JPS637470B2 - - Google Patents

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JPS637470B2
JPS637470B2 JP55176236A JP17623680A JPS637470B2 JP S637470 B2 JPS637470 B2 JP S637470B2 JP 55176236 A JP55176236 A JP 55176236A JP 17623680 A JP17623680 A JP 17623680A JP S637470 B2 JPS637470 B2 JP S637470B2
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collector
base
emitter
transistor
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Shunji Miura
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Fuji Electric Co Ltd
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    • 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
    • H01L27/08Devices 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
    • H01L27/082Devices 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 bipolar components only
    • H01L27/0823Devices 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 bipolar components only including vertical bipolar transistors only
    • H01L27/0825Combination of vertical direct transistors of the same conductivity type having different characteristics,(e.g. Darlington transistors)

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コレクタ層を構成する共通の基板上
に前段トランジスタ部と後段トランジスタ部とを
並設してダーリントン回路を構成してなる複合ト
ランジスタに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a composite transistor in which a front-stage transistor section and a rear-stage transistor section are arranged side by side on a common substrate constituting a collector layer to form a Darlington circuit.

ダーリントン回路というのは、第1図にNPN
型トランジスタを用いる場合について例示するよ
うに、前段トランジスタTr1のエミツタを後段ト
ランジスタTr2のベースに直接接続し、前段トラ
ンジスタTr1のベースを回路全体のベース端子B
に接続し、両トランジスタTr1,Tr2のコレクタ
を回路全体のコレクタ端子Cに接続し、後段トラ
ンジスタTr2のエミツタを回路全体のエミツタ端
子Eに接続してなるもので、回路全体として電流
増幅率の大きな1つのトランジスタとして取扱う
ことができるものである。
The Darlington circuit is shown in Figure 1 as an NPN circuit.
As illustrated in the case of using a type transistor, the emitter of the front stage transistor Tr 1 is directly connected to the base of the rear stage transistor Tr 2 , and the base of the front stage transistor Tr 1 is connected to the base terminal B of the entire circuit.
The collectors of both transistors Tr 1 and Tr 2 are connected to the collector terminal C of the entire circuit, and the emitter of the subsequent transistor Tr 2 is connected to the emitter terminal E of the entire circuit.The circuit as a whole is current amplified. It can be handled as a single transistor with a high rate.

このダーリントン回路の2個のトランジスタは
構造的に、コレクタを構成する共通の基板上に一
体的に構成することができ、その一例を第2図に
示す。
Structurally, the two transistors of this Darlington circuit can be constructed integrally on a common substrate constituting the collector, an example of which is shown in FIG.

第2図のトランジスタにおいては、コレクタ層
となるシリコン等の半導体基板1を共通のN-
として用い、その一面側にN型不純物を拡散して
N+層2を形成し、他面側に第1のベース層とな
る第1のP層3と第2のベース層となる第2のP
層4を並設している。第1のP層3上に第1のエ
ミツタ層となるN+層6を形成し、第2のP型層
4上に第2のエミツタ層となる第2のN+層7を
形成している。N+層2からコレクタ端子Cを、
P層3からベース端子Bを、又N+層7からエミ
ツタ端子Eをそれぞれ導出している。N+層6は
ワイヤ9を介して直接P層4に接続されている。
ここで、基板1及びN+層2により共通のコレク
タ層が構成され、このコレクタ層とP層3からな
るベース層とN+層6からなるエミツタ層とで第
1図の前段トランジスタTr1が構成され、又、上
記コレクタ層とP層4からなるベース層とN+
7からなるエミツタ層とで第1図の後段トランジ
スタTr2が構成されている。
In the transistor shown in Fig. 2, a semiconductor substrate 1 made of silicon or the like that serves as a collector layer is used as a common N - layer, and N-type impurities are diffused on one side of the substrate.
An N + layer 2 is formed, and a first P layer 3 serving as a first base layer and a second P layer 3 serving as a second base layer are formed on the other side.
Layer 4 is installed in parallel. An N + layer 6 that becomes a first emitter layer is formed on the first P layer 3, and a second N + layer 7 that becomes a second emitter layer is formed on the second P type layer 4. There is. Connect collector terminal C from N + layer 2,
A base terminal B is led out from the P layer 3, and an emitter terminal E is led out from the N + layer 7. The N + layer 6 is directly connected to the P layer 4 via a wire 9.
Here , a common collector layer is constituted by the substrate 1 and the N + layer 2, and the former stage transistor Tr 1 in FIG. The collector layer, the base layer made of the P layer 4, and the emitter layer made of the N + layer 7 constitute the latter stage transistor Tr2 in FIG.

