JPS61296803A - 積層pnpトランジスタ−の反飽和回路 - Google Patents

積層pnpトランジスタ−の反飽和回路

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JPS61296803A
JPS61296803A JP61139946A JP13994686A JPS61296803A JP S61296803 A JPS61296803 A JP S61296803A JP 61139946 A JP61139946 A JP 61139946A JP 13994686 A JP13994686 A JP 13994686A JP S61296803 A JPS61296803 A JP S61296803A
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transistor
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pnp transistor
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JP61139946A
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ファビオ マルキオ
ピエトロ メッニティ
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STMicroelectronics SRL
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0412Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/04126Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transistor switches

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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】 (発明の背景) 本発明は、モノリシック集積回路中のPNP型トランジ
スターのための反飽和回路に関する。このような集積回
路は、はとんどの場合シリコン製である単一の半導体チ
ップ上に、表面酸化、写真食刻、エピタキシアル成長、
不純物拡散、金属化から成る好適な製造手順を経て形成
される。このようなプロセスでは、ダイオード、トラン
ジスター及び受動部品が好適な金属化によりチップ自身
上に相互に連結されて形成される。
半導体物質のチップ上の基板上に形成される積層された
PNP トランジスターは、動作上の特別な問題を有し
ている。PNP トランジスターをその特性である飽和
領域で動作させると、集積回路全体を正確に動作させる
ことを難しくするような漏れ電流を発生することがある
。トランジスターの電圧■。が実質的に零まで落ちてし
まう飽和条件下では、ベース電圧がコレクター電圧と比
較して低くなり、そのためベース−コレクター接合が順
方向にバイアスされる。この事実は、真性トランジスタ
ーのベース−コレクター接合を通してバラシティツクP
NP トランジスターを作りだすことを意味し、該真性
トランジスターのコレクターは、そのコレクターがチッ
プの半導体材料の基板に相当するパラシティツクトラン
ジスターのエミッターとして機能する。
一般にこの問題は、トランジスターの負荷インピーダン
スの変化とともにトランジスターが高い確実性で偶然に
飽和状態に導かれる場合だけでなく、電流のレベルに起
因して、積層されたPNPパワートランジスターにおい
て特に認識される。
(発明の概略) 従って本発明の目的は、積層されたPNPトランジスタ
ーのベース−コレクター接合が順方向にバイアスされる
ことを防止し、その結果として基板方向への漏れ電流の
発生を実質的に防止することを可能にする保護回路を提
供することにある。
本発明の他の目的は、温度変化によりその動作が実質的
に影響されない積層されたPNP トランジスターの反
飽和回路を提供することである。
これらの目的と利点は特別に簡単で効果的な本発明の回
路により達成することができ、該回路は ′入力シグナ
ルや負荷の偶発的な条件によっても望ましくは飽和せず
、あるいはあまり深く飽和しないPNP l−ランシス
ターを含むチップ上に容易に集積することができる。
最大ベース電流を制限することができるバイアス回路の
ベースブランチにある電流発振器を有する、積層された
PNP トランジスターの飽和を防止するための本発明
の回路は、反飽和回路が実質的に、それぞれ前記電流発
振器に連結されたエミッターを有する2つのトランジス
ターQNI及びQN2と、QNIのベースをバイアスす
るための2つの抵抗器R,及びR,で形成される電圧デ
ィバイダーから成り、前記電流発振器と連結されたQN
Iはそのコレクターを通して前記PNP トランジスタ
ーのベースに連結され、QN2のコレクターは前記PN
P トランジスターのエミッターに連結され、かつQN
2のベースはダイオードD1を通して前記PNPトラン
ジスターのコレクターに連結されており、更に前記抵抗
器R,及びR2によりQNIのベースをバイアスしてこ
れにより下式(環状結線中に可能な受動素子が存在しな
い場合) ve E ”= vl E  +V D−V CIHA
%ル’/        fill (ここで■。、イは、その値を越えるとトランジスター
QN2が通電してPNP トランジスターのベース電流
を制限しその飽和を防止するPNPトランジスターのコ
レクターとベース間の最大許容電圧である)を満足する
ようにR1及びR2の値を設定することによりQNIの
vc!を調節するようにしたことを特徴とする。
(好適な実施例の説明) 本発明をより詳細に説明するために、本発明の特に好ま
しい実施例を示す電気線図である添付図面を参照して説
明を続けるが、本実施例は本発明を限定するものではな
い。
図面において、PNP トランジスターQPIは、負荷
抵抗Rcに連結するように示され、バイアス回路のベー
スブランチに総括的な電流発振器I 、AXを有してい
る。該発振器は通常前記トランジスターのベース電流を
予め設定した最大値に制限することができる。本実施例
の反飽和回路は、それぞれQNI及びQN2である2つ
のNPN l−ランシスター、ダイオードD1及び図示
の通り連結された2つの抵抗器RI及びR2から形成さ
れるディバイダーにより示されている。従って電流発振
器1 、AXを通る最大電流は実質的にPNP I−ラ
ンシスターQPIのベース電流及びトランジスター〇N
2を通るように生ずることのある電流1,7の合計とし
