JPH11297710A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Publication number
JPH11297710A
JPH11297710A JP9772598A JP9772598A JPH11297710A JP H11297710 A JPH11297710 A JP H11297710A JP 9772598 A JP9772598 A JP 9772598A JP 9772598 A JP9772598 A JP 9772598A JP H11297710 A JPH11297710 A JP H11297710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pnp transistor
emitter
vertical
vertical pnp
length
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9772598A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsushige Yamashita
勝重 山下
Manabu Imahashi
学 今橋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH11297710A publication Critical patent/JPH11297710A/ja
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流を必要とする大きなエミッタ面積を有
する縦型PNPトランジスタのhFE低下をなくし、消費
電力を削減する。 【解決手段】 一定面積のエミッタとエミッタコンタク
トを有する第1の縦型PNPトランジスタの縦方向の長
さと横方向の長さが各々整数倍のP型エミッタ21を有
する第2の縦型PNPトランジスタを構成する。そして
この第2の縦型PNPトランジスタの縦方向長さと横方
向長さを各々第1の縦型PNPトランジスタと同じ長さ
にP型エミッタ21を分割したときに、第1の縦型PN
Pトランジスタと同じ面積でかつ同じ位置にエミッタコ
ンタクト22を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
に係わり、特に縦型PNPトランジスタを含む半導体集
積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モータドライブ用等の大電流を必要とす
る半導体集積回路装置では、大電流を出力するため従来
は図3に例示するようにP型エミッタ31のエミッタ面
積を必要電流量に合わせて拡大することにより大電流を
出力している。この場合、従来はエミッタコンタクト3
2を設計の容易さからP型エミッタ31のエミッタ面積
の拡大に合わせ拡大していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、エミッタ面積を拡大する場合、同時にエ
ミッタコンタクトも拡大していたため、ベース電流が増
加し、図4の特性43に示すように、コレクタ電流(I
c)とベース電流(Ib)の比、つまりhFEが低下す
る。このため、大電流を出力するためには大きなベース
電流を必要とし、消費電流が大きくなるという課題を有
していた。
【0004】本発明は上記課題に鑑み、大電流を必要と
するエミッタ面積の大きな縦型PNPトランジスタでも
hFEの低下がなく、消費電流の少ない半導体集積回路装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し目的を達成するために、一定面積のエミッタとエミッ
タコンタクトを有する第1の縦型PNPトランジスタの
縦方向の長さと横方向の長さが各々整数倍のエミッタを
有する第2の縦型PNPトランジスタを構成し、前記縦
方向の長さと横方向の長さを各々前記第1の縦型PNP
トランジスタと同じ長さにエミッタを分割したときに、
当該第1の縦型PNPトランジスタと同じ面積でかつ同
じ位置にエミッタコンタクトを配置することにより、大
電流を必要とする大きなエミッタ面積を有する縦型PN
PトランジスタでもhFEの低下をなくすことが可能とな
り、少ないベース電流で大きな電流を出力することがで
き、消費電流の少ない半導体集積回路装置を提供するこ
とが可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図1から図5を参照しながら説明する。
【0007】図1は、一定面積のエミッタとエミッタコ
ンタクトを有する第1の縦型PNPトランジスタの構成
図である。図1において、11はP型エミッタ、12は
エミッタコンタクト、13はN型ベース、14はベース
コンタクト、15はP型コレクタ、16はコレクタコン
タクトである。
【0008】図2は、本発明の実施の形態における第2
の縦型PNPトランジスタの構成図である。図2におい
て、21は図1に示す第1の縦型PNPトランジスタの
P型エミッタ11の縦方向に2倍、横方向に2倍の長さ
を有するP型エミッタ、22はエミッタコンタクト、2
3はN型ベース、24はベースコンタクト、25はP型
コレクタ、26はコレクタコンタクトであり、第2の縦
型PNPトランジスタを構成する。
【0009】図3は、前述した従来の縦型PNPトラン
ジスタの構成図である。図3において、31は図1に示
す縦型PNPトランジスタのP型エミッタ11の縦方向
に2倍、横方向に2倍の長さを有するP型エミッタ、3
2はエミッタコンタクト、33はN型ベース、34はベ
ースコンタクト、35はP型コレクタ、36はコレクタ
コンタクトである。
【0010】図2に示す本実施の形態における第2の縦
型PNPトランジスタと図3に示す従来例の縦型PNP
トランジスタでは、エミッタコンタクト22,32が各
々異なり、図2の本実施の形態における第2の縦型PN
Pトランジスタにおいては、縦方向の長さと横方向の長
さを各々図1に示す第1の縦型PNPトランジスタと同
じ長さにP型エミッタ21を分割したときに、第1の縦
型PNPトランジスタと同じ面積でかつ同じ位置にエミ
ッタコンタクト22を配置しているのに対し、図3に示
す従来例の縦型PNPトランジスタにおいては、図1に
示す第1の縦型PNPトランジスタのP型エミッタ11
とエミッタコンタクト12を縦方向と横方向に各々拡大
しているため、1つのエミッタコンタクト32となって
いる点が異なる。
【0011】図4は、図1,図2,図3で示した各縦型
PNPトランジスタのIc−hFE特性を示す図である。
図4において、41は図1に示す第1の縦型PNPトラ
ンジスタのIc−hFE特性、42は図2に示す本実施の
形態における第2の縦型PNPトランジスタのIc−h
FE特性、43は図3に示す従来例の縦型PNPトランジ
スタのIc−hFE特性である。図4に示したように、本
実施の形態における第2の縦型PNPトランジスタのI
c−hFE特性42は、図1に示す第1の縦型PNPトラ
ンジスタのIc−hFE特性41と同じ値を示すのに対
し、従来例の縦型PNPトランジスタのIc−hFE特性
