JPS5963888A - 信号処理方式 - Google Patents

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】 〔発明の背景゛］ この発明は信号処理方式に、特に出力信号処理用’ｌ’
−稈体装置を正寸たｒｔ負極性の過渡的な晶型ｆｉ：。

Ｇでより生ずる電気応力による４Ｖｉ傷力・ら保鰭する
回路に関する。

トランジスタ等の半導体装置を損壊し得る過渡的な高電
圧は種々の態様で発生しイ：）るが、例えば−両１象再
生用映像管を具備するテレビ受像機では、高電圧の映像
管放電が起ったときこの過渡電圧が牛することがある。

どの過渡型１Ｎ−：、はその受像機の信号処、ｌｉｐ回
路に含まれるトランジスタの逆耐電ｌＥを超えて一大値
の接合電流を流すことによりそのトランジスタを損壊す
るに足る大きき、（：メ性および持続１１、−間を持つ
ことがある。この効果は一般にトランジスタを接続した
回路点ｔたは端子に過渡高′ｌＩＪ′用が誘起されたと
き観測され、高感度の低１ノベル信号処理用トランジス
タ回路を含む集積回路から成る装置で特に厄介である。

過渡的に誘起された過剰’ｉｔ；流、はトランジスタの
半導体接合を破壊１〜、そのトランジスタの電流利ａｔ
特性を恒久的（Ｃ劣化することもある。

この過渡高電圧の影響を抑１ｌｊｌＪするために種々の
保護回路が利用さｔしている。

適当棒１牛の半導体ダイオードを各回路点に用いて保１
１φ］Ｊ−（き高感度のトランジスタ回路から過渡？１
」流を分流することもできる。この目的にはダイオード
を標準的でない技法丑たは１１に造で製・を−する心安
があることもあるが、この条件のダ・ｆオードはその条
件（でより集積回路の製造過程が複雑化するため’ｉ＋
ｉに！１ｌｌｉ回路に用いる場合は不都合なことが多い
。どのような場合もそのダイオードが破壊されることな
く過渡電圧による電気応力に４えるための充分なエネル
ギ放散能力を持つこと、およそのダイオードがぞ〕１．
だけで−１ｒｔｉＬバイアス回路網を決めるすべての関
連閾値レベルと共シで、保、；（ムする信号回路の所要
のイノピーダンス１１１゛性また（は高周波応答を４１
３．　シ、ｚいことを注、音して確、沼する必要がある
。、 また過渡晶型１「を抑制するように！Ｉ＋Ｊ゛別に膜用
した抵抗′またはインピーダンス装置を使用することも
できるが、この装置゛は多くの回路月１表して膜用の点
から不経済゛ご夾用件がなく、使〕［１ｔ、る信号処Ｉ
１１回路のイー／ビーダンス特性７ｂ・よび品枯（波応
答を害することがある。

一！、た能動トラノジスタ保巡回路２．１・＼知用イン
ビーダノスと共に用い、これを過詩高市、圧が生じる可
能＋１ｇのある回路点と保再すべき回路の双方に結合す
ることある。このｒｉ！Ｅ成では、保ｉｊｊＭ　ｌ’ラ
ノジスタは感知用インピーダンスに発生ずる［・′り値
ｎ導１［７圧に応じて導通したとき保護すべき回路から
過渡的に誘起された電流を放流する働らきを・する。こ
の構成は信号処理回路の保護しζ用いると７ｉＢ知用イ
ンピーダンスがその保護さＩｔ　、り信号処理回路（（
関連する（小の・インピーダンスを変身−るため不都合
であ！′１、ｉだその回路点に生ずることのあるすべて
の寄生＝ｔ’ヤバシタシスと低域間波器を形成し℃その
回路点に四通生ずる高周波数信号を減衰させることもあ
る。

〔発明の概要〕

この発明によつ°Ｃ構成さＱた過渡保護回路は上Ｉホの
ような欠点がなく、ｑｌｊに保護すべき回路を含む集積
回路の製造に適する。すなわちこの保護回路は保護すべ
き回路の所要信号処理特性（例えば高周波数応答または
インピーダンス特性）を損わずＶＣ市ｒ勺、両極性の過
渡高電圧に対する保護をカえる。