て表される。
負荷R0のある値のためにあるいは他の理由でトランジ
スターQPIが飽和状態に近付いた場合、トランジスタ
ーQN2に通電してベース電流1bを積極的に発振器1
.□により予め設定された最大値より小さくなるよう制
限すれば十分である。
従って通常の動作条件下でトランジスターQP1が飽和
条件外にある場合、つまりそのコレクター−ベース電圧
Vel  が一定の予め設定した値戸f vc”R4により小さい場合には、トランジスターQN
1 (ベース電流発振器と連結している)のコレクター
とエミッターは下記の方程式を満足する。
vCt  ”VIIE  +vD、  VCI+、。
h/f        A/z 一定の許容最大値VCI  をトランジスターQP1の
コレクター−ベース電圧として予め設定しておくと、ト
ランジスターQNIのコレクターとエミッター間の電圧
が下記の方程式を満足するようにR,及びR2の大きさ
を好適に変化させることが可能になる。
vCt == VIIE + VDI  MCIIMA
XIff       PI3 ベースとコレクターの間に存在する大きな電圧差のため
、トランジスター〇N2は通常の場合カットオフの状態
つまり通電しない状態にある。PNPトランジスターQ
PIが飽和領域に入る(例えば負荷インピーダンスの突
然の低下により)と、そのエミッターとコレクター間の
突然の電圧降下とその結果生ずる負荷抵抗Rcを横切る
電圧上昇は、トランジスターQN2のベース電圧を、該
トランジスターに通電することを決定するそのコレクタ
ー電圧にほぼ達するまで近付ける。
従って電流1 e、は、発振器I NAXにより決定さ
れる最大のベース電流から実質的なかなりの部分を差し
引き、PNP l−ランシスターQPIの有効なベース
電流1bを大きく減少させ、これにより飽和状態になる
ことを防止し又はその度合を制限する。
通常の負荷の状態に再セットすると、トランジスターQ
N2はカットオフの状態に戻り、続いてそのベース電圧
と電流ICN2が再度零に落ちる。
本実施例の反飽和回路は、温度の変化に実質的に影響さ
れないという付加的な利点を提供する。
実際に上記に説明した式中の全ての符号は同じ型の温度
依存性を有し、従って同じ特性の接合に関連する全ての
電圧は温度が上昇するにつれて、そこにトランジスター
QPIの飽和を防止し又はその度合を制限するために存
在する反飽和回路の電圧vc8MA、e減少させる。
好適な実施例である電気ダイアダラムを参照して本発明
を説明してきたが、そのようなダイアダラムについて当
業者は添付した特許請求の範囲に記載した本発明の範囲
内において種々の変化及び変形を施すことができる。
例えば本発明の回路は他の素子を含んでいてもよい。例
示すると、抵抗器のような受動素子を本回路の種々のブ
ランチに挿入することができ、例えば抵抗器を異なった
理由によりトランジスターQPI、QNI及びQN2の
1又はそれ以上のベースブランチ、又はトランジスター
QN2のコレクターブランチに、本発明の回路の本質的
な動作を変化させることなく挿入することができる。
従って図示したものと異なり、1又はそれ以上の受動素
子が上記に説明した式に関連する回路の考慮すべき環状
結線に挿入されている場合は、明らかに該式はそれ自身
、前述の予め設定した許容電圧VCHッ、に対応する条
件の環状回路に存在する上記1又は去れ以上の受動素子
に関連する電圧降下を表示する符号■えを含むものであ
る。
(発明の効果) 本発明は、PNPトランジスター用の反飽和回路を提供
することができる。本発明の回路は、該PNP トラン
ジスターが飽和状態に近づいたことを検出することがで
き、かつ該PNP I−ランシスターのバイアス回路の
ベースブランチ中にある電流を制限する発振器に連結さ
れたトランジスターへ通電することを決定することによ
り飽和を阻害し又は飽和の度合いを制限するために本発
明の回路が存在するものであり、これにより該PNP 
トランジスターの実際のベース電流を強制的に減少させ
て、その飽和を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の好ましい実施例の電気線図を示すもの
である。 QPI・・・PNP l−ランシスターQNI、QN2
・・・NPNトランジスターRc ・・・負荷抵抗 D
l・・・ダイオードIb+IcNx ・・・電流 I MAN  ・・・電流発振器 R+、Rz  ・・・抵抗器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、バイアス回路のベースブランチに最大ベース電流を
    制限することのできる総括的な電流発振器を有する積層
    PNPトランジスターの反飽和回路において、該反飽和
    回路は実質的に、それぞれ前記電流発振器に連結された
    エミッターを有する2つのトランジスターQN1及びQ
    N2と、QN1のベースをバイアスするための2つの抵
    抗器R_1及びR_2とで形成される電圧ディバイダー
    から成り、前記電流発振器と前記PNPトランジスター
    との間で該電流発振器に連結されたQN1はそのコレク
    ターを通してPNPトランジスターのベースに連結され
    、QN2のコレクターは前記PNPトランジスターのエ
    ミッターに連結され、かつQN2のベースはダイオード
    D1を通して前記PNPトランジスターのコレクターに
    連結されており、更に前記抵抗器R_1及びR_2によ
    りQN1のベースをバイアスしてこれにより下式 V_C_E__N__1=V_B_E__N__2+V
    _D_1−V_C_B__M__A__X+(V_R)
    (ここでV_C_B__M__A__Xは、その値を越
    えるとトランジスターQN2が通電してPNPトランジ
    スターのベース電流を制限しその飽和を防止するPNP
    トランジスターのコレクターとベース間の最大許容電圧
    であり、(V_R)は、V_C_B__M__A__X
    に対応する状態における回路中の考慮すべき環状結線中
    に存在する1又はそれ以上の受動素子に関する総括的な
    全電圧降下である)を満足するようにR_1及びR_2
    の値を設定することによりQN1のV_C_Eを調節す
    るようにしたことを特徴とする反飽和回路。 2、(V_R)が実質的に零に等しく、回路の考慮すべ
    き環状結線に受動素子が存在しない特許請求の範囲第1
    項に記載の反飽和回路。
JP61139946A 1985-06-24 1986-06-16 積層pnpトランジスタ−の反飽和回路 Expired - Lifetime JP2560010B2 (ja)

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