このように構成されたダーリントン回路トラン
ジスタは、エミツタ端子Eに対してコレクタ端子
Cがプラスに、又、エミツタ端子Eに対してベー
ス端子Bがプラスになるように電圧を印加する
と、周知のダーリントン回路として動作する。
When a voltage is applied to the Darlington circuit transistor configured in this manner so that the collector terminal C becomes positive with respect to the emitter terminal E and the base terminal B becomes positive with respect to the emitter terminal E, the well-known Darlington circuit is formed. It works as.

第2図の両トランジスタ部はほぼ同一構造を持
つており、いずれも高耐圧特性を持たせるために
コレクタ層の抵抗を高くしており、又、コレクタ
層及びベース層(P層3,4)が厚いため、両ト
ランジスタ部の増幅率が小さくなつてしまい、ダ
ーリントン回路接続を施しても所望の大きな増幅
率を得ることは困難であつた。そのため、第3図
に示すように、3個のトランジスタTr1,Tr2
Tr3からなる3段結合のダーリントン回路を構成
することも行われている。
Both transistor parts in Fig. 2 have almost the same structure, and both have collector layers with high resistance in order to have high breakdown voltage characteristics, and collector layers and base layers (P layers 3 and 4). Because of the thickness of the transistor, the amplification factor of both transistor portions becomes small, and it has been difficult to obtain a desired large amplification factor even with Darlington circuit connection. Therefore, as shown in FIG. 3, three transistors Tr 1 , Tr 2 ,
A three -stage coupled Darlington circuit consisting of three transistors has also been constructed.

第3図のダーリントン回路を共通の基板1上に
構成する場合は、第4図に示すように、基板1上
に3組のP層3,4,5を並設し、各P層上にそ
れぞれN+層6,7,8を形成する。エミツタ端
子Eは第3のN+層8から導出し、第2のN+層7
は第3のP層5にワイヤ10を介して直接接続す
る。他の構成は基本的に第2図のダーリントン回
路と変りが無い。
When configuring the Darlington circuit shown in FIG. 3 on a common substrate 1, as shown in FIG. N + layers 6, 7, and 8 are formed, respectively. The emitter terminal E is derived from the third N + layer 8 and the second N + layer 7
is directly connected to the third P layer 5 via a wire 10. Other configurations are basically the same as the Darlington circuit shown in FIG.

しかし、第3図及び第4図の構成によれば、増
幅率のより大きなものが得られる反面、導通時の
飽和電圧が大きくなつて電力損失が増大するとい
う欠点があつた。
However, according to the configurations of FIGS. 3 and 4, although a larger amplification factor can be obtained, there is a drawback that the saturation voltage during conduction increases and power loss increases.

従つて本発明の目的は、上述の欠点を除去し、
より高耐圧、高増幅率で高速度の、ダーリントン
回路を構成する複合トランジスタを提供すること
にある。
It is therefore an object of the invention to eliminate the above-mentioned drawbacks and to
The object of the present invention is to provide a composite transistor constituting a Darlington circuit that has higher breakdown voltage, higher amplification factor, and higher speed.