この発明による保護回路は不所望な過渡高電圧を生じイ
ｒｆる信号出力端子とその過渡高電圧によって生ずる電
気応力による損傷を受は易い半導体装ｆＭＩ′を含む信
号処理回路に含まれ、通常導通してその半導体Ｚｌ々置
からエミッタ出力を介してその出力・端子に信号を伝送
する一方の導電型の第１トランジスタと、通常非導通の
反対導電型の第２トランジスタを含んでいる。この第［
膠よび第２のトランジスタのベースｆ１１４＠　ｔｒｉ
ニー緒１・ζ接ゎ”シされ、エミッタ′宙極は共に出力
、１１ｉ、ｉ子１で接続さ）し、コレクタ電イ１仮は各
動作７ｄ位点に接続されている１、出力ｙｒｉ、ｉ　’
ｆ−における一方の極性の過渡高？■圧にイＮｊ随する
過渡電流は第１トランジスタのコレクタ・エミッタｆｊ
Ｊ　ｈ’４５　ｋ介して関連する動作電位点りこ放ｙｅ
ｆ＋、さｉｌｌ、第２のトラ：ｉ　シスｌ　ｉｄ出力ｆ
’：Ａｉ　７−（７）ノ叉対極１牛（７）　ＪＦ４　）
７５　′ｌｌＡ　Ｊ「（Ｆ応じて導通して、イー］随す
る過渡′Ｉｊｊ’　？、’＋ｔをぞのコレク処エミッタ
’＋ｌ：路を介して関連する動作′Ｉ：ｔ：餉点ｒ放流
する。

〔沿：　、１．１＋１　、なｈ見切　〕信号源１０から
の輝度信号と信号列（１２３力）らのりＤミナノス信号
ｅよ、カラー　アレビジョン受像機に會すれる輝度およ
びりＴコミナノス信弓処坤回路１．５の２つの信号人力
１／ＩＭ子１３．１４＋で洪ＭＮきれる。処理回路捕（
例えば集Ｊｉ！ｉ回路）は公知のように輝度信弓とクロ
ミナノス信号ｔａ合せて出力端子２１．２２．２３にぞ
れぞｉｔ色両像信号ｒ、ｇ、１〕を発生する。

この色信号は映像管駆動増幅器２４．２５、ｚ６により
増幅されて高１７ベルの増幅色映像信号Ｒ，Ｇ、Ｂとな
り、カラー映像管３ｏの各別の強度制御陰極に印加され
る１、動作電圧源３５は映像管３ｏ用の複数種の動作′
Ｉｕｎｃを供給する。この電圧には映像管３ｏの陽極バ
イ゛ア、゛べ用の２５ＱＯＯＶ級の高電圧や、他の電極
（例えば陰極、遮蔽格子および集束電極）バイアス用ノ
数１００Ｖ級の電圧が含まれる。

処卯回Ｍ１５は出力Ｉ張子２１．２２．２３に結合され
て、その端子に高電圧を生じたとき損壊きれる怖れのあ
る出力回路を有する。テレビジョン受像機では、このよ
うな高電圧の主要源は映像管の放電による過渡である。

・映像管の放電は例えば受像機の調整時（で高電圧陽極
と受像機シャー７との間に生じることがあり、また受像
機の正常動作中に陽極と他の（低電位の）１つ以上の電
極との間の予想外に起ることもあるが、倒れの場合にも
、振動性を持ち、正負の電圧ピークがその回路ｐ；ヤ子
【でおいてしばしば１００Ｖを起え、持続時間が１ない
し数μ秒に達する高電圧過渡をもたらす。

半導体回路装置が過渡高電圧にょシ損壊される確率６゛
ま、その回路が高雷ＥＴｈ源の近傍に位置して高電圧の
過渡的変化の可能性が大きいとき増大する。

ここでは処理回路１５の信号出力時１）子が映像管３０
の陰′４？ｔ１．に高電圧出力信号を供給する映像管駆
動増幅器；シ４．２５．２６に接続され、その増幅器ｚ
４．２５．２６が電源３５により供給されるような高電
圧（例えは＋　２３０　ｖ　）で一般にバイアスされて
いる。雷Ｊ１’ｆｉ　３５は上述のように映像管３０の
動作電圧も供給する。

