JPH07118479B2 - Transistor device - Google Patents

Transistor device

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JPH07118479B2
JPH07118479B2 JP26963692A JP26963692A JPH07118479B2 JP H07118479 B2 JPH07118479 B2 JP H07118479B2 JP 26963692 A JP26963692 A JP 26963692A JP 26963692 A JP26963692 A JP 26963692A JP H07118479 B2 JPH07118479 B2 JP H07118479B2
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JP
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transistor
type semiconductor
base
semiconductor region
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Rohm Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、トランジスタ装置に
係り、特に、不飽和型PNP型トランジスタ素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transistor device, and more particularly to an unsaturated PNP transistor element.

【従来の技術】[Prior art]

【0002】従来のパイポーラ集積回路に用いられるP
NP型トランジスタ素子には、ベースキャパシタが大き
い、ベース幅が厚く広い、飽和領域に入るとストレージ
タイムが大きくなる等からスイッチングスピードが遅い
という欠点がある。
P used in a conventional bipolar integrated circuit
The NP-type transistor device has drawbacks that the switching speed is slow because the base capacitor is large, the base width is thick and wide, and the storage time becomes large in the saturation region.

【0003】従来のパイポーラ集積回路には、ラテラル
PNPトランジスタと、SuB(サブストレート)PN
Pトランジスタが用いられている。ラテラルPNPトラ
ンジスタは、hF E が20〜80、トランジション周波
数fT が4MHzであり、また、SuBPNPトランジ
スタは、hF E が50〜200、トランジション周波数
T が40MHzである。そのため、高利得及び高周波
特性が要求される場合には、SuBPNPトランジスタ
が有利であり、そのコレクタが基板電位にクランプされ
てしまうという欠点がある。
The conventional bipolar integrated circuit includes a lateral PNP transistor and a SuB (substrate) PN.
P-transistors are used. The lateral PNP transistor has an h FE of 20 to 80 and a transition frequency f T of 4 MHz, and the SuBPNP transistor has an h FE of 50 to 200 and a transition frequency f T of 40 MHz. Therefore, when high gain and high frequency characteristics are required, the SuBPNP transistor is advantageous, and its collector is disadvantageously clamped to the substrate potential.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような欠点を除い
たトランジスタ装置として、近年、SuBPNPトラン
ジスタが提案されている。このトランジスタでは、コレ
クタと基板との間の降伏電圧が低く、キャパシタンスが
大きい等の問題点がある。
In recent years, a SuBPNP transistor has been proposed as a transistor device that eliminates such drawbacks. This transistor has problems such as a low breakdown voltage between the collector and the substrate and a large capacitance.

【0005】そこで、この発明は、ベースキャパシタを
削減してスイッチングスピードを改善したトランジスタ
装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a transistor device in which the base capacitor is reduced and the switching speed is improved.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明のトランジスタ
装置は、図1に例示されるように、P型の半導体基板
(2)上にP型半導体領域(6)で区画されたN型半導
体領域(8)によってコレクタ領域が形成され、このコ
レクタ領域にP型半導体領域(10)によって形成され
るベース領域が形成され、このベース領域にN型半導体
領域(12)によって形成されるエミッタ領域が形成さ
れてなる第1のトランジスタ(32)と、この第1のト
ランジスタの前記ベース領域を成す前記半導体領域をコ
レクタ領域、前記エミッタ領域を成す前記半導体領域を
ベース領域とし、このベース領域にP型半導体領域(1
4)からなるエミッタ領域が形成されてなる第2のトラ
ンジスタ(30)と、前記半導体基板をコレクタ領域、
前記第1のトランジスタのコレクタ領域をベース領域、
前記第1のトランジスタのベース領域をエミッタ領域と
して形成される第3のトランジスタ(34)とを備え
て、前記第2のトランジスタのP型半導体領域からなる
前記エミッタ領域の周辺及び底部をP型半導体領域から
なる前記コレクタ領域で包囲したことを特徴とする。
A transistor device according to the present invention has a P-type semiconductor substrate as shown in FIG.
(2) N-type semiconductor separated by P-type semiconductor region (6)
The body region (8) forms the collector region,
Formed by a P-type semiconductor region (10) in the rector region
A base region is formed, and an N-type semiconductor is formed in the base region.
The emitter region formed by the region (12) is formed.
And the first transistor (32)
The semiconductor region forming the base region of the transistor is
A collector region, the semiconductor region forming the emitter region,
A base region, and a P-type semiconductor region (1
A second transistor having an emitter region formed of 4).
Transistor (30), the semiconductor substrate is a collector region,
The collector region of the first transistor is a base region,
The base region of the first transistor is referred to as an emitter region.
And a third transistor (34) formed by
The P-type semiconductor region of the second transistor
The periphery and the bottom of the emitter region are formed from the P-type semiconductor region.
It is characterized in that it is surrounded by the collector region .

