JPS6134973A - バイポ−ラ電力トランジスタ - Google Patents
バイポ−ラ電力トランジスタInfo
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- JPS6134973A JPS6134973A JP10706885A JP10706885A JPS6134973A JP S6134973 A JPS6134973 A JP S6134973A JP 10706885 A JP10706885 A JP 10706885A JP 10706885 A JP10706885 A JP 10706885A JP S6134973 A JPS6134973 A JP S6134973A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
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- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置、特にバイポーラ電力トランジスタ
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
電力トランジスタは十分に長い期間に亘り比較的高い電
力レベル従って比較的高い電流及び電圧に耐え得るよう
にする必要がある。電流値を増大させるためにはトラン
ジスタのエミッタをその周囲長さと面積との比が大きな
幾何学的形状、例えば指金形状に構成して既知のように
エミッターベース接合の周辺区域に電流が集中して電流
利得を低下するいわゆるバエミッタ集中（エミッタクラ
ウデインク）の現象を制限し得るようにする。
力レベル従って比較的高い電流及び電圧に耐え得るよう
にする必要がある。電流値を増大させるためにはトラン
ジスタのエミッタをその周囲長さと面積との比が大きな
幾何学的形状、例えば指金形状に構成して既知のように
エミッターベース接合の周辺区域に電流が集中して電流
利得を低下するいわゆるバエミッタ集中（エミッタクラ
ウデインク）の現象を制限し得るようにする。
（発明が解決しようとする問題点）
指金構造の電力トランジスタは、・コレクタ及びエミッ
タが互いに接続された複数個の同一の単位トランジスタ
により構成する。又、従来のこの種のトランジスタ構体
では単位トランジスタのベースを互いに接続しているた
め、その相対的なベース−エミッタ電圧がリンクされる
ようになる。実際上単位トランジスタの同一度は左程高
いとは見做し得ない。その理由はこれら単位トランジス
タの電気的特性及び動作温度が一般に相違するからであ
る。特にコレクターエミッタ電圧が増大すると単位トラ
ンジスタ全部を流れる電流は均一に分布されず成るトラ
ンジスタに局部的に集中し得るようになりその結果発生
した電力が全部のトランジスタにより発生する最大電力
よりも著しく低くなり、従って再生処理を施すとトラン
ジスタ自体がブレークダウンするようになる。パ順方向
２次ブレークダウン” ＜ｌ５ｙｂ ＞ として既知
のこのブレークダウン機構は従来の電力トランジスタの
主な欠点のうちの１つである。
タが互いに接続された複数個の同一の単位トランジスタ
により構成する。又、従来のこの種のトランジスタ構体
では単位トランジスタのベースを互いに接続しているた
め、その相対的なベース−エミッタ電圧がリンクされる
ようになる。実際上単位トランジスタの同一度は左程高
いとは見做し得ない。その理由はこれら単位トランジス
タの電気的特性及び動作温度が一般に相違するからであ
る。特にコレクターエミッタ電圧が増大すると単位トラ
ンジスタ全部を流れる電流は均一に分布されず成るトラ
ンジスタに局部的に集中し得るようになりその結果発生
した電力が全部のトランジスタにより発生する最大電力
よりも著しく低くなり、従って再生処理を施すとトラン
ジスタ自体がブレークダウンするようになる。パ順方向
２次ブレークダウン” ＜ｌ５ｙｂ ＞ として既知
のこのブレークダウン機構は従来の電力トランジスタの
主な欠点のうちの１つである。
本発明は、上述した欠点を除去し、コレクターエミッタ
電圧値が高い場合でも全表面区域に亘って均一に作動し
、従って２次プレ町りダウンを生ずることな〈従来の電
力トランジスタにより発生ずる電力よりも著しく高いレ
ベルの電力を供給し得るように適切に構成配置したバイ
ポーラ電力トランジスタを提供することを目的とする。
電圧値が高い場合でも全表面区域に亘って均一に作動し
、従って２次プレ町りダウンを生ずることな〈従来の電
力トランジスタにより発生ずる電力よりも著しく高いレ
ベルの電力を供給し得るように適切に構成配置したバイ
ポーラ電力トランジスタを提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明はベース端子、エミッタ端子及びコレクタ端子を
有するバイポーラ電力トランジスタにおいて、エミッタ
及びコレクタが電力トランジスタのエミッタ端子及びコ
レクタ端子に夫々接続された複数個の単位トランジスタ
と、各々が各単位トランジスタのベースに夫々接続され
た端子を有する同一数の電流発生器とを具えることを特
徴とする。
有するバイポーラ電力トランジスタにおいて、エミッタ