処ｌ］１１回路」５は各色信号を・出力端子２［，２２
，２，３に印ツノ１１する複数個の信号処ｆｉｌ！回路
を含んでいる２−２図では穐端子２１（て結合された赤
の色付１］〕に関係する信号処理出力結合回路網の部分
だけをトランジスタ４０．４４．４５と抵抗４１で構成
されたように示したが、他の色信号バ、ｂの出力端子／
−２ｓ　２３にも同様の１昔成の信号処理出力結合回路
が細隙する。

トランジスタ４０ハコレクタ負荷抵抗４１の両端間に増
幅信号を生ずる低電圧低電力信号増幅器をｆ１／！成し
、映像管の放電により出力端子２１（Ｃ生じ得るような
大過渡電圧を受は得る状態Ｖてあれば、損壊され易い。

このような過渡電圧１１．１′（シばしばピーク・ピー
ク振幅が１００　Ｖ以上あり）ま、化トランジスタ４０
と抵抗４］が同じ集積回路に形成されているとき、小面
積の集積回路抵抗は一般に過渡誘起大電流に細隙するよ
うな大量の熱エネルギを速やかに放散しイｉＩないため
、負荷抵抗４１を損壊することがある。

信号トランジスタ４０と抵抗４１はｎｐｎ　トランジス
タ４４とｐＨｐトランジスタ４５を含む回路により大過
渡電圧の効果から保獲される。トランジスタ４４（ｄ信
号処即回　のため通常導通しており、トランジスタ４０
からｍｉ、ｊ子２１に低エミッタ出力インピーダンスで
出ツノ信号を伝送するエミッタホロワを構成している。

このホロワトランジスタ４４のエミッタ（ｒま集積処理
回路１５の外部に設けた負荷抵抗５１を介して基準接地
電位に戻されている。抵抗５１を処理回路１５の外部に
設けることは、その処理回路１５の集積回路の抵抗５１
の放散エネルギによる加熱を減する上で望゛ましい。し
かし抵抗５１を処理回路１５ｖｃ含めるとともできる。

ホロワトランジスタ４４の二７レクタは正の通流動作電
位源＋Ｖｃｃ　ＶＣ直結されているへ ｐｎｐ　トランジスタ４５のベースおよび低・ｆノビ−
ダンスエミッタ電小叙はｎｐｎトランジスタ４４のベー
スおよび低インピーダンスエミッタ電極にそれぞれ直結
され、トランジスタ４５のコレクタは接地基準電位点に
直結さ二ｔＬでいる。正常状態でしょ、ｐｎｐトランジ
スタ４５のベース・エミッタ接合バイアス電圧が、通常
導通するトランジスタ４４のベース・エミッタ接合型Ｅ
ＥＩでより直接設定されるため、正規の信号処理状態で
はｐｎｐ　）ランジスタのベース・エミッタ接合がトラ
ンジスタ４４の順バイアスベース・エミッタ接合に生ず
る電圧に」：り逆バイアスされ、従ってｐｎ、ｐ　）ラ
ンジスタ４５は通常非導通で、通常増幅トランジスタ４
ｏとホロワトランジスタ４４を介して出力端子２１に伝
送される信号（ｔζ影響しない。

端子２１ＶＣ生ずる負向３！過渡高電圧に細隙する電流
はこれを信号増幅トランジスタ４ｏがら外（７て放流す
る電流路全力えるｎｐｎ　）ランジスタ４４を流れる。

この電流路の過渡誘起電流は動作電位源４−Ｖｃｃから
トランジスタ４４のコレクタ・エミッタ雷′路ト端子２
１を通って過渡電圧源に流れる。ｐｎｐトランジスタ４
５は負の過渡電圧に対しては非導通のま＼である。

瑞子２１の正の過渡高電圧にｐｎｐトランジスタ４５を
順バイアスしてこれを導通させ、トランジスタ４５はそ
の過渡で誘起された電流を信号トランジスタ４０から外
して放流する電流路を与える。この場合、過渡誘起電流
はトランジスタ４５のエミッタ・コレクタ電路を通って
大地に放流される。またトランジスタ４５のベース電流
は過渡により誘起された遥かに大きいトランジスタ４５
のエミッタ電流に比例して増大し、ｎｐｎ　トランジス
タ、４４のベース電工をそれに比例して上昇きせる。ト
ランジスタ４４０ヘー　ス！、　［Ｅがトランジスタ４
４のベース・コレクタ接合を順バイアスするに足る大き
さになれば、過渡誘起電流放流用の電路が今１つできる
。この電路はｐｎｐトランジスタ４５のエミッタ・ベー
ス接合、ｎｐｎトランジスタ４４の順バイアスベース・
コレクタ接合および＋Ｖ−ｃｃ雷源を含んでいる・。こ
の電路を流れるすべての電流はｐｎｐ　）ランジスタ４
５のエミッタ・コレクタ電路を介して大地に放流される
過渡誘起電流よシ著しく小さい。

