JPH069505Y2 - パルス発生回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本考案は、ＩＣ（集積回路）に組み込んで好適なパルス
発生回路に関する。

(ロ)従来の技術 バイポーラ型のＩＣでパルス発生回路を構成する場合、
例えば庄野克房著、「バイポーラ・トランジスタと集積
回路の基礎」，Ｐ１０８に記載されているような、ＮＰ
Ｎトランジスタと負荷抵抗を組み合わせたインバータ回
路を基本として構成するのが一般的である。

第６図は従来のパルス発生回路を示し、一例として１つ
の入力信号に対し、同極性の出力信号を１つ、逆極性の
出力信号を２つ得る場合の回路構成を示す。同図におい
て、(1)はベースに入力信号が印加される第１トランジ
スタ、(2)はベースが第１トランジスタ(1)のコレクタ
に、コレクタが抵抗(3)を介して電源（＋Ｖ_ｃｃ）に接
続された第２トランジスタ、(4)はベースが第１トラン
ジスタ(1)のコレクタに、コレクタが抵抗(5)を介して電
源（＋Ｖ_ｃｃ）に接続された第３トランジスタ、(6)は
ベースがベース抵抗(7)を介して第３トランジスタ(4)の
コレクタに、コレクタが抵抗(8)を介して電源（＋Ｖ
_ｃｃ）に接続された第４トランジスタ、(9)は第４トラ
ンジスタ(6)と同様に、ベースがベース抵抗(10)を介し
て第３トランジスタ(4)のコレクタに、コレクタが抵抗
(11)を介して電源（＋Ｖ_ｃｃ）に接続された第５トラン
ジスタ、(12)(13)は抵抗である。入力端子(14)に印加さ
れた正の入力信号は第１トランジスタ(1)で反転され、
反転された信号は第２トランジスタ(2)で再度反転さ
れ、結局出力端子(15)には入力信号と同極性の正の出力
信号が発生する。一方、前記反転された入力信号は、第
３トランジスタ(4)で再度反転され、さらに第４及び第
５トランジスタ(6)(9)で再々度反転されて、結局出力端
子(16)(17)には入力信号と逆極性の負の出力信号が得ら
れる。この時、入力インピーダンスの関係から第１トラ
ンジスタ(1)のコレクタと抵抗(13)との接続点に得られ
る前記反転された信号をそのまま出力信号として取出す
ことができない為、上述した様に入力信号を再々度反転
することによって負の出力信号を得ている。

(ハ)考案が解決しようとする問題点 しかしながら、斯上した従来のパルス発生回路は、第１
トランジスタ(1)が一般的な縦型ＮＰＮトランジスタで
構成され、縦型ＮＰＮトランジスタが製造上複数個のコ
レクタを同時に取出すことができない為、要とする出力
信号の数だけインバータとなるトランジスタが必要にな
り、素子数が増す欠点があった。また、第１乃至第５ト
ランジスタ(1)(2)(4)(6)(9)を全て一般的な縦型ＮＰＮ
トランジスタで構成する為、ＩＣ化に際し、各トランジ
スタを個別に分離して形成しなければならず、チップ面
積の増大を招く欠点があった。

(ニ)問題点を解決するための手段 本考案は斯上した欠点に鑑みてなされ、電気的にフロー
ティングにした島領域(35)と、該島領域(35)の表面に形
成した共通のベース領域(36)と、該ベース領域(36)表面
に形成したエミッタ領域(37)及びコレクタ領域(38)から
成る横型ＮＰＮトランジスタを具備し、ベース領域(36)
に印加される入力信号に対して複数個のコレクタ領域(3
8)から複数個の負の出力信号を取出すように構成したこ
とを特徴とする。

(ホ)作用 本考案によれば、横型ＮＰＮトランジスタは単一の島領
域(35)に複数のコレクタを形成することができるので、
素子数を減少させ、ＩＣ化に際して占有面積を小にする
ことができる。また、要とする出力信号の数が増加して
も、その分だけ共通のベース領域(36)表面にエミッタ領
域(37)及びコレクタ領域(38)を形成するだけで良いの
で、占有面積を極度に増加させない。