及びコレクタが電力トランジスタのエミッタ端子及びコ
レクタ端子に夫々接続された複数個の単位トランジスタ
と、各々が各単位トランジスタのベースに夫々接続され
た端子を有する同一数の電流発生器とを具えることを特
徴とする。
（実施例）
図面につき本発明を説明する。
第１図に等価回路で示す従来のｎｐｎ型電力トランジス
タは共通のコレクク電極Ｃ、エミッタ電極Ｅ及びベース
電極Ｂを有するＮ個のｎｐｎ型の単位トランジスタＴ１
、 Ｔ２．−−−−−４ ＴＮを具える。Ｎ個の単位ト
ランジスタは、ベース電極已に電流Ｉを供給する電流発
生器により示す制御段Ｇによって駆動する。作動の所定
瞬時にコレクク電極Ｃ及びエミッタ電極Ｅ間に電圧Ｖ。
タは共通のコレクク電極Ｃ、エミッタ電極Ｅ及びベース
電極Ｂを有するＮ個のｎｐｎ型の単位トランジスタＴ１
、 Ｔ２．−−−−−４ ＴＮを具える。Ｎ個の単位ト
ランジスタは、ベース電極已に電流Ｉを供給する電流発
生器により示す制御段Ｇによって駆動する。作動の所定
瞬時にコレクク電極Ｃ及びエミッタ電極Ｅ間に電圧Ｖ。
８を発生する。単位トランジスタＴ１、 Ｔ２．−ＴＮ
が同一構成の場合にはＮ個のベースに電流Ｉが均一に分
布する。従ってＮ個のトランジスタのコレクタ電流Ｉ。
が同一構成の場合にはＮ個のベースに電流Ｉが均一に分
布する。従ってＮ個のトランジスタのコレクタ電流Ｉ。
は同一値となり、各トランジスタは電力Ｉ。Ｖｃａを消
費する。この状態において電流発生器からの電流■が増
大するとコレクタ電流及び消費電力がＮ個のトランジス
タにおいて同様に増大する。
費する。この状態において電流発生器からの電流■が増
大するとコレクタ電流及び消費電力がＮ個のトランジス
タにおいて同様に増大する。
上述したように、実際上、単位トランジスタの特性及び
温度が相違することはしばしば起る。これらの相違は電
力Ｖ。８が増大する際に著しくなり、従って熱的及び電
気的に不安定となりその結果２次ブレークダウンが生じ
てトランジスタが誤作動するようになる。例えばトラン
ジスタＴ２の温度が他のトランジスタの温度よりも僅か
に高い場合には、そのベース−エミッタ電圧は、これが
他のトランジスタの電圧にリン、りされているため減少
し得す、そのペース電流従ってそのコレクタ電流が増大
し、（電流１ｃは僅かな温度変化に対し単位温度（℃）
当りほぼ８％増大する）且つその消費電力も他のトラン
ジスタを損傷する程度まで増大する。これがためトラン
ジスタＴ２の温度を著しく増大し従ってその消費電力も
更に増大する。この効果は累積され、電流工はトランジ
スタＴ２のベース内をほぼ完全に流れ得るようになる。
温度が相違することはしばしば起る。これらの相違は電
力Ｖ。８が増大する際に著しくなり、従って熱的及び電
気的に不安定となりその結果２次ブレークダウンが生じ
てトランジスタが誤作動するようになる。例えばトラン
ジスタＴ２の温度が他のトランジスタの温度よりも僅か
に高い場合には、そのベース−エミッタ電圧は、これが
他のトランジスタの電圧にリン、りされているため減少
し得す、そのペース電流従ってそのコレクタ電流が増大
し、（電流１ｃは僅かな温度変化に対し単位温度（℃）
当りほぼ８％増大する）且つその消費電力も他のトラン
ジスタを損傷する程度まで増大する。これがためトラン
ジスタＴ２の温度を著しく増大し従ってその消費電力も
更に増大する。この効果は累積され、電流工はトランジ
スタＴ２のベース内をほぼ完全に流れ得るようになる。
上述した状態は、１個のトランジスタが異常に作動する
とこれにより他のトランジスタの特性に悪影響を与える
と言う結果に単位トランジスタが無関係である事実によ
り発生する。
とこれにより他のトランジスタの特性に悪影響を与える
と言う結果に単位トランジスタが無関係である事実によ
り発生する。
２次ブレークダウンの問題に対する既知の解決策は、バ
ラスト抵抗と称される抵抗を各単位トランジスタのエミ
ッタに直列に接続して動作を安定化する負帰還を導入し
得るようにすることである。
ラスト抵抗と称される抵抗を各単位トランジスタのエミ
ッタに直列に接続して動作を安定化する負帰還を導入し
得るようにすることである。
他の既知の解決策は、例えば英国特許第１４６７６１２
号明細書に記載されているようにＦｌｐｎ型の各単位ト
ランジスタの代わりに、互いに゛カスコード″″構体ま
たはダーＩＪ ）ン構体に接続された駆動トランジスタ
及び出力トランジスタを具え、その出力トランジスタを
同一対の駆動トランジスタの代わりに他の対の駆動トラ
ンジスタに熱的に結合して熱不平衡を補償し得るように
したｎｐｎ型の一対のトランジスタを用いることである
。しかしこれらの解決策は２次ブレークダウンの問題に
対する部分的な解決策であり、更に高い飽和電圧の問題
をも含むようになる。
号明細書に記載されているようにＦｌｐｎ型の各単位ト
ランジスタの代わりに、互いに゛カスコード″″構体ま
たはダーＩＪ ）ン構体に接続された駆動トランジスタ
及び出力トランジスタを具え、その出力トランジスタを
同一対の駆動トランジスタの代わりに他の対の駆動トラ
ンジスタに熱的に結合して熱不平衡を補償し得るように
したｎｐｎ型の一対のトランジスタを用いることである
。しかしこれらの解決策は２次ブレークダウンの問題に
対する部分的な解決策であり、更に高い飽和電圧の問題