この目的を達成するために本発明は、コレクタ
層を構成する共通の基板上に前段トランジスタ部
と後段トランジスタ部とを並設してダーリントン
回路を構成してなる複合トランジスタにおいて、
前段トランジスタ部及び後段トランジスタ部のう
ちのいずれか一方のベース層を他方のベース層よ
りも薄く形成し、このベース層を薄くした方のト
ランジスタ部のコレクタ層中に、コレクタ層の導
電型とは異なる導電型層を、前記薄くしたベース
層に対向するように格子状又は網目状に形成して
介在させると共に、厚い他方のベース層に接続さ
れるように延長させたことを特徴とするものであ
る。
To achieve this object, the present invention provides a composite transistor in which a front-stage transistor section and a rear-stage transistor section are arranged side by side on a common substrate constituting a collector layer to form a Darlington circuit.
The base layer of either the front-stage transistor section or the rear-stage transistor section is formed thinner than the other base layer, and the conductivity type of the collector layer is determined in the collector layer of the transistor section with the thinner base layer. The layer is characterized in that layers of different conductivity types are formed and interposed in a lattice or mesh shape so as to face the thin base layer, and are extended so as to be connected to the other thick base layer. be.

以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第5図は本発明の一実施例を示すものである。
この実施例は、回路図的には第1図のダーリント
ン回路に対応するものである。シリコン等の半導
体からなるN-層を共通の基板1とし、その一面
側にN型不純物を拡散してN+層2を形成し、他
面側には格子状又は網目状にP層11を形成して
いる。基板1上には更にP層11を覆うように
N-層12をエピタキシヤル等により積層する。
このようにして形成されたN-層12の中央部分
に後段トランジスタ部のベース層となるP層4を
P層11とは結合しない程度に相対的に薄く形成
し、その外周部分に前段トランジスタ部のベース
層となるP層3の外周部のP層11と結合するよ
うに、従つて相対的に厚く形成する。次いでP層
3及び4の中にそれぞれエミツタ層となるN+
6ないし7を形成する。この後、外側に構成され
た前段トランジスタ部のP層3からベース端子B
を導出し、N+層6を内側に構成された後段トラ
ンジスタ部のP層4にワイヤ9を介して接続す
る。後段トランジスタ部のN+層7からエミツタ
端子Eを導出し、最後に共通のN+層2からコレ
クタ端子Cを導出して、ここにダーリントン回路
が出来上る。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.
This embodiment corresponds in circuit diagram to the Darlington circuit shown in FIG. An N - layer made of a semiconductor such as silicon is used as a common substrate 1, and an N-type impurity is diffused on one side to form an N + layer 2, and a P layer 11 is formed in a lattice or mesh pattern on the other side. is forming. Further, on the substrate 1, so as to cover the P layer 11,
The N - layer 12 is laminated by epitaxial method or the like.
In the central part of the N - layer 12 formed in this way, a P layer 4, which will become the base layer of the subsequent transistor part, is formed relatively thinly to the extent that it does not combine with the P layer 11. Therefore, it is formed relatively thick so as to be combined with the P layer 11 on the outer periphery of the P layer 3 which becomes the base layer. Next, N + layers 6 and 7, which serve as emitter layers, are formed in the P layers 3 and 4, respectively. After this, from the P layer 3 of the front stage transistor section configured on the outside to the base terminal B
is derived, and the N + layer 6 is connected to the P layer 4 of the later stage transistor section configured inside via a wire 9. An emitter terminal E is led out from the N + layer 7 of the latter stage transistor section, and finally a collector terminal C is led out from the common N + layer 2, thereby completing a Darlington circuit.

このように構成された複合トランジスタは、後
段トランジスタ部のN-層即ちコレクタ層中に格
子状又は網目状に前段トランジスタ部のベース層
即ちP層11が介在しているために、後段トラン
ジスタ部のコレクタ層中に到達した電子の流れが
P層11間を流れることになるので多少流れが妨
げられるが、P層が従来構造のものよりも薄く出
来るため、高増幅率、高スイツチング速度化が可
能となる。この理由を以下に、より詳細に説明す
る。
In the composite transistor configured in this way, the base layer, that is, the P layer 11 of the former stage transistor part is interposed in the N - layer, that is, the collector layer of the latter stage transistor part, in a lattice or mesh shape. Since the flow of electrons that have reached the collector layer flows between the P layers 11, the flow is somewhat hindered, but since the P layer can be made thinner than in conventional structures, high amplification factors and high switching speeds are possible. becomes. The reason for this will be explained in more detail below.

