JPH0654777B2 - ラテラルトランジスタを有する回路 - Google Patents
ラテラルトランジスタを有する回路Info
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- JPH0654777B2 JPH0654777B2 JP60023653A JP2365385A JPH0654777B2 JP H0654777 B2 JPH0654777 B2 JP H0654777B2 JP 60023653 A JP60023653 A JP 60023653A JP 2365385 A JP2365385 A JP 2365385A JP H0654777 B2 JPH0654777 B2 JP H0654777B2
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- transistor
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- collector
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- lateral transistor
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/735—Lateral transistors
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
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- H01L29/0646—PN junctions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はラテラルトランジスタに係り、特に基板に対し
て電流が流入又は流出する現象を防止することを企図し
たラテラルトランジスタを有する回路に関する。
て電流が流入又は流出する現象を防止することを企図し
たラテラルトランジスタを有する回路に関する。
[従来技術] 第3図は、従来のラテラルトランジスタを有する回路の
一例を示す破断斜視図である。
一例を示す破断斜視図である。
同図において、P型基板1上にベース領域としてN−層
2が形成され、N−層2内にP型エミッタ領域3と、P
型の第1コレクタ領域4および第2コレクタ領域5と、
ベース電極とのオーミックコンタクトをとるためのN+
領域6とが形成されている。
2が形成され、N−層2内にP型エミッタ領域3と、P
型の第1コレクタ領域4および第2コレクタ領域5と、
ベース電極とのオーミックコンタクトをとるためのN+
領域6とが形成されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このようなラテラルトランジスタでは、
コレクタ・エミッタ間電圧Vceが小さくなり飽和動作状
態になると、エミッタ領域3から流出した電流がコレク
タ領域4又は5に捕獲されず、基板1又は素子分離領域
へ流入するという現象が生ずる。このようなエミッタ領
域から基板側へ流れる電流はトランジスタ動作に何ら寄
与していない上に、このようなトランジスタを用いて回
路を構成した場合、不要な電流が電源から接地側へ流れ
てしまう。
コレクタ・エミッタ間電圧Vceが小さくなり飽和動作状
態になると、エミッタ領域3から流出した電流がコレク
タ領域4又は5に捕獲されず、基板1又は素子分離領域
へ流入するという現象が生ずる。このようなエミッタ領
域から基板側へ流れる電流はトランジスタ動作に何ら寄
与していない上に、このようなトランジスタを用いて回
路を構成した場合、不要な電流が電源から接地側へ流れ
てしまう。
このような問題点は、第3図に示すマルチコレクタ型ラ
テラルトランジスタだけでなく、単一コレクタ型であっ
ても同様である。
テラルトランジスタだけでなく、単一コレクタ型であっ
ても同様である。
[問題点を解決するための手段] 上記問題を解決するために、本発明のラテラルトランジ
スタを有する回路は、ベース領域を含むN型半導体領域
内に設けられたP型のエミッタ領域及びコレクタ領域
と、該N型半導体領域内であって該コレクタ領域に対し
て該エミッタ領域の設けられている領域とは反対側の領
域内に設けられたP型半導体領域と、を有するラテラル
トランジスタと、 前記ラテラルトランジスタのコレクタと入力端子との間
に設けられたトランジスタと、 負荷回路を駆動する為に前記ラテラルトランジスタのコ
レクタ電圧に基づいて動作を行なう負荷駆動用トランジ
スタと、 を有し、 前記ラテラルトランジスタのP型半導体領域が前記入力
端子に接続されていることを特徴とする。
スタを有する回路は、ベース領域を含むN型半導体領域
内に設けられたP型のエミッタ領域及びコレクタ領域
と、該N型半導体領域内であって該コレクタ領域に対し
て該エミッタ領域の設けられている領域とは反対側の領
域内に設けられたP型半導体領域と、を有するラテラル
トランジスタと、 前記ラテラルトランジスタのコレクタと入力端子との間