をも含むようになる。
上述した問題は本発明電力トランジスタにより解決され
、その−例を第２図に線図的に示す。第２図から明らか
なように本発明では単位トランジスタＴ１． Ｔ２．−
ｍ−ＴＮのベースを、第１図に示すように互いに接続す
る代わりに、互いに無関係とし、コレクタがベースに接
続されたｐｎｐ型のバイポーラトランジスタの形態の各
電流発生器により夫々駆動する。これらＮ個のｐｎｐ型
のトランジスタを第２図においてＧ１、 Ｇ２．−ＧＮ
で示す。これらトランジスタはそのエミッタを相互接続
して電力トランジスタの制御端子Ｃに接続し、ベースを
相互結合してベース端子Ｂを経て電流発生器として示さ
れる制御段Ｇの出力側に接続する。これら制御トランジ
スタＧ１、 Ｇ２．〜−− ＧＮはその電力消費レベル
が電力トランジスタＴ１、 Ｔ２．−−− ＴＮよりも
著しく低い。その理由はこれら制御トランジスタが電力
トランジスタに対するベース電流を供給するだけであり
、従って２次ブレークダウンを受けないからである。
、その−例を第２図に線図的に示す。第２図から明らか
なように本発明では単位トランジスタＴ１． Ｔ２．−
ｍ−ＴＮのベースを、第１図に示すように互いに接続す
る代わりに、互いに無関係とし、コレクタがベースに接
続されたｐｎｐ型のバイポーラトランジスタの形態の各
電流発生器により夫々駆動する。これらＮ個のｐｎｐ型
のトランジスタを第２図においてＧ１、 Ｇ２．−ＧＮ
で示す。これらトランジスタはそのエミッタを相互接続
して電力トランジスタの制御端子Ｃに接続し、ベースを
相互結合してベース端子Ｂを経て電流発生器として示さ
れる制御段Ｇの出力側に接続する。これら制御トランジ
スタＧ１、 Ｇ２．〜−− ＧＮはその電力消費レベル
が電力トランジスタＴ１、 Ｔ２．−−− ＴＮよりも
著しく低い。その理由はこれら制御トランジスタが電力
トランジスタに対するベース電流を供給するだけであり
、従って２次ブレークダウンを受けないからである。
（発明の効果）
本発明電力トランジスタでは単位トランジスタＴ１、
Ｔ２．−−−ＴＮはその全部を電流（ベース電流）に対
して制御し且つその相対ベース−エミッタ電極を互いに
リンクしない。熱的又は電気的状態が変化すると、各単
位トランジスタのベースーエミック電圧が゛変化し、そ
の結果トランジスタ自体のコレクタ電流に及ぼす影響を
無視し得るようになる。この電流は実際上温度と共に変
動する電流利得の変化によってのみ影響を受ける。既知
のようにこれらの変化は、単位温度（１）当りほぼ０．
５％であり、第１図の回路に生ずる単位温度（１）当り
ほぼ８％の変化よりも著しく低い。この電流分布は電力
トランジスタの全区域に亘り均一となり従って著しく高
い電力を供給することができる。
Ｔ２．−−−ＴＮはその全部を電流（ベース電流）に対
して制御し且つその相対ベース−エミッタ電極を互いに
リンクしない。熱的又は電気的状態が変化すると、各単
位トランジスタのベースーエミック電圧が゛変化し、そ
の結果トランジスタ自体のコレクタ電流に及ぼす影響を
無視し得るようになる。この電流は実際上温度と共に変
動する電流利得の変化によってのみ影響を受ける。既知
のようにこれらの変化は、単位温度（１）当りほぼ０．
５％であり、第１図の回路に生ずる単位温度（１）当り
ほぼ８％の変化よりも著しく低い。この電流分布は電力
トランジスタの全区域に亘り均一となり従って著しく高
い電力を供給することができる。
本発明電力トランジスタは、例えば米国特許第３５４４
８６０号明細書に記載された構体を得るために用いられ
るプレーナ技術のようなバイポーラ回路の通常の集積化
技術を用いてモノリシック集積回路として構成すること
ができる。この際、トランジスタＴ１、 Ｔ２．−−−
ＴＮは縦方向ｎｐｎ ）ランジスクとするのが好適で
あり、トランジスタＧｌ。
８６０号明細書に記載された構体を得るために用いられ
るプレーナ技術のようなバイポーラ回路の通常の集積化
技術を用いてモノリシック集積回路として構成すること
ができる。この際、トランジスタＴ１、 Ｔ２．−−−
ＴＮは縦方向ｎｐｎ ）ランジスクとするのが好適で
あり、トランジスタＧｌ。
Ｇ２．−−−ＧＮは横方向ｐｎｐ トランジスタとす
るのが好適である。
るのが好適である。
一第１図は既知のｎｐｎ型電力トランシスクの回路を示
す構成配置図、 第２図は本発明によるｎｐｎ型電力トランシスクの回路
を示す構成配置図である。 Ｔ１、 Ｔ２． 〜ＴＮ・電力用単位トランジスタＧ１
、 Ｇ２． 〜ＧＮ・・・制御トランジスタＧ・・・制
御段（電流発生器） Ｂ・・・ベース電極（端子） Ｃ・・コレクタ電極（端子） Ｅ・・エミッタ電極（端子） 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、＋ ＦＩＧ、 ２ 手 続 補 正 書 昭和６０年８月２０日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件の表示 昭和６０年特許願第１０７０６８号 ２、発明の名称 バイポーラ電力トランジスタ ３、補正をする者 事件上の関係 特許出願人 名 称 ニス・ジー・ニスーアテス・コンポ不ンチ・
エレットロニシ・ソンエク・ベル・アチオニ４、代理人 ５、補正の対象 図面