今、エミツタ端子Eに対してコレクタ端子Cに
プラスの電位をかけ、ベース端子Bをオープンの
状態にした場合を考えると、前段トランジスタ部
及び後段トランジスタ部の各ベース・コレクタ間
接合は逆バイアスであるため、それぞれPN接合
を境にして空乏層が拡がる。そして、前段トラン
ジスタのベースとして形成されたP層11,3に
より後段トランジスタ部のコレクタ層が部分的に
電界効果型トランジスタと同様な構造になつてい
るために、エミツタ・コレクタ間電圧が或る値以
上になるとピンチオフの状態となる。格子状又は
網目状のP層11の無い場合の後段トランジスタ
部のエミツタ・コレクタ間耐圧をVCEO(NO)とすれ
ば、これよりも低い電圧でコレクタ層中に形成さ
れたP層11によつてN-層がピンチオフするよ
うにP層11相互間の間隔即ちそこに介在する
N-層部分の抵抗値を設計することにより、後段
トランジスタ部のエミツタ・コレクタ間耐圧
vCEO(NO)で降伏する前にコレクタ層でピンチオフさ
れるため、この電圧でエミツタE・コレクタC間
は降伏することなく、後段トランジスタ部のエミ
ツタ・コレクタ間耐圧VCEOにまで耐圧を向上させ
ることができる。
Now, if we consider the case where a positive potential is applied to the emitter terminal E and the collector terminal C and the base terminal B is left open, each base-collector junction of the front-stage transistor section and the rear-stage transistor section is reverse biased. Therefore, the depletion layer spreads across the PN junction. Since the collector layer of the latter transistor section partially has a structure similar to that of a field effect transistor due to the P layers 11 and 3 formed as the base of the former transistor, the emitter-collector voltage increases to a certain value. If it becomes more than that, it will be in a pinch-off state. If the emitter-collector breakdown voltage of the subsequent transistor section without the lattice-like or mesh-like P layer 11 is V CEO (NO) , then the P layer 11 formed in the collector layer can be used at a lower voltage than this. The space between the P layers 11, that is, the space between the P layers 11, so that the N - layer is pinched off.
By designing the resistance value of the N - layer part, the emitter-collector breakdown voltage of the subsequent transistor part can be increased.
Since it is pinched off in the collector layer before breaking down at v CEO (NO) , the breakdown voltage between emitter E and collector C does not occur at this voltage, and the withstand voltage between the emitter and collector of the subsequent transistor section is improved to V CEO . be able to.

一方、前段トランジスタ部は増幅率を小さくし
て、ベース幅を広くとり、高耐圧に設計すること
により、高耐圧で高増幅率のダーリントン回路複
合トランジスタを構成することが可能となる。例
えば、vCEO=800V程度の従来のダーリントン回
路複合トランジスタでは、両トランジスタ部でそ
れぞれ5以下であり、総合増幅率20以上にするこ
とは非常に困難であつた。しかるに本発明の構造
では、後段トランジスタ部の増幅率を100以上に
することが可能であり、たとえ前段トランジスタ
部の増幅率を2程度に設計しても、総合で200以
上の増幅率を得ることが可能になる。なお、この
増幅率は、後段トランジスタ部のエミツタ・コレ
クタ間耐圧vCEO(NO)を100Vとして設計し、ピンチ
オフ電圧を80Vとし、前段トランジスタのエミツ
タ・コレクタ間耐圧vCEOを800V以上とした場合
のものである。以上要するに、本発明によれば、
エミツタ・コレクタ間耐圧800V以上で数百以上
の高増幅率のダーリントン回路トランジスタを得
ることができるということである。
On the other hand, by designing the front-stage transistor section to have a small amplification factor, a wide base width, and a high breakdown voltage, it is possible to construct a Darlington circuit composite transistor with a high breakdown voltage and a high amplification factor. For example, in a conventional Darlington circuit composite transistor where v CEO = about 800V, both transistor parts each have a value of 5 or less, making it extremely difficult to achieve a total amplification factor of 20 or more. However, with the structure of the present invention, it is possible to increase the amplification factor of the rear-stage transistor section to 100 or more, and even if the amplification factor of the front-stage transistor section is designed to be about 2, a total amplification factor of 200 or more can be obtained. becomes possible. This amplification factor is calculated when the emitter-collector breakdown voltage v CEO (NO) of the rear-stage transistor section is designed to be 100V, the pinch-off voltage is 80V, and the emitter-collector breakdown voltage v CEO of the front-stage transistor is set to 800V or more. It is something. In summary, according to the present invention,
This means that it is possible to obtain a Darlington circuit transistor with an emitter-collector breakdown voltage of 800V or more and a high amplification factor of several hundred or more.