に設けられたトランジスタと、 負荷回路を駆動する為に前記ラテラルトランジスタのコ
レクタ電圧に基づいて動作を行なう負荷駆動用トランジ
スタと、 を有し、 前記ラテラルトランジスタのP型半導体領域が前記入力
端子に接続されていることを特徴とする。
[作用] 本発明では、ラテラルトランジスタが飽和動作状態であ
っても、上記P型半導体領域が入力端子に接続されてい
るために、エミッタ領域から基板側へ流れるはずの不要
な電流を入力端子に流すことができ、入力端子に流れる
電流とラテラルトランジスタのエミッタ領域に流れる電
流とを一致させることができる。
っても、上記P型半導体領域が入力端子に接続されてい
るために、エミッタ領域から基板側へ流れるはずの不要
な電流を入力端子に流すことができ、入力端子に流れる
電流とラテラルトランジスタのエミッタ領域に流れる電
流とを一致させることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図(A)は、本発明によるラテラルトランジスタの一
実施例の概略的平面図、第1図(B)は、そのI−I線断
面図、第1図(C)は、その等価回路図である。
実施例の概略的平面図、第1図(B)は、そのI−I線断
面図、第1図(C)は、その等価回路図である。
各図において、P−基板11上にN+埋込み層12を形
成した後、エピタキシャル成長によってN−層13を形
成する。続いて、素子分離領域としてP+領域14を拡
散等によって形成して、N−層13を各素子毎に電気的
に分離する。続いて、P+エミッタ領域15、P+の第
1コレクタ領域16および第2コレクタ領域17、そし
てコレクタ領域16および17を取り囲んだP+領域1
8を形成し、最後にN+領域19をP+領域18を取り
囲むように形成する。ただし、N+領域19が図示され
るようにP+領域を取り囲む必要は必ずしもないが、取
り囲んだ構成の方が寄生効果を減少させる利点がある。
また、N+領域19は、図中の破線で示されるように、
深く形成してもよい。
成した後、エピタキシャル成長によってN−層13を形
成する。続いて、素子分離領域としてP+領域14を拡
散等によって形成して、N−層13を各素子毎に電気的
に分離する。続いて、P+エミッタ領域15、P+の第
1コレクタ領域16および第2コレクタ領域17、そし
てコレクタ領域16および17を取り囲んだP+領域1
8を形成し、最後にN+領域19をP+領域18を取り
囲むように形成する。ただし、N+領域19が図示され
るようにP+領域を取り囲む必要は必ずしもないが、取
り囲んだ構成の方が寄生効果を減少させる利点がある。
また、N+領域19は、図中の破線で示されるように、
深く形成してもよい。
なお、第1図(A)および(B)においては、素子表面に形成
された各電極や絶縁膜等の具体的構造は省略してあり、
各電極のみ略記されている。すなわち、エミッタ領域1
5からエミッタ電極E、コレクタ領域16および17か
ら各々コレクタ電極C1およびC2、N+領域19から
ベース電極B、そしてP+領域18から電極Tがそれぞ
れ取り出されている。
された各電極や絶縁膜等の具体的構造は省略してあり、
各電極のみ略記されている。すなわち、エミッタ領域1
5からエミッタ電極E、コレクタ領域16および17か
ら各々コレクタ電極C1およびC2、N+領域19から
ベース電極B、そしてP+領域18から電極Tがそれぞ
れ取り出されている。
このような構成において、電極Tにコレクタ電極C1又
はC2より低い電圧が印加されるようにすれば、たとえ
ばコレクタ電極C2とエミッタ電極Eとの間の電圧が減
少してトランジスタが飽和動作状態となっても、エミッ
タ領域15からの電流はコレクタ領域17の電位より低
いP+領域18に流れ、基板11側へ流れなくなる。
はC2より低い電圧が印加されるようにすれば、たとえ
ばコレクタ電極C2とエミッタ電極Eとの間の電圧が減
少してトランジスタが飽和動作状態となっても、エミッ
タ領域15からの電流はコレクタ領域17の電位より低
いP+領域18に流れ、基板11側へ流れなくなる。
このような本実施例を用いた回路を具体的に示す。
第2図は、本実施例を用いて構成したスイッチング装置
の一例を示す回路図である。
の一例を示す回路図である。
同図において、本実施例であるラテラルトランジスタQ
6のコレクタ電極C1とベース電極Bとが接続され、実
質的に2個のPNPトランジスタガ電流ミラー型定電流
回路を形成し、Q6のコレクタ電極C1およびC2は、
NPNトランジスタQ3およびQ4のコレクタ電極に各
々接続されている。ただし、Q3およびQ4のエミッタ
面積の比率はn:1である。Q3およびQ4の各ベース
電極は共に抵抗R1を介して電源20の正電極に接続さ
れ、Q3およびQ4がバイアスされている。抵抗R1は
高抵抗であればよいが、FET等の定電流性素子を用い
てもよい。Q3のエミッタ電極は抵抗R2を介して、Q
4のエミッタ電極は直接、入力端子21に接続されてい
る。また、Q6の電極Tも入力端子21に接続されてい
る。
6のコレクタ電極C1とベース電極Bとが接続され、実
質的に2個のPNPトランジスタガ電流ミラー型定電流