す構成配置図、 第２図は本発明によるｎｐｎ型電力トランシスクの回路
を示す構成配置図である。 Ｔ１、 Ｔ２． 〜ＴＮ・電力用単位トランジスタＧ１
、 Ｇ２． 〜ＧＮ・・・制御トランジスタＧ・・・制
御段（電流発生器） Ｂ・・・ベース電極（端子） Ｃ・・コレクタ電極（端子） Ｅ・・エミッタ電極（端子） 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、＋ ＦＩＧ、 ２ 手 続 補 正 書 昭和６０年８月２０日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１、事件の表示 昭和６０年特許願第１０７０６８号 ２、発明の名称 バイポーラ電力トランジスタ ３、補正をする者 事件上の関係 特許出願人 名 称 ニス・ジー・ニスーアテス・コンポ不ンチ・
エレットロニシ・ソンエク・ベル・アチオニ４、代理人 ５、補正の対象 図面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ベース端子（Ｂ）、エミッタ端子（Ｂ）及びコレク
タ端子（Ｃ）を有するバイポーラ電力トランジスタにお
いて、エミッタ及びコレクタが電力トランジスタのエミ
ッタ端子及びコレクタ端子に夫々接続された複数個の単
位トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２、−−−ＴＮ）と、各々が
各単位トランジスタのベースに夫々接続された端子を有
する同一数の電流発生器（Ｇ１、Ｇ２、−−−、ＧＮ）
とを具えることを特徴とするバイポーラ電力トランジス
タ。 ２、電流発生器を、単位トランジスタとは反対極性のト
ランジスタとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のバイポーラ電力トランジスタ。 ３、単位トランジスタをｎｐｎ型のトランジスタとし、
電流発生器をｐｎｐ型のトランジスタとし、これらｐｎ
ｐトランジスタのコレクタによって電流発生器の端子を
構成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載のバイポーラ電力トランジスタ。 ４、ｐｎｐ型のトランジスタのベース及びエミッタを電
力トランジスタのベース端子及びコレクタ端子に夫々接
続するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載のバイポーラ電力トランジスタ。 ５、トランジスタをモノリシック集積回路として構成す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第４項の何れかに記載のバイポーラ電力トランジスタ
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT21028A/84 | 1984-05-21 | ||
| IT8421028A IT1213171B (it) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Transistore bipolare di potenza. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134973A true JPS6134973A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0543179B2 JPH0543179B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=11175620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10706885A Granted JPS6134973A (ja) | 1984-05-21 | 1985-05-21 | バイポ−ラ電力トランジスタ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4672235A (ja) |
| JP (1) | JPS6134973A (ja) |
| DE (1) | DE3518077A1 (ja) |
| FR (1) | FR2564659B1 (ja) |
| GB (1) | GB2160357B (ja) |
| IT (1) | IT1213171B (ja) |
| SE (1) | SE501314C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1197307B (it) * | 1986-09-30 | 1988-11-30 | Sgs Microelettronica Spa | Transistore di potenza con comportamento migliorato e autoprotetto nei confronti della rottura secondaria diretta |
| IT1198275B (it) * | 1986-12-30 | 1988-12-21 | Sgs Microelettronica Spa | Transistore di potenza con miglioramento della resistenza alla rottura secondaria diretta |