一般にトランジスタのエミツタ・コレクタ間耐
圧vCEOは、 の関係にある。ここで、hFEは電流増幅率、nは
常数であつて、NPN拡散ベース型で3〜4、
vCBOはベース・コレクタ間耐圧である。(1)式から
推察し得るように、従来構造のトランジスタで
は、耐電圧と増幅率とは相反する関係にあり、高
耐圧で同時に高増幅率のものを得ることは非常に
困難であつた。しかるに本発明によれば高耐圧
で、しかも高増幅率の複合トランジスタを得るこ
とが出来ることになるのである。又、従来構造で
はベース幅を広くする必要からスイツチング速度
も遅く、高周波での使用は困難であつたが、本発
明のトランジスタでは耐圧に関係なくベース幅を
狭くすることが可能なために高スイツチング速度
化も可能になつたのである。
Generally, the emitter-collector breakdown voltage v CEO of a transistor is There is a relationship between Here, h FE is the current amplification factor, n is a constant, and is 3 to 4 in the NPN diffusion-based type.
v CBO is the base-collector breakdown voltage. As can be inferred from equation (1), in transistors with conventional structures, withstand voltage and amplification factor have a contradictory relationship, and it has been extremely difficult to obtain a high withstand voltage and a high amplification factor at the same time. However, according to the present invention, it is possible to obtain a composite transistor with high breakdown voltage and high amplification factor. In addition, in the conventional structure, the switching speed was slow due to the need to widen the base width, making it difficult to use at high frequencies, but with the transistor of the present invention, the base width can be narrowed regardless of the withstand voltage, resulting in high switching speed. This also made it possible to speed up the process.

