
Kazumi Yamada
和美 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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。

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。
[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。
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。
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。
[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。
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。
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。
[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
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
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。
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。
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。
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。
ばらつきを50〜150、コレクタ電流の変動、を0.
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。
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。
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。
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。
[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
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP1118879A 1989-05-12 1989-05-12 コレクタクランプ回路 Pending JPH02298067A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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