【0007】[0007]

【作用】このトランジスタ装置では、上記構成の第1、
第2及び第3のトランジスタを備え、第2のトランジス
タのP型半導体領域からなるエミッタ領域の周辺及び底
部をP型半導体領域からなるコレクタ領域で包囲したこ
とにより、ベースキャパシタの削減が行われ、スイッチ
ングスピードの改善が図られている。
In this transistor device, the first and
A second transistor comprising a second and a third transistor,
The bottom and the periphery of the emitter region formed of the P-type semiconductor region
Part is surrounded by a collector region composed of a P-type semiconductor region.
By the reduction of the base capacitor, the switch
The improvement of the running speed has been achieved.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明を図面に示した実施例を参照
して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0009】図1及び図2はこの発明のトランジスタ装
置の実施例を示し、図1はその等価回路、図2はその構
成を示している。このトランジスタ装置には、図1に示
すように、PNP型トランジスタからなる第1のトラン
ジスタ32、第2のトランジスタ30及び第3のトラン
ジスタ34が設置されている。トランジスタ30、34
は直列に接続され、各トランジスタ30、34のベース
間には、トランジスタ34のベース側からトランジスタ
30のベース側に向かって順方向を成すトランジスタ3
2が接続され、このトランジスタ32のベースがトラン
ジスタ30、34の中間接続点に共通に接続されてい
る。また、トランジスタ34のベースは、トランジスタ
30の非接地側の端子であるエミッタと共通に接続され
ている。そして、トランジスタ30にはエミッタ電極2
0、トランジスタ30のベースにはベース電極22、ト
ランジスタ30、34の中間接続点にはコレクタ電極2
4、トランジスタ34のベースにはベース電極26、ま
た、トランジスタ34のコレクタにはコレクタ電極28
が形成されている。この実施例では、コレクタ電極28
は接地されている。
1 and 2 show an embodiment of a transistor device of the present invention, FIG. 1 shows its equivalent circuit, and FIG. 2 shows its configuration. The transistor device, as shown in FIG. 1, a first trunk consisting of PNP transistor
The transistor 32, the second transistor 30, and the third transistor
A register 34 is installed. Transistors 30, 34
Is connected in series, and a transistor 3 is formed between the bases of the transistors 30 and 34 and forms a forward direction from the base side of the transistor 34 toward the base side of the transistor 30.
2 is connected, and the base of the transistor 32 is commonly connected to the intermediate connection point of the transistors 30 and 34. Further, the base of the transistor 34 is commonly connected to the emitter, which is the non-grounded terminal of the transistor 30. Then, the transistor 30 has an emitter electrode 2
0, the base electrode 22 is at the base of the transistor 30, and the collector electrode 2 is at the intermediate connection point between the transistors 30 and 34.
4. The base of the transistor 34 is the base electrode 26, and the collector of the transistor 34 is the collector electrode 28.
Are formed. In this embodiment, the collector electrode 28
Is grounded.