(ヘ)実施例 以下、本考案を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す回路図で、１つの入力
信号に対し、負の出力信号を３個取出し、且つそのうち
の１つを反転させて正の出力信号を１つ取出した場合を
示す。同図において、(18)はベースとエミッタ及び複数
のコレクタを有する横型ＮＰＮトランジスタ、(19)はベ
ースが前記横型ＮＰＮトランジスタ(18)のコレクタの１
つに、コレクタが抵抗(20)を介して電源（＋Ｖ_ｃｃ）に
接続された反転トランジスタ、(21)は横型ＮＰＮトラン
ジスタ(18)のベースに接続された入力端子、(22)は反転
トランジスタ(19)のコレクタと抵抗(20)との接続点に接
続された第１出力端子、(23)及び(24)は横型ＮＰＮトラ
ンジスタ(18)の各々のコレクタと抵抗(25)(26)との接続
点に接続された第２及び第３出力端子、(27)(28)は抵抗
である。入力端子(21)に入力信号として正のパルスが印
加された時、横型ＮＰＮトランジスタ(18)のコレクタと
抵抗(28)との接続点に前記正のパルスに対応して反転さ
れた負のパルスが発生し、その負のパルスが反転トラン
ジスタ(19)のベースに印加され、結局出力端子(22)には
前記反転された負のパルスに対応して流れる反転トラン
ジスタ(19)のコレクタ電流と抵抗(20)の値とによって決
まる振幅を有する正のパルスが出力信号として発生す
る。一方、横型ＮＰＮトランジスタ(18)の別のコレクタ
には出力端子(23)(24)が直接取出されているので、結局
出力端子(23)(24)には横型ＮＰＮトランジスタ(18)の各
々のコレクタ電流と抵抗(25)(26)の値とによって決まる
振幅を有する負のパルスが出力信号として発生する。

ところで、横型ＮＰＮトランジスタ(18)は第２図に示す
断面図の如き構造を有するものである。同図において、
(31)はＰ型半導体基板、(32)は基板(31)全面に積層して
形成したＮ型エピタキシャル層、(33)は基板(31)表面に
形成したＮ^＋型埋込層、(34)は埋込層(33)を取囲むよう
にエピタキシャル層(32)を貫通したＰ^＋型分離領域、(3
5)は分離領域(34)によって島状に分離された島領域、(3
6)は島領域(35)表面に拡散形成したＰ型の共通のベース
領域、(37)はベース領域(36)表面に拡散形成したＮ^＋型
のエミッタ領域、(38)(38)(38)はエミッタ領域(37)を離
間して囲むように形成した複数個のコレクタ領域であ
る。島領域(35)は寄生効果を防ぐ為に何の電位も印加し
ないフローティング状態にしてある。

このような横型ＮＰＮトランジスタ(18)は、ベース領域
(36)を一般的な縦型ＮＰＮトランジスタのベース拡散工
程で、エミッタ領域(37)及びコレクタ領域(38)を一般的
な縦型ＮＰＮトランジスタのエミッタ拡散工程で夫々形
成できるので、バイポーラ型ＩＣに極めて容易に組み込
むことができものである。尚、第３図に別の島領域(35)
に形成した一般的な縦型ＮＰＮトランジスタの断面図を
示す。第１図の反転トランジスタ(19)としては、この縦
型ＮＰＮトランジスタを用いて構成する。第３図におい
て、(39)はＰ型ベース領域、(40)はＮ^＋型エミッタ領
域、(41)はＮ^＋型コレクタコンタクト領域であり、島領
域(35)をコレクタとするものである。