本発明のトランジスタではコレクタ層中に新し
くP層11を形成することにより、キヤリヤの通
路がその領域だけ狭くなるが、第5図のトランジ
スタでは前段トランジスタ部の増幅率を低く抑え
ており、(1)式からエミツタ・コレクタ間耐圧を高
くとることができるため、ダーリントン回路トラ
ンジスタのエミツタ・コレクタ間に或る耐電圧を
必要とする場合に一般のダーリントン回路トラン
ジスタに比してコレクタ・ベース間耐圧VCBOを低
くすることができるのでコレクタ層の比抵抗を低
くすることが可能となる。従つて、P層11によ
りコレクタ領域が狭くなつた分だけコレクタの抵
抗値が上昇するように思われるが、実際はコレク
タの比抵抗を下げることができるため抵抗値はあ
まり変化しないようにすることができる。一般に
抵抗値Rは、R=l/A・ρ(ただし、lは長さ、A は断面積、ρは比抵抗)で表されるため、面積A
が小さくなり、長さlが多少長くなつても、比抵
抗ρを小さくすることができるので、総合的に抵
抗値Rは大きくならないように設計することは可
能である。例えば面積AがP型層11の形成によ
り40%減少したとしても比抵抗を40%低くするこ
とは容易であり、長さlを変えなくても抵抗値R
は総合的に増加させないですむことになる。特に
設計上、エミツタ(N+層)の直下に格子状又は
網目状に形成されたP層11が来ないようにする
ことも容易かつ可能であり、従つてキヤリアの流
れが乱されることなく、かくして新しく形成され
たP層11によりコレクタ層の抵抗を増加させな
いですますことができる。
In the transistor of the present invention, by forming a new P layer 11 in the collector layer, the carrier path becomes narrower in that region, but in the transistor shown in FIG. ) formula, it is possible to obtain a higher emitter-collector breakdown voltage, so when a certain withstand voltage is required between the emitter and collector of a Darlington circuit transistor, the collector-base breakdown voltage V is higher than that of a general Darlington circuit transistor. Since the CBO can be lowered, the specific resistance of the collector layer can be lowered. Therefore, it seems that the resistance value of the collector increases as the collector region becomes narrower due to the P layer 11, but in reality, the specific resistance of the collector can be lowered, so the resistance value should not change much. can. Generally, the resistance value R is expressed as R=l/A・ρ (where l is the length, A is the cross-sectional area, and ρ is the specific resistance), so the area A
Even if the length l becomes small and the length l becomes somewhat long, the specific resistance ρ can be made small, so it is possible to design so that the resistance value R does not become large overall. For example, even if the area A is reduced by 40% due to the formation of the P-type layer 11, it is easy to lower the specific resistance by 40%, and the resistance value R can be easily reduced by 40% without changing the length l.
This means that there is no need to increase overall. In particular, in terms of design, it is easy and possible to prevent the P layer 11 formed in a lattice or mesh shape from directly below the emitter (N + layer), so that the carrier flow is not disturbed. In this way, it is possible to avoid increasing the resistance of the collector layer due to the newly formed P layer 11.

以上の説明は後段トランジスタ部を高増幅率と
した場合の説明であるが、前段トランジスタ部を
高増幅率にすることも可能であり、その実施例を
第6図に示す。
Although the above explanation is for the case where the rear-stage transistor section has a high amplification factor, it is also possible to make the front-stage transistor section a high amplification factor, and an example thereof is shown in FIG.

第6図のトランジスタにおいては、第5図のも
のを基本として前段トランジスタ部と後段トラン
ジスタ部の位置が交換され、中央部に前段トラン
ジスタ部のベース層となる相対的に薄いP層3が
設けられ、周辺部に後段トランジスタ部のベース
層となる相対的に厚いP層4が設けられている。
もちろん、エミツタ層となるN+層6はP層3の
中に、又N+層7はP層4の中に形成される。回
路結線及び端子導出は第5図に準じて行われる。
In the transistor shown in FIG. 6, the positions of the front-stage transistor section and the rear-stage transistor section are exchanged based on the transistor shown in FIG. , a relatively thick P layer 4 is provided in the peripheral portion to serve as a base layer of a subsequent transistor section.
Of course, the N + layer 6 serving as an emitter layer is formed in the P layer 3, and the N + layer 7 is formed in the P layer 4. Circuit connection and terminal derivation are performed according to FIG. 5.

第5図の構造にするか、第6図の構造にするか
は希望するスイツチング速度及び二次破壊耐量に
よつて決めるのがよい。一般に、第5図のように
後段トランジスタ部を高増幅率にするのは高速度
を必要とする場合に適しており、第6図のように
前段トランジスタ部を高増幅率にするのは二次破
壊耐量が要求される場合に適している。従つて、
いずれの構造を選択するかは用途によるのがよ
い。
It is best to decide whether to use the structure shown in FIG. 5 or the structure shown in FIG. 6 depending on the desired switching speed and secondary fracture resistance. In general, setting the rear stage transistor section to a high amplification factor as shown in Fig. 5 is suitable when high speed is required, and setting the front stage transistor section to a high amplification factor as shown in Fig. 6 is suitable for secondary Suitable when destruction resistance is required. Therefore,
Which structure should be selected depends on the application.

第5図及び第6図の実施例はNPN型トランジ
スタについてのものであるが、PNP型トランジ
スタについても本発明はNPN型のものと全く同
様に適用できる。
Although the embodiments shown in FIGS. 5 and 6 relate to NPN type transistors, the present invention can be applied to PNP type transistors in exactly the same manner as to NPN type transistors.