回路を形成し、Q6のコレクタ電極C1およびC2は、
NPNトランジスタQ3およびQ4のコレクタ電極に各
々接続されている。ただし、Q3およびQ4のエミッタ
面積の比率はn:1である。Q3およびQ4の各ベース
電極は共に抵抗R1を介して電源20の正電極に接続さ
れ、Q3およびQ4がバイアスされている。抵抗R1は
高抵抗であればよいが、FET等の定電流性素子を用い
てもよい。Q3のエミッタ電極は抵抗R2を介して、Q
4のエミッタ電極は直接、入力端子21に接続されてい
る。また、Q6の電極Tも入力端子21に接続されてい
る。
また、Q6のコレクタ電極C2はPNPトランジスタQ
5のベース電極に接続され、Q5のエミッタ電極は電源
20の正電極に、Q5のコレクタ電極は負荷回路22を
介して接地線GNDに、各々接続されている。電源20
の負電極は接地線GNDに接続されているから、負荷回
路22はQ5のオン・オフ動作によって駆動される。ま
た、Q6のエミッタ電極Eは共に電源20の正電極に接
続され、電流が供給される。
5のベース電極に接続され、Q5のエミッタ電極は電源
20の正電極に、Q5のコレクタ電極は負荷回路22を
介して接地線GNDに、各々接続されている。電源20
の負電極は接地線GNDに接続されているから、負荷回
路22はQ5のオン・オフ動作によって駆動される。ま
た、Q6のエミッタ電極Eは共に電源20の正電極に接
続され、電流が供給される。
このような回路構成において、入力端子21に流れる電
流Iがしきい値Ithを超える毎にQ5のオン・オフ状態
が変化することになるが、そのしきい値Ithは、後述す
るように、Q4に対するQ3のエミッタ面積比nと、Q
3のエミッタ電極に接続された抵抗R2とによって設定
される。
流Iがしきい値Ithを超える毎にQ5のオン・オフ状態
が変化することになるが、そのしきい値Ithは、後述す
るように、Q4に対するQ3のエミッタ面積比nと、Q
3のエミッタ電極に接続された抵抗R2とによって設定
される。
次に、このような構成を有する本実施例のスイッチ動作
を説明する。
を説明する。
まず電流Iがしきい値より小さい場合は、R3の両端の
電圧差が低いためにQ5はオフ状態であり、電流Iの抑
制動作は行われない。また、Q3のエミッタ面積がQ4
のそれより大きいために、Q3のコレクタ電流Ic3は
Q4のコレクタ電流Ic4より大きくなる(Ic3>I
c4)。しかし、Q6は電流ミラー型定電流回路を形成
しているために、エミッタ電極Eとコレクタ電極C2と
の間は、Q3のコレクタ電流Ic3と同等の電流が流れ
る状態となり、その結果コレクタ電極C2の電位は電源
20の電圧近くまで上昇する。このために、Q5はオフ
状態を保持し、負荷回路22へ電流は供給されない。こ
の時、Q6のエミッタ電極Eとコレクタ電極C2との間
の電位差は小さくなっているために、従来はエミッタ領
域15から基板11を通して接地側へ不要な電流が流れ
ていた。しかし、本実施例では、そのような電流はP+
領域18で捕獲され、電極Tを通して入力端子21へ流
れる。
電圧差が低いためにQ5はオフ状態であり、電流Iの抑
制動作は行われない。また、Q3のエミッタ面積がQ4
のそれより大きいために、Q3のコレクタ電流Ic3は
Q4のコレクタ電流Ic4より大きくなる(Ic3>I
c4)。しかし、Q6は電流ミラー型定電流回路を形成
しているために、エミッタ電極Eとコレクタ電極C2と
の間は、Q3のコレクタ電流Ic3と同等の電流が流れ
る状態となり、その結果コレクタ電極C2の電位は電源
20の電圧近くまで上昇する。このために、Q5はオフ
状態を保持し、負荷回路22へ電流は供給されない。こ
の時、Q6のエミッタ電極Eとコレクタ電極C2との間
の電位差は小さくなっているために、従来はエミッタ領
域15から基板11を通して接地側へ不要な電流が流れ
ていた。しかし、本実施例では、そのような電流はP+
領域18で捕獲され、電極Tを通して入力端子21へ流
れる。
電流Iが次第に大きくなると、電流Ic3も増大してR
2における電圧降下分が増大する。そのために、Q4の
ベース・エミッタ間電圧がQ3のベース・エミッタ間電
圧に比べて次第に大きくなる。しかし、電流IがQ3と
Q4とのエミッタ面積比nとR2とで決定されるしきい
値Ithに達しない限り、Ic3>Ic4の状態が続き、
Q5はオフ状態を保持する。
2における電圧降下分が増大する。そのために、Q4の
ベース・エミッタ間電圧がQ3のベース・エミッタ間電
圧に比べて次第に大きくなる。しかし、電流IがQ3と
Q4とのエミッタ面積比nとR2とで決定されるしきい
値Ithに達しない限り、Ic3>Ic4の状態が続き、
Q5はオフ状態を保持する。
次に、電流Iがしきい値Ithを超えると、Q3およびQ
4のコレクタ電流に関してはIc3<Ic4の状態とな
る。しかし、Q6のコレクタ電極C2の電流状態はIc
3と同等であるために、Q4のコレクタ電位は低下し、
Q5はオン状態となって負荷回路22へ電源20から電
流が供給される。
4のコレクタ電流に関してはIc3<Ic4の状態とな
る。しかし、Q6のコレクタ電極C2の電流状態はIc