上述の保護回路は僅かの部品しか要しない利点があり、
トランジスタ４４．４５も大型の高電力装置である必要
はない。このためこの保護回路は限られた利用血清［７
かない集積回路に用いるのＬで有利である。トランジス
タ４４．４５は過渡高電圧に応じて導通したとき本来自
己制限型過渡電流導通を示すが、このような固有の制限
された過渡電流導通はトランジスタ４４．４５の分布コ
レクタ抵抗に起因し、このためトランジスタ１４．４５
を通常のベース・エミッタ接合型で使用することができ
る。その−し、この保護回路は正規の信号処理ｌζおけ
る処即回路１５の出力同波数応答または出力・インピー
ダンスを変えない。これについてはホロワトランジスタ
４４が負の過渡高電圧の存在するとき保護を与えっ＼、
通常映像管駆動増幅器２４の入力条件に従って低インピ
ーダンスで出力信号を生ずる。

トランジスタ４４．４５は通常の樺成の装置でよい。

例えば１１リド像管の放雷に細隙する過渡高電圧の場合
（では、実効高インピーダンスを介して出力端子２１に
過渡市川が誘起ざり、るが、そのインピーダンスはトラ
ンジスタ４４．４５の低エミッタインピーダンスと共働
してその過渡電圧を著しく減衰させる。

しかしこのような過１度電圧には一般に極めて破壊的な
電流が細隙する。前述のように、トランジスタ４４．４
５を流れる過渡電流はその大きさがそのトランジスタの
固有分布コレクタ抵抗により制限さり、る−に、この大
過渡１「流に細隙する熱エネルギは、通常尻トランジス
タではコレクタ領域が比較的大きくてそめ熱エネルギを
非破壊的に拡散させる助けをするため、トランジスタ４
４．４５によって耐えることができる。

上述の保護回路は過渡高電圧に付随し得るような大量の
エネルギを安全に放散または制限することのできない比
較的小面積の形状を持つすべての半導体装置（例えば特
に集積回路のトランジスタ、り（オー）’、　抵抗等）
の保護に適している。

【図面の簡単な説明】 図はこの発明（・ζ：よる保Ｈ＜を回路を備えた回路網
を含むテレビ・ジョン受像機の一部を示す図である。 ２１・・・出力婦子、４ｏ・・・半導体装１６”、４４
・・・第１のトランジスタ′、４５・・・第２のトラン
ジスタ、＋Ｖｃｃ・・・第１の動作電位。、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　不所望な過渡高電圧が生じ得る出力端子と、
   過渡高電圧で生ずる電気応力で損傷され易い半導体装置
   を含み、上記半導体装置に入力の第１電極を、」二記出
   力Ｑ＋Ｌｉ！−１−に低インピーダンスの第２電極を、
   第１の動作電位に第３電極をそ九ぞれ結合され、上記第
   ２．電極により主電流導通路が決まり、通常」二記半導
   体装置から上記出力端子へ信号を伝送する働らきをする
   一方の導電型を持つ通常導通の第１のトランジスタと、
   上記第１のトランジスタの第１電極に第［電極を、上記
   第１のトランジスタの第２電極と−に記出力端子に低イ
   ンピーダンスの第２電極を、第２の動作電位点に第３１
   程極をそれぞれ結合され、」二記第２の電極によシ主電
   流導通路が決′まり、通常非導通であるが上記出力Ｚｆ
   ４ｒに第１の極性で生じる過渡電圧に応じて導通して関
   連する過渡電流を上記主電流導通路を介して上記第２の
   動作電位点に放流する上記第１のトランジスタと反対の
   導り「型の第２のトランジスタとを具備し、」二記第１
   のトランジスタが反対極性の高過渡電圧に伺随する過渡
   １１□流をその主電流導通路を介して上記２０１の動作
   電位点に放流する働らきをすることを特徴とする信号部
   Ｊ１１＋方式。