PNP型ダーリントン回路複合トランジスタは、
回路的には第7図の構成を持つている。即ち2つ
のPNP型トランジスタTr10及びTr20からなつて
いて、前段トランジスタTr10は、ベースをベー
ス端子Bに、エミツタを後段トランジスタTr20
のベースに、コレクタをコレクタ端子Cにそれぞ
れ接続している。後段トランジスタTr20のエミ
ツタはエミツタ端子Eに、コレクタはコレクタ端
子Cにそれぞれ接続している。
PNP type Darlington circuit composite transistor is
The circuit has the configuration shown in FIG. That is, it consists of two PNP type transistors Tr 10 and Tr 20 , the former stage transistor Tr 10 has its base connected to the base terminal B, and the emitter connected to the latter stage transistor Tr 20 .
The collectors are connected to the collector terminals C at the bases of the terminals. The emitter of the latter stage transistor Tr 20 is connected to the emitter terminal E, and the collector is connected to the collector terminal C.

第7図のダーリントン回路において、前段と後
段のいずれのトランジスタを高増幅率とするかに
より、構造的に第8図又は第9図の実施例があり
得る。第8図の実施例はNPN型の第5図の実施
例に対応し、同様に第9図の実施例は第6図の実
施例に対応している。両実施例とも、NPN型か
らPNP型への変更に応じて、NPN型における
N-層からなる基板1の代りにP-層からなる基板
21が、N+層2の代りにP+層22が、ベース層
となるP層3,4の代りにN層23,24が、エ
ミツタ層となるN+層6,7の代りにP+層26,
27が、更に格子状又は網目状のP層11の代り
にN層31がそれぞれ用いられている。このよう
なP型とN型の違いにより、NPN型とPNP型と
では電流つまりは電子の流れの方向が逆になる
が、NPN型トランジスタとしての前述の説明は
そのまま第8図及び第9図のPNP型トランジス
タにもあてはまる。
In the Darlington circuit shown in FIG. 7, the embodiment shown in FIG. 8 or 9 may be structurally possible depending on which of the transistors in the front stage and the rear stage is used for a high amplification factor. The embodiment of FIG. 8 corresponds to the NPN type embodiment of FIG. 5, and similarly the embodiment of FIG. 9 corresponds to the embodiment of FIG. 6. In both examples, depending on the change from NPN type to PNP type, the change in NPN type
A substrate 21 made of a P - layer is used instead of the substrate 1 made of an N - layer, a P + layer 22 is used instead of the N + layer 2, and N layers 23 and 24 are used instead of the P layers 3 and 4 which are base layers. , P + layer 26 instead of N + layers 6 and 7, which serve as emitter layers.
27, and an N layer 31 is used in place of the grid-like or mesh-like P layer 11. Due to this difference between P type and N type, the direction of current, that is, the flow of electrons, is opposite between NPN type and PNP type, but the above explanation as an NPN type transistor remains unchanged as shown in Figures 8 and 9. This also applies to PNP type transistors.