3と同等であるために、Q4のコレクタ電位は低下し、
Q5はオン状態となって負荷回路22へ電源20から電
流が供給される。
このように、負荷回路22に電流を供給しないオフ状態
で、電源20から接地側への電流をなくすことができ
る。また、入力端子21に流れる電流Iとトランジスタ
Q6に流れ込む電流とを同等にすることができ、無駄な
電流を抑えることができる。
で、電源20から接地側への電流をなくすことができ
る。また、入力端子21に流れる電流Iとトランジスタ
Q6に流れ込む電流とを同等にすることができ、無駄な
電流を抑えることができる。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明によるラテラルトラ
ンジスタを有する回路は、飽和動作状態であっても、不
要な電流を基板側へ流さないようにできるためい、消費
電力を節約することができる。
ンジスタを有する回路は、飽和動作状態であっても、不
要な電流を基板側へ流さないようにできるためい、消費
電力を節約することができる。
第1図(A)は、本発明によるラテラルトランジスタの一
実施例の概略的平面図、第1図(B)は、そのI−I線断
面図、第1図(C)は、その等価回路図、 第2図は、本実施例を用いて構成したスイッチング装置
の一例を示す回路図、 第3図は、従来のラテラルトランジスタの一例を示す破
断斜視図である。 11……基板、13……N−層 15……エミッタ領域 16、17……コレクタ領域 18……P+領域、19……N+領域
実施例の概略的平面図、第1図(B)は、そのI−I線断
面図、第1図(C)は、その等価回路図、 第2図は、本実施例を用いて構成したスイッチング装置
の一例を示す回路図、 第3図は、従来のラテラルトランジスタの一例を示す破
断斜視図である。 11……基板、13……N−層 15……エミッタ領域 16、17……コレクタ領域 18……P+領域、19……N+領域
Claims (5)
- 【請求項1】ベース領域を含むN型半導体領域内に設け
られたP型のエミッタ領域及びコレクタ領域と、該N型
半導体領域内であって該コレクタ領域に対して該エミッ
タ領域の設けられている領域とは反対側の領域内に設け
られたP型半導体領域と、を有するラテラルトランジス
タと、 前記ラテラルトランジスタのコレクタと入力端子との間
に設けられたトランジスタと、 負荷回路を駆動する為に前記ラテラルトランジスタのコ
レクタ電圧に基づいて動作を行なう負荷駆動用トランジ
スタと、 を有し、 前記ラテラルトランジスタのP型半導体領域が前記入力
端子に接続されていることを特徴とするラテラルトラン
ジスタを有する回路。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載のラテラルト
ランジスタを有する回路において、 前記ラテラルトランジスタは2つのコレクタを有してお
り、該2つのコレクタが前記トランジスタとしての2つ
のNPNトランジスタに接続されていることを特徴とす
るラテラルトランジスタを有する回路。 - 【請求項3】特許請求の範囲第1項に記載のラテラルト
ランジスタを有する回路において、 前記負荷駆動用トランジスタは、前記ラテラルトランジ
スタのコレクタと前記トランジスタとしてのNPNトラ
ンジスタのコレクタとにベースが接続されたPNPトラ
ンジスタであることを特徴とするラテラルトランジスタ
を有する回路。 - 【請求項4】特許請求の範囲第1項に記載のラテラルト
ランジスタを有する回路において、 前記ラテラルトランジスタは2つのコレクタを有してお
り、該2つのコレクタが前記トランジスタとしてのエミ
ッタ面積比の異なる2つのNPNトランジスタに接続さ
れ、 前記負荷駆動用トランジスタは、前記ラテラルトランジ
スタの一方のコレクタと前記エミッタ面積の小さいNP
Nトランジスタのコレクタにベースが接続されたPNP
トランジスタであり、 電源端子が、前記ラテラルトランジスタのエミッタと、
前記2つのNPNトランジスタのベースに接続された第
1の抵抗と、前記PNPトランジスタのエミッタとに接
続されており、 前記エミッタ面積の大きいトランジスタは第2の抵抗を
介して前記入力端子に接続されていることを特徴とする
ラテラルトランジスタを有する回路。 - 【請求項5】特許請求の範囲第2項に記載のラテラルト
ランジスタを有する回路において、 前記2つのNPNトランジスタのエミッタ面積比が1:
nであることを特徴とするラテラルトランジスタを有す
る回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60023653A JPH0654777B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | ラテラルトランジスタを有する回路 |
DE19863604173 DE3604173A1 (de) | 1985-02-12 | 1986-02-10 | Lateraltransistor |