そして、斯上した横型ＮＰＮトランジスタ(18)は、エミ
ッタ領域(37)とコレクタ領域(38)との面積を等しくでき
るので、ベース・エミッタ接合とベース・コレクタ接合
とを構造的に対象にすることができ、それによってエミ
ッタ領域(37)がエミッタとして動作する順方向動作とコ
レクタ領域(38)がエミッタとして動作する逆方向動作と
で諸特性を全く等しくすることができる為、双方向スイ
ッチとして用いて好適なものである。また、共通のベー
ス領域(36)表面に複数個のコレクタ領域(38)(38)(38)を
形成することができるので、容易にマルチコレクタ型の
ＮＰＮトランジスタが構成できるものである。その場
合、要とするコレクタの数の増減は島領域(35)の横幅の
変化を招くだけであり、占有面積を極端に増大させな
い。

尚、横型ＮＰＮトランジスタ(18)の別の形成方法として
第４図に示す如く、コレクタ領域(38)をエミッタ領域(3
7)を囲むようにリング状に形成し、これを複数組設ける
ことによってマルチコレクタとすることができる。この
様な構造にすると、コレクタ領域(38)のキャリアの捕獲
効率が増すので、ｈ_ＦＥ（電流増幅率）の増大を計るこ
とができる。また、第５図に示す如く、１つのエミッタ
領域(37)に対して２つのコレクタ領域(38)をリング状に
配置してもよい。さらに、横型ＮＰＮトランジスタ(18)
のベース領域(36)を縦型ＮＰＮトランジスタのベース領
域(39)より低不純物濃度、例えば１０^１６〜１０^１７cm
^-3に設定することにより、ｈ_ＦＥを増大させることが可
能である。

(ト)考案の効果 以上説明した如く、本考案によれば、スイッチング素子
としての横型ＮＰＮトランジスタ(18)が複数個のコレク
タを取出すことが出来るので、ＩＣ化するに際し、パル
ス発生回路の素子数を減少させ、占有面積を小に出来る
利点を有する。また、コレクタの数の増減が島領域(35)
の横幅の変化を招くだけであるので、特に出力数が多い
ほど本考案の効果は高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるパルス発生回路を示す回路図、第
２図は横型ＮＰＮトランジスタの構造を示す断面図、第
３図は一般的な縦型ＮＰＮトランジスタの構造を示す断
面図、第４図及び第５図は横型ＮＰＮトランジスタの別
の形成方法を示す平面図、第６図は従来例を説明するた
めの回路図である。 (18)は横型ＮＰＮトランジスタ、(19)は反転トランジス
タ、(22)(23)(24)は出力端子、(31)はＰ型半導体基板、
(35)は島領域、(36)はベース領域、(37)はエミッタ領
域、(38)はコレクタ領域である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的にフローティングにした島領域と、 この島領域の表面に形成した共通のベース領域と、 この共通のベース領域表面に形成した少なくとも１個の
   エミッタ領域と、 前記共通のベース領域の表面に前記エミッタ領域とは離
   間して形成した複数個のコレクタ領域とから成る横型Ｎ
   ＰＮトランジスタを具備し、 前記共通のベース領域に印加される入力信号に対し、前
   記複数個のコレクタ領域から前記入力信号が反転された
   複数個の逆極性の出力信号を取り出し、 前記複数個のコレクタ領域の１つは、第１の抵抗を介し
   て電源に接続され、この第１の抵抗とこのコレクタの間
   には、前記島領域と別の島領域に形成した反転用の縦型
   ＮＰＮトランジスタのベースが接続され、この縦型ＮＰ
   Ｎトランジスタのコレクタは、第２の抵抗を介して電源
   に接続され、この第２の抵抗とこの縦型ＮＰＮトランジ
   スタのコレクタとの間に前記入力信号に対して同極性の
   出力を取り出す第１の出力端子が設けられ、 前記複数個のコレクタ領域の１つは、第３の抵抗を介し
   て電源に接続され、この第３の抵抗とこのコレクタ領域
   との間には、前記入力信号に対して逆極性の出力を取り
   出す第２の出力端子が設けられることを特徴としたパル
   ス発生回路装置。