JPS59169168A - 駆動用半導体装置 - Google Patents

駆動用半導体装置

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JPS59169168A
JPS59169168A JP58043658A JP4365883A JPS59169168A JP S59169168 A JPS59169168 A JP S59169168A JP 58043658 A JP58043658 A JP 58043658A JP 4365883 A JP4365883 A JP 4365883A JP S59169168 A JPS59169168 A JP S59169168A
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JP
Japan
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transistor
substrate
circuit
driving
drive
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JP58043658A
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English (en)
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Yoshiaki Matsuura
松浦 義昭
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
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    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0925Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors comprising an N-well only in the substrate

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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】 本発明はサーマリヘットのような発光体を駆動する駆動
回路とその制御回路をMOSにより構成した半導体装置
に於て、P基板を使用の場合には駆動回路をNチャネル
MO8)ランジスタで構成し、も基板を使用の場合には
駆動回路をPチャネルMOSトランジスタで構成したC
!MO8半導体装置に関するものである。
第1図に示すように従来1l−1′NチャネルMOεト
ランジスタを駆動回路として使用する0M06回路の場
合は、一般にr基板1を0M08回路に使用する為に、
N基板1上にPウェル2f作りその中に駆動回路6を作
っていた。この為駆動回路3で大電流をスイッチングす
ると、駆動回路3のドレイン4からトリガ電流が発生し
、ドレイ/4からPウェル2を通して、基板1へという
電流が流れ、基板1の上の他の0M061回路5のPチ
ャネルMO6)−’−ンジスタ6のソース7との間でp
npuの4層構造によるsep現象があられれて、ラッ
チアップが発生して半導体装置に大電流が流れて破壊す
る現象があった。
第1図の例ではドレイン4に耐圧を越える電圧が発生し
たり、Pウェル2内にドレ〆ン4からトリガ電流が発生
する等の理由により、N基板1とPウェル2及び駆動回
路30ソース19の間でNPN)ランジスタを構Wし、
N基板1の正電圧から駆wJ累子6のソース19に向か
って電流が流れる。一方ペースに相当するPウェル2に
は周辺のCM OEのPチャネルトランジスタ6のソー
ス7と基板1及びPウェル2との間でPNP)ランジス
タを構成する事により正電荷が供給される。
従って前記NFN)ランジスタは永久にONする事にf
Xり基板1とPチャネルトランジスタ乙のソース7の正
電圧からNチャネルトランジスタのソース19に向かっ
て大電流が流れることになり破壊に到る。第1図の構成
でラッチアップを防ぐにはPウェル2を厚くしたり、C
MO8回路5と駆動師1路3との距離8を充分に離して
チップ上に配置するとか、ドレイン4の耐圧?上げる為
に拡散を深(するとか、DMO8構造にするとか、駆動
回路をバイポーラにするとか等の配慮をしていた。
その為にチップサイズが大き(なり、工程も多(々る為
、価格上昇の原因に々つていた。−1従来電子装置は最
も低い電位をグランドにして、それより高い電圧を使う
例が多い。七の為N基板を使った半導体装置では最も高
い電位をグランドにするので、それより低い電圧を使う
為に駆動回路と制御回路が一緒になっている半導体装置
等では。
他の回路と電源を共通に出来ずN基板の使用に問題があ
った。特にサーマルヘッドのドライバト制御回路にMO
8回路を使う場合、N基板を使った0MO8構成では、
湿゛も高い電圧をグランドとした勇電源に方る為に従来
の装置との互換性が方(問題であった。更にまたサーマ
ルヘッドではラッチアップ現象を防ぐ事が最大の課題で
ある。ラッチアップは一般に外部からのノイズによるが
第1図の例では大電流を高電圧でスイッチングする為に
生ずる駆動素子3のドレイン4から発生するトリガ電流
が原因となる。
本発明は以上の問題点を解決する為に、サーマルヘッド
のドライバーと制御回路の半導体装置等に、P基板を使
い、NチャネルMOSトランジスタを駆動回路とし、更
に制御回路をP基板を使った0MO8構成とすると共に
ラッチアップを防ぐためにドレイン4の耐圧を越えたシ
又はドレイン4に蓄積された電荷によシ発生するトリガ
電流によりドレイン40周辺の接合の電位が変わらない
ようにすることを目的としたものである。
以下1図面にもとづいて本発明の半導体装置の実施例を
詳細に説明する。
第2図に本発明の第一の実施例を示す。この第一の実施
例はP基板を使いトチャネルMO8)ジンジスタ3によ
り抵抗体11(たとえばサーマルヘッド)またはダイオ
ード(たとえば発光体)を駆動する場合の例を示す。制
御回路9は低い正電圧端子15とグランド端子14の間
に接続され。
低い電源18で駆動される。制御回路9の出力16は抵
抗体11を駆動する為の高い電圧を出力する電源12の
正電圧端子15とグランド端子14との間の電圧に変換
する為のレベルシフト10に接続される。レベルシフト
10の出力17により抵抗体11を駆動する駆動素子の
NチャネルMO13)ランジスタ5のゲートを可変して
トランジスタ3を切り換える事により抵抗体11を制御
する。低い電圧18は一般に+4.’57〜+55Vの
電圧が使われる。高い電圧12ば+12V〜+30vの