| IT1226563B (it) * | 1988-07-29 | 1991-01-24 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuito a transistor di potenza integrato comprendente mezzi per la riduzione delle sollecitazioni termiche |
| US5546040A (en) * | 1993-01-22 | 1996-08-13 | Motorola, Inc. | Power efficient transistor and method therefor |
| US5373201A (en) * | 1993-02-02 | 1994-12-13 | Motorola, Inc. | Power transistor |
| US5610079A (en) * | 1995-06-19 | 1997-03-11 | Reliance Electric Industrial Company | Self-biased moat for parasitic current suppression in integrated circuits |
| US9195248B2 (en) * | 2013-12-19 | 2015-11-24 | Infineon Technologies Ag | Fast transient response voltage regulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915849U (ja) * | 1972-05-11 | 1974-02-09 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| NL7405237A (nl) * | 1974-04-18 | 1975-10-21 | Philips Nv | Parallelschakelen van halfgeleidersystemen. |
| NL191525C (nl) * | 1977-02-02 | 1995-08-21 | Shinkokai Zaidan Hojin Handot | Halfgeleiderinrichting omvattende een stroomkanaalgebied van een eerste geleidingstype dat wordt omsloten door een van een stuurelektrode voorzien stuurgebied van het tweede geleidingstype. |
| US4224537A (en) * | 1978-11-16 | 1980-09-23 | Motorola, Inc. | Modified semiconductor temperature sensor |
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-
1984
- 1984-05-21 IT IT8421028A patent/IT1213171B/it active
-
1985
- 1985-05-15 FR FR8507361A patent/FR2564659B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1985-05-20 SE SE8502469A patent/SE501314C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1985-05-20 DE DE19853518077 patent/DE3518077A1/de not_active Ceased
- 1985-05-21 US US06/736,810 patent/US4672235A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-21 JP JP10706885A patent/JPS6134973A/ja active Granted
- 1985-05-21 GB GB08512836A patent/GB2160357B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915849U (ja) * | 1972-05-11 | 1974-02-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8512836D0 (en) | 1985-06-26 |
| US4672235A (en) | 1987-06-09 |
| SE8502469L (sv) | 1985-11-22 |
| JPH0543179B2 (ja) | 1993-06-30 |
| GB2160357B (en) | 1987-12-31 |
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