【0010】そして、このような等価回路を実現したト
ランジスタ装置は、図2に示すように、P型の半導体基
板2の表面層にはN+ 型の埋込み層4を形成した後、N
型のエピタキシャル層が形成され、このエピタキシャル
層は分離領域6で区画分離され、第1のN型半導体領域
8が形成されている。このN型半導体領域8の内部には
第1のP型半導体領域10が形成され、このP型半導体
領域10には第2のN型半導体領域12が形成され、こ
のN型半導体領域12の内部には不純物濃度の高い(P
+ )第2のP型半導体領域14が形成されている。ま
た、第1及び第2のN型半導体領域8、12には電極を
取り出すためにN+ 領域16、18が個別に形成されて
いる。
In a transistor device which realizes such an equivalent circuit, as shown in FIG. 2, after an N + type buried layer 4 is formed on the surface layer of a P type semiconductor substrate 2, N type buried layer 4 is formed.
Type epitaxial layer is formed, and this epitaxial layer is partitioned and separated by the isolation region 6 to form the first N-type semiconductor region 8. A first P-type semiconductor region 10 is formed in the N-type semiconductor region 8, a second N-type semiconductor region 12 is formed in the P-type semiconductor region 10, and an inside of the N-type semiconductor region 12 is formed. Has a high impurity concentration (P
+ ) The second P-type semiconductor region 14 is formed. Further, N + regions 16 and 18 are individually formed in the first and second N-type semiconductor regions 8 and 12 in order to take out electrodes.

【0011】そして、第2のP型半導体領域14にはエ
ミッタ電極20、第2のN型半導体領域12にはベース
電極22、第1のP型半導体領域10にはコレクタ電極
24、第1のN型半導体領域8には電極26及び分離領
域6には基準電位点(GND)電極28がそれぞれ形成
され、エミッタ電極20と電極26とは電気的に短絡さ
れている。
The second P-type semiconductor region 14 has an emitter electrode 20, the second N-type semiconductor region 12 has a base electrode 22, the first P-type semiconductor region 10 has a collector electrode 24, and a first electrode. An electrode 26 is formed in the N-type semiconductor region 8 and a reference potential (GND) electrode 28 is formed in the isolation region 6, and the emitter electrode 20 and the electrode 26 are electrically short-circuited.

【0012】したがって、このトランジスタ装置には、
P型半導体領域14、N型半導体領域12及び第1のP
型半導体領域10から成るPNP接合によってPNP型
のトランジスタ30が形成され、N型半導体領域12、
P型半導体領域10及びN型半導体領域8から成るNP
N接合によってNPN型のトランジスタ32が形成され
ている。また、P型半導体領域10、N型半導体領域8
及びP型半導体領域の分離領域6から成るPNP接合に
よってPNP型のトランジスタ34が形成されている。
そして、エミッタ電極20及び電極26間は短絡され、
電極28は基準電位点即ち接地等によって最も低い電位
に接続されている。
Therefore, in this transistor device,
P-type semiconductor region 14, N-type semiconductor region 12, and first P
A PNP junction 30 formed of the P-type semiconductor region 10 forms a PNP-type transistor 30.
NP composed of P-type semiconductor region 10 and N-type semiconductor region 8
An NPN transistor 32 is formed by the N junction. In addition, the P-type semiconductor region 10 and the N-type semiconductor region 8
A PNP type transistor 34 is formed by a PNP junction composed of the isolation region 6 of the P type semiconductor region.
Then, the emitter electrode 20 and the electrode 26 are short-circuited,
The electrode 28 is connected to the lowest potential by a reference potential point, that is, ground.

【0013】このような構成によれば、P型半導体領域
10で形成されるコレクタ領域で、P型半導体領域14
から成るエミッタ領域の周辺及び底部を完全に包囲する
ことができる。この結果、ベースキャパシタの低減化と
ともに、ベース幅を薄くでき、トランジション周波数f
T を改善することができる。即ち、従来素子のようなベ
ースキャパシタの充放電に伴うスイッチング速度の低下
を防止することができる。
According to this structure, the P-type semiconductor region 14 is the collector region formed by the P-type semiconductor region 10.
It can completely surround the periphery and the bottom of the emitter region. As a result, the base capacitor can be reduced and the base width can be reduced, and the transition frequency f
T can be improved. That is, it is possible to prevent the switching speed from being lowered due to the charging and discharging of the base capacitor as in the conventional device.

【0014】また、エミッタ電極20と電極26が短絡
されているため、トランジスタ30が飽和領域に入ると
き、トランジスタ32が導通し、そのコレクタからエミ
ッタに電流が流れることから、トランジスタ30の飽和
領域への突入を阻止し、トランジスタ30は常に飽和領
域への移行を防止することができる。この結果、過剰な
キャリアの注入を抑えることができ、ストレージタイム
を短縮し、スイッチングスピードを改善することができ
る。
Since the emitter electrode 20 and the electrode 26 are short-circuited, when the transistor 30 enters the saturation region, the transistor 32 becomes conductive and current flows from the collector to the emitter, so that the transistor 30 enters the saturation region. Can be prevented, and the transistor 30 can always prevent the transition to the saturation region. As a result, excessive carrier injection can be suppressed, storage time can be shortened, and switching speed can be improved.