電圧が使われる。第3図に第一の実施例の工ICのシリ
コン基板の断面図を示す。この第一の実施例は大電流を
高電圧でスイッチングする素子のドレイン周辺にラッチ
アップの原因となるPムPHの4層構造を無くしだ。す
々わち、第6図に示すように駆動素子3の周辺にNPN
)ランジスタ構成が々(hるように基板をN$板からP
基板に変更した為にドレイン4からの) 17ガ電流け
P基板20に吸収されてし甘い原理的にラッチアップの
原因とhらhい。このように第一の実施例でけNチャネ
ルMOE! トランジスタを駆動素子としたP基板を使
った例を示したが、第4図に示す第二の実施例のように
駆動素子としてアチャネルMO6)ランジスタを使う為
にN基板を使っても同様の事が有メる事は当然である。
第51にN基板を使った第4図に示す第二の実施例の■
oの断面図を示す。伺第三の実施例として第2図に示す
レベルシフト回路10の構成を昇圧回路で実現した例を
第6図に示す。
レベルシフト回路10を昇圧回路で構成した場合は高い
電圧を有する電源12の正電圧13に近い電圧を出力1
7に発生させるようにする。
第6図の特徴としては制御部と駆動部の電源を分離する
ことができるのでノイズに強(なる。
次に全システムを高い電源12で駆動する為に第2Mの
システム構Wに定電圧回路25(またけ降圧回路でもよ
い)を付加した第四の実施例を第7図に示す。側倒回路
9け定電圧回路25の出方により動作する。
第7−の回路構成であるも単一電源ですむ為に電源コス
ト及び電源シーケンス等の問題が自動的に解決出来る。
次に駆動回路をPチャネルMOE!)ランジスタ27と
Nチャネルトランジスタ6から々るCλ+OS構成とし
た時の第五の実施例を第8図に示す。この場合は抵抗体
11をNチャネルMO8)ランジスタで駆動する為Kp
基板を使用して(1!MO8を作る工程を使用する。逆
にFチャネルMO8を駆動回路とするときはN基板を使
用した0MO8工程を使用する。
以上本発明の実施例について述べてきたが近年サーマル
ヘッドの普及が一段と加速されたり。
LEDプリンタレーザプリンタ、ディジトロンのマ) 
IJツクス表示等の応用が広がり高速高電圧大電流動作
の要求が一段と高まっている。バイポーラ素子は素子密
度が高するにつれて消費電流高速性の面から限界にきて
いるのでMO8回路が使われ、特に本発明のようにCM
Cl8を使った制剖回路は消費電流高速性動作の面で極
めて勝れており。
カッ駆動回路力M OF” :iけcMos″′c、N
成されるのでバイポーラ素子を使った場合の執暴走がf
!(々る稟から極めて信頼性の高いかつ経済的々ドライ
バーが構成が可能となる。またラッチアップ現象がCM
O8構戚にあった車と、大電流高耐圧の動作にMOE又
げC!MO8は不向きとの概念からMOB又はCM O
Sは太市流設・耐圧ドライバーには使われてこ方かった
が、本発明を採用する事に!すMOE)回路の欠点がか
(カリ、サーマルヘッド等に使われるならば、今後要求
される高速性高信頼性低コスト化に対する効果は絶大に
ものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の駆動用半導体装置の断面図、第2図は本
発明の第一の実施例のシステム構度図。 第3UgIけ本発明の給−の実施例の断面図。 第4図けPfセヌルMOBをドライバに使用した場合の
本発明の第二の実施例1のシスモム構扉図。 第5図は第4)の第二の実施例の断面図。 第6図は本発明のヴ三の実姉例のシステム構故図。 第7図は本発明の第四の実施例のシス子ム構w図。 一第8図は駆動回路i0M、O8とした本発明の第五の
実施例のシステム構成り1である。 1・・N基板 2・・・rウェル 3・・・駆動回路 4・・・ドレイン 7.19・・・ソース 5・・・0M08回路 6.21,22,23.27・・・PチャネルMO8)
ランジスタ 8・・ソースとの距離 9・・・・・・制陶1回路 10・・・・・・レベルシフト回路 11・・・・・・発熱あるいけ発光抵抗体またはダイオ
ード 12・・・・・・高電圧電源 14・・・・・・グランド電位 15・・・・・・正電圧 16.17・・・・・・出力 20・・・・・・P基板 24・・・・・・最低電圧 以] 出願人 株式会社 第二精玉舎 代理人 弁理士 最上  務 第4図 /4 第5図 b 第7図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発熱あるいけ発光あるいはダイオード等の抵抗体
    を駆動するMO’fE構造の駆動用半導体装置に於て駆
    動回路内の駆動用MO8)ランジスタが半導体基板上に
    直接つ(られる事を特徴とする駆動用半導体装置。
  2. (2)基板をP型とすると共に前言i″駆動回路を駆s
    用N−y−ヤネルM O、S )ランジヌタとする事を
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の駆動用半導体装
    置。
  3. (3)基板をN glとすると共に前言e駆動回路を駆
    動用のチャネルM’O8)ランジスタとする事を特徴と
    する特許請求の範、囲第1項記載の駆動用半導体装置。
  4. (4)基板をP型にすると共に前記駆動回路を0M08
    回路としかつ前記CM、O’E1回路内のNチャ、z#
    MO8)ランジスタを駆動用トランジスタを駆動用トラ
    ンジスタとする事を特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の駆動用半導体装置。
  5. (5)基板をN型にすると共に前記駆動回路を0M08
    回路としかつ前gp (1! M O8回路内のPチャ
    ネルM OS l−ランジヌタを駆動用トランジスタと
    する事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の駆動用
    半導体装置。
JP58043658A 1983-03-16 1983-03-16 駆動用半導体装置 Pending JPS59169168A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037468A (ja) * 1973-08-02 1975-04-08
JPS53136977A (en) * 1977-05-04 1978-11-29 Seiko Instr & Electronics Ltd Driving circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5037468A (ja) * 1973-08-02 1975-04-08
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