43は、図1に示す第1の縦型PNPトランジスタのI
c−hFE特性41に比べ可成り低下している。
【0012】図5は、図1,図2,図3で示した各縦型
PNPトランジスタのベース−エミッタ間電圧(VBE)
に対するコレクタ電流(Ic)、ベース電流(Ib)特
性を示す図である。図5において、51cは図1に示す
第1の縦型PNPトランジスタのVBE−Ic特性、52
cは図2に示す本実施の形態の第2の縦型PNPトラン
ジスタのVBE−Ic特性、53cは図3に示す従来例の
縦型PNPトランジスタのVBE−Ic特性、51bは図
1に示す第1の縦型PNPトランジスタのVBE−Ib特
性、52bは図2に示す本実施の形態における第2の縦
型PNPトランジスタのVBE−Ib特性、53bは図3
に示す従来例の縦型PNPトランジスタのVBE−Ib特
性である。
【0013】図5より、本実施の形態における第2の縦
型PNPトランジスタでは、コレクタ電流Ic、ベース
電流Ibは各々図1に示す第1の縦型PNPトランジス
タのコレクタ電流Ic、ベース電流Ibに対して、エミ
ッタ面積に比例して大きくなっており、図4に示すよう
にhFEの低下は発生しない。これに対し、従来例の縦型
PNPトランジスタでは、コレクタ電流Icは図1に示
す縦型PNPトランジスタのコレクタ電流Icに対して
エミッタ面積に比例して大きくなっているが、ベース電
流Ibが図1に示す第1の縦型PNPトランジスタのエ
ミッタ面積比以上に増加するため、図4に示すようにh
FEが低下する。
【0014】以下、この特性について説明する。
【0015】縦型PNPトランジスタのhFE(Ic/I
b)は、エミッタからベースへ注入された正孔の注入量
とベース内での再結合量、またベースへ注入された電子
のベース内での再結合量とベースからエミッタへ注入さ
れた電子の再結合量によって決まる。ここで、エミッタ
からベースへ注入される正孔の注入量はエミッタの面積
と濃度で決まり、正孔のベース内での再結合量はベース
濃度によって決まる。
【0016】一方、ベースへ注入された電子のベース内
での再結合量はエミッタからの正孔の注入量で決まる。
したがって、正孔の注入量と正孔のベース内での再結合
量、ベース内での電子の再結合量は、エミッタ濃度、ベ
ース濃度、ベース幅が一定であればエミッタ面積によっ
てきまる。ところが、ベースからエミッタへ注入された
電子は、移動度が大きく再結合されにくいため、エミッ
タコンタクトに一部吸い込まれる。したがって、エミッ
タコンタクトを大きくするとエミッタ内で再結合されず
にエミッタコンタクトからエミッタ電極へ吸い込まれる
量が増える。
【0017】図5において、本実施の形態における第2
の縦型PNPトランジスタのベース電流52bが、図1
に示す縦型PNPトランジスタのエミッタ面積に比例し
て大きくなるのに対し、従来例の縦型PNPトランジス
タのベース電流53bが、図1に示す第1の縦型PNP
トランジスタのエミッタ面積比以上に大きくなっている
のはこのためである。
【0018】以上のように本実施の形態によれば、一定
面積のエミッタとエミッタコンタクトを有する第1の縦
型PNPトランジスタの縦方向の長さと横方向の長さが
各々整数倍のエミッタを有する第2の縦型PNPトラン
ジスタを構成し、前記縦方向の長さと横方向の長さを各
々前記第1の縦型PNPトランジスタと同じ長さにエミ
ッタを分割したときに、当該第1の縦型PNPトランジ
スタと同じ面積でかつ同じ位置にエミッタコンタクトを
配置することにより、エミッタ内で再結合されずにエミ
ッタコンタクトに吸い込まれる電子の量がエミッタ面積
に比例するので、大電流を必要とする大きな縦型PNP
トランジスタでもhFEの低下をなくすことが可能とな
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一定面積
のエミッタとエミッタコンタクトを有する第1の縦型P
NPトランジスタの縦方向の長さと横方向の長さが各々
整数倍のエミッタを有する第2の縦型PNPトランジス
タを構成し、前記縦方向の長さと横方向の長さを各々前
記第1の縦型PNPトランジスタと同じ長さにエミッタ
を分割したときに、当該第1の縦型PNPトランジスタ
と同じ面積でかつ同じ位置にエミッタコンタクトを配置
することにより、エミッタ内で再結合されずにエミッタ
コンタクトに吸い込まれる電子の量がエミッタ面積に比
例するので、大電流を必要とする大きな縦型PNPトラ
ンジスタでもhFEの低下をなくすことが可能となり、少
ないベース電流で大電流を出力することができ、消費電
力の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一定面積のエミッタとエミッタコンタクトを有
する第1の縦型PNPトランジスタの構成図
【図2】本発明の実施の形態における第2の縦型PNP
トランジスタの構成図
【図3】従来例の縦型PNPトランジスタの構成図
【図4】図1〜図3の縦型PNPトランジスタのIc−
hFEの特性図
【図5】図1〜図3の縦型PNPトランジスタのVBE−
Ic、VBE−Ibの特性図
【符号の説明】
11 第1の縦型PNPトランジスタのP型エミッタ 12 第1の縦型PNPトランジスタのエミッタコンタ
クト 13 第1の縦型PNPトランジスタのN型ベース 14 第1の縦型PNPトランジスタのベースコンタク
ト 15 第1の縦型PNPトランジスタのP型コレクタ 16 第1の縦型PNPトランジスタのコレクタコンタ
クト 21 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
P型エミッタ 22 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
エミッタコンタクト 23 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
N型ベース 24 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
ベースコンタクト 25 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
P型コレクタ 26 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
コレクタコンタクト 41 第1の縦型PNPトランジスタのIc−hFE特性 42 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタの
Ic−hFE特性 43 従来例の縦型PNPトランジスタのIc−hFE特
性 51c 第1の縦型PNPトランジスタのVBE−Ic特
性 52c 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタ
のVBE−Ic特性 53c 従来例の縦型PNPトランジスタのVBE−Ic
特性 51b 第1の縦型PNPトランジスタのVBE−Ib特
性 52b 本発明の実施の形態の縦型PNPトランジスタ
のVBE−Ib特性 53b 従来例の縦型PNPトランジスタのVBE−Ib
特性