【0015】さらに、トランジスタ30のコレクタに接
続されたトランジスタ34は、そのベースが高電位側に
接続され、トランジスタ30が動作状態にあるとき、常
に不導通状態となるため、トランジスタ30のコレクタ
は常に基準電位(GND)から浮いた状態に維持され
る。このようにコレクタ電位が基準電位より浮いた状態
にあるため、従来のようにクランプされることがなく、
回路使用上の制約が無くなる利点がある。
Further, since the base of the transistor 34 connected to the collector of the transistor 30 is connected to the high potential side and the transistor 30 is always in the non-conductive state when the transistor 30 is in the operating state, the collector of the transistor 30 is always in the non-conductive state. It is kept floating from the reference potential (GND). Since the collector potential is floating above the reference potential in this way, it is not clamped as in the past,
There is an advantage that there are no restrictions on circuit usage.

【0016】しかも、このような構成によれば、高い電
流増幅率を得ることができ、スイッチング素子の他、高
利得の増幅素子としても用いることができる。
Moreover, according to such a structure, a high current amplification factor can be obtained, and it can be used as a high gain amplifying element as well as a switching element.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ベースキャパシタを削減して飽和領域への突入を防
止でき、スイッチングスピードを改善することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the base capacitor, prevent the entry into the saturation region, and improve the switching speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のトランジスタ装置の実施例を示す回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a transistor device of the present invention.

【図2】図1に示したトランジスタ装置の断面図であ
る。
2 is a cross-sectional view of the transistor device shown in FIG.

【符合の説明】2 P型の半導体基板 6 P型半導体領域 8 N型半導体領域 10 P型半導体領域 12 N型半導体領域 14 P型半導体領域 30 第2のトランジスタ 32 第1のトランジスタ 34 第3のトランジスタ [Description of References] 2 P-type semiconductor substrate 6 P-type semiconductor region 8 N-type semiconductor region 10 P-type semiconductor region 12 N-type semiconductor region 14 P-type semiconductor region 30 Second transistor 32 First transistor 34 Third transistor Transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P型の半導体基板上にP型半導体領域で
区画されたN型半導体領域によってコレクタ領域が形成
され、このコレクタ領域にP型半導体領域によって形成
されるベース領域が形成され、このベース領域にN型半
導体領域によって形成されるエミッタ領域が形成されて
なる第1のトランジスタと、 この第1のトランジスタの前記ベース領域を成す前記半
導体領域をコレクタ領域、前記エミッタ領域を成す前記
半導体領域をベース領域とし、このベース領域にP型半
導体領域からなるエミッタ領域が形成されてなる第2の
トランジスタと、 前記半導体基板をコレクタ領域、前記第1のトランジス
タのコレクタ領域をベース領域、前記第1のトランジス
タのベース領域をエミッタ領域として形成される第3の
トランジスタと、 を備えて、前記第2のトランジスタのP型半導体領域か
らなる前記エミッタ領域の周辺及び底部をP型半導体領
域からなる前記コレクタ領域で包囲した ことを特徴とす
るトランジスタ装置。
1. A P-type semiconductor region is provided on a P-type semiconductor substrate.
A collector region is formed by the partitioned N-type semiconductor region
Formed in this collector region by a P-type semiconductor region
A base region is formed, and an N-type half is formed in the base region.
The emitter region formed by the conductor region is formed
And a half of the first transistor and the half of the base region of the first transistor.
The conductor region is the collector region, and the emitter region is the
A semiconductor region is used as a base region, and a P-type half is formed in this base region.
A second emitter region formed of a conductor region is formed.
A transistor, the semiconductor substrate, a collector region, the first transistor
The collector region of the transistor, the base region, the first transistor
A third base formed with the base region of the emitter as the emitter region.
Provided with a transistor, or a P-type semiconductor region of said second transistor
Of the P-type semiconductor region around and around the emitter region
A transistor device characterized in that it is surrounded by the collector region consisting of a region .
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