以上述べたように本発明によれば、前・後段い
ずれかのトランジスタ部のベース層を他方のベー
ス層よりも薄くし、このベース層を薄くした方の
トランジスタ部のコレクタ層中に、コレクタ層と
は異なる導電型層を、その薄くした方のベース層
に対向するように格子状又は網目状に形成して介
在させることにより、高耐圧で高増幅率であり、
しかも高スイツチング速度のダーリントン回路を
構成する複合トランジスタを提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the base layer of either the front or rear transistor section is made thinner than the other base layer, and a collector layer is included in the collector layer of the transistor section with the thinner base layer. By forming and interposing a conductivity type layer different from the thinner base layer in a lattice or mesh shape so as to face the thinner base layer, high breakdown voltage and high amplification factor can be achieved.
Moreover, it is possible to provide a composite transistor constituting a Darlington circuit with high switching speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はNPN型トランジスタを用いた2段結
合のダーリントン回路の接続図、第2図は第1図
のダーリントン回路に相当する従来の複合トラン
ジスタの構造を示す縦断面図、第3図は3段結合
のダーリントン回路の接続図、第4図は3図のダ
ーリントン回路に相当する従来の複合トランジス
タの縦断面図、第5図及び第6図は第1図のダー
リントン回路に対応する本発明による複合トラン
ジスタの異なる実施例を示す縦断面図、第7図は
PNP型トランジスタを用いたダーリントン回路
の接続図、第8図及び第9図は第7図のダーリン
トン回路に対応する本発明による複合トランジス
タの異なる実施例を示す縦断面図である。 1……基板(N-層)、2……N+層、3,4…
…P層(ベース層)、6,7……N+層(エミツタ
層)、9……ワイヤ、11……格子状又は網目状
のP層、12……N-層、B……ベース端子、E
……エミツタ端子、C……コレクタ端子、21…
…基板(P-層)、22……P+層、23,24……
N層(ベース層)、26,27……P+層(エミツ
タ層)、29……ワイヤ、31……格子状又は網
目状のN層、32……P-層。
Figure 1 is a connection diagram of a two-stage coupled Darlington circuit using NPN transistors, Figure 2 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a conventional composite transistor corresponding to the Darlington circuit in Figure 1, and Figure 3 is a A connection diagram of a stage-coupled Darlington circuit, FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional composite transistor corresponding to the Darlington circuit in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are diagrams according to the present invention corresponding to the Darlington circuit in FIG. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing different embodiments of the composite transistor.
Connection diagrams of a Darlington circuit using PNP type transistors, FIGS. 8 and 9 are longitudinal sectional views showing different embodiments of the composite transistor according to the present invention corresponding to the Darlington circuit of FIG. 7. 1... Substrate (N - layer), 2... N + layer, 3, 4...
... P layer (base layer), 6, 7 ... N + layer (emitter layer), 9 ... wire, 11 ... lattice-like or mesh-like P layer, 12 ... N - layer, B ... base terminal ,E
...Emit terminal, C...Collector terminal, 21...
... Substrate (P - layer), 22 ... P + layer, 23, 24 ...
N layer (base layer), 26, 27...P + layer (emitter layer), 29... wire, 31... lattice-like or mesh-like N layer, 32... P - layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1の導電型の共通のコレクタ層上に、前記
第1の導電型とは異なる第1および第2のベース
層を並設し、前記第1のベース層上に第1の導電
型の第1のエミツタ層を、また、前記第2のベー
ス層上に第1の導電型の第2のエミツタ層をそれ
ぞれ設け、前記コレクタ層からコレクタ端子を、
前記第1のベース層からベース端子を、更に前記
第2のエミツタ層からエミツタ端子をそれぞれ導
出し、前記第1のエミツタ層に流れる電流が第2
のベース層に流れるように電気的に接続して成る
複合トランジスタにおいて、前記第1および第2
のベース層のうちのいずれか一方を他方よりも薄
く形成し、この薄くしたベース層に対向して前記
コレクタ層中に、このコレクタ層とは異なる第2
の導電型の層を格子状または網目状にして介在さ
せると共に、厚い他方のベース層に接続されるよ
うに延長させたことを特徴とする複合トランジス
タ。
1. On a common collector layer of a first conductivity type, first and second base layers different from the first conductivity type are arranged in parallel, and on the first base layer, a collector layer of the first conductivity type is provided. A first emitter layer is provided on the second base layer, and a second emitter layer of a first conductivity type is provided on the second base layer, and a collector terminal is connected from the collector layer.
A base terminal is led out from the first base layer and an emitter terminal is led out from the second emitter layer, so that the current flowing through the first emitter layer is connected to the second emitter layer.
In a composite transistor formed by electrically connecting to a base layer of the first and second
one of the base layers is formed thinner than the other, and a second layer different from the collector layer is formed in the collector layer opposite to the thinner base layer.
1. A composite transistor characterized in that a layer of conductivity type is interposed in a lattice or mesh pattern and extended so as to be connected to the other thick base layer.
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