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定面積のエミッタとエミッタコンタク
    トを有する第1の縦型PNPトランジスタの縦方向の長
    さと横方向の長さが各々整数倍のエミッタを有する第2
    の縦型PNPトランジスタを構成し、前記縦方向の長さ
    と横方向の長さを各々前記第1の縦型PNPトランジス
    タと同じ長さにエミッタを分割したときに、当該第1の
    縦型PNPトランジスタと同じ面積でかつ同じ位置にエ
    ミッタコンタクトを配置することを特徴とする半導体集
    積回路装置。
JP9772598A 1998-04-09 1998-04-09 半導体集積回路装置 Withdrawn JPH11297710A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9772598A JPH11297710A (ja) 1998-04-09 1998-04-09 半導体集積回路装置

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JP9772598A JPH11297710A (ja) 1998-04-09 1998-04-09 半導体集積回路装置

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JPH11297710A true JPH11297710A (ja) 1999-10-29

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JP9772598A Withdrawn JPH11297710A (ja) 1998-04-09 1998-04-09 半導体集積回路装置

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JP (1) JPH11297710A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005136290A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置
US7615805B2 (en) * 2001-12-28 2009-11-10 Texas Instruments Incorporated Versatile system for optimizing current gain in bipolar transistor structures

Cited By (2)

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US7615805B2 (en) * 2001-12-28 2009-11-10 Texas Instruments Incorporated Versatile system for optimizing current gain in bipolar transistor structures
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Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040319