US07/219,857 US4807009A (en) | 1985-02-12 | 1988-07-13 | Lateral transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60023653A JPH0654777B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | ラテラルトランジスタを有する回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61183963A JPS61183963A (ja) | 1986-08-16 |
JPH0654777B2 true JPH0654777B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=12116487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60023653A Expired - Lifetime JPH0654777B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | ラテラルトランジスタを有する回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4807009A (ja) |
JP (1) | JPH0654777B2 (ja) |
DE (1) | DE3604173A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4684877A (en) * | 1986-06-17 | 1987-08-04 | General Motors Corporation | Electrical system utilizing a concentric collector PNP transistor |
DE3638923A1 (de) * | 1986-11-14 | 1988-05-26 | Telefunken Electronic Gmbh | Integrierte schaltungsanordnung |
NL8702671A (nl) * | 1987-11-09 | 1989-06-01 | Philips Nv | Laterale hoogspanningstransistor. |
IT1215792B (it) * | 1988-02-04 | 1990-02-22 | Sgs Thomson Microelectronics | Transistore di tipo pnp verticale a collettore isolato con dispositivo per eliminare l'effetto di componenti parassiti di giunzione. |
DE3813436A1 (de) * | 1988-04-21 | 1989-11-02 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur verhinderung von substratstroemen |
JP3110502B2 (ja) * | 1991-07-31 | 2000-11-20 | キヤノン株式会社 | カレント・ミラー回路 |
US5508551A (en) * | 1994-03-02 | 1996-04-16 | Harris Corporation | Current mirror with saturation limiting |
DE69917822T2 (de) * | 1998-02-23 | 2005-06-16 | Canon K.K. | Operationsverstärker |
US7071784B2 (en) * | 2002-11-29 | 2006-07-04 | Linear Technology Corporation | High linearity digital variable gain amplifier |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1985-02-12 JP JP60023653A patent/JPH0654777B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-02-10 DE DE19863604173 patent/DE3604173A1/de active Granted
-
1988
- 1988-07-13 US US07/219,857 patent/US4807009A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3604173A1 (de) | 1986-08-14 |
DE3604173C2 (ja) | 1990-02-22 |
US4807009A (en) | 1989-02-21 |
JPS61183963A (ja) | 1986-08-16 |
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