SE409789B

SE409789B - OVERCURRENT PROTECTED TRANSISTOR

Info

Publication number: SE409789B
Application number: SE7800277A
Authority: SE
Inventors: A G Gabrielsson; O Sternbeck
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1979-09-03
Also published as: AU4312379A; SE7800277L; DE2900236A1; AU524509B2; IT7919179A0; FR2414251A1; DE2900236C2; IT1110441B; FR2414251B1; GB2012139B; GB2012139A

Description

7-800277 -1 2 enbart kan resultera i en sänkt inspänning till tröskelkretsen. 7-800277 -1 2 can only result in a reduced input voltage to the threshold circuit.

Den överströmsskyddade transistorn enligt uppfinningen kan strömbe- gränsas utan risk för att transistorn låses i ett högresistivt till- - stånd av tröskelkretsen och utan att dennas avkänning av kollektor- strömmen har nackdelen av att fordra ett extra spänningsfall över ett motstånd kopplat i serie med kollektor-emittersträckan hos transistorn.The overcurrent protected transistor according to the invention can be limited without the risk of the transistor being locked in a highly resistive position of the threshold circuit and without its sensing of the collector the current has the disadvantage of requiring an extra voltage drop across one resistor connected in series with the collector-emitter distance of the transistor.

Den överströmsskyddade transistorn enligt uppfinningen vars kännetecken framgår av efterföljande patentkrav skall nu närmare beskrivas under hänvisning till bifogad ritning där fig. l visar ett kretsschema över en tvåpol där uppfinningen är tillämpad och fig. 2 visar ett tvärsnitt av en monolitstruktur som avser en föredragen utföringsform av upp- finningen.The overcurrent protected transistor according to the invention whose characteristics appears from the following claims, will now be described in more detail below reference to the accompanying drawing where Fig. 1 shows a circuit diagram of a bipole where the invention is applied and Fig. 2 shows a cross section of a monolith structure relating to a preferred embodiment of the the finding.

Fig. l visar ett kretsschema över en tvåpol som innefattar en över- strömsskyddad transistor l och är anordnad att övergå från ett låg- resistivt till ett högresistivt tillstånd när ett kritiskt värde över- skrides av en kollektorström uttagen från en kollektorregion hos transistorn 1 via en kollektoranslutning 2. En regenerativ tröskel- krets 3 är anordnad att då bryta en basström till transistorn l.Fig. 1 shows a circuit diagram of a bipolar comprising a current-protected transistor 1 and is arranged to switch from a low resistive to a highly resistive state when a critical value exceeds slid by a collector current drawn from a collector region at transistor 1 via a collector connection 2. A regenerative threshold circuit 3 is arranged to then break a base current to the transistor 1.

Tröskelkretsen 3 har en ingång 4 som enligt uppfinningen är försedd med en anslutning 5 till kollektorregionen hos transistorn l skild från kollektoranslutningen 2.The threshold circuit 3 has an input 4 which according to the invention is provided with a connection 5 to the collector region of the transistor 1 separated from the collector connection 2.

Den regenerativa tröskelkretsen 3 har en utgångspol 6 ansluten till en baselektrod hos transistorn l via en andra och tredje transistor 7 och 8 vilka är kaskadkopplade med varandra och är av motsatta polari- teter. I avsikt att säkerställa att tröskelkretsen 3 kan fullständigt bryta basströmmen till transistorn l är en diod 9 inlagd i emitter- kretsen hos transistorn 7 och tvâ motstånd 10 och ll parallellkopplade med bas-emittersträckan hos transistorn 8 respektive hos transistorn l.The regenerative threshold circuit 3 has an output pole 6 connected to it a base electrode of the transistor 1 via a second and a third transistor 7 and 8 which are cascaded with each other and are of opposite polarities. teter. In order to ensure that the threshold circuit 3 can complete breaking the base current to the transistor 1, a diode 9 is inserted in the emitter the circuit of the transistor 7 and two resistors 10 and 11 are connected in parallel with the base-emitter distance of the transistor 8 and of the transistor 1, respectively.

Den senare transistorn är dessutom skyddad mot eventuella transienter därigenom att dess kollektor-emittersträcka och kollektor-bassträcka är försedda med en parallellkopplad diod 12 respektive en parallell- kopplad zenerdiod 13. _Ingången 4 hos tröskelkretsen 3 tillhör ett ingångssteg som innefattar två transistorer 14 och 15 vilka enligt exemplet är av motsatta polari- teter och är anordnade att bilda en s k hook-vippa, ett motstånd 16 parallellkopplat med bas-emittersträckan hos transistorn 15 och ett motstånd l7 kopplat i serie med kollektor-emittersträckorna hos trans- .»..~ .-.\>f.-..--....;.. ._ 3- 7800277-1 . istorerna l4 och 15. Dessutom innefattar ingångssteget ett shuntmot- stånd 18 med en negativ temperaturkoefficient anpassad att bibehålla funktionen hos tvâpolen oförändrad inom ett föreskrivet temperatur- intervall och ett spänningsreducerande seriemotstånd 19. Lämpliga komponentvärden för kretsschemat är exempelvis 50 kiloohm och en nega- tiv temperaturkoefficient av storleken 5700 ppm/°C för motståndet 18,' l50kiioohm för motståndet 19, 500 ohm för motståndet l0, 50 ohm för motståndet ll, 5 kiloohm för motståndet 16 och 2 kiloohm för mot- ståndet 17. Enligt exemplet har kollektoranslutningen 2 en inre resist- ans av storleken l ohm.The latter transistor is also protected against any transients thereby its collector-emitter distance and collector-base distance are provided with a parallel-connected diode 12 and a parallel- coupled zener diode 13. The input 4 of the threshold circuit 3 belongs to an input stage which comprises two transistors 14 and 15 which according to the example are of opposite polarities and are arranged to form a so-called hook rocker, a resistor 16 connected in parallel with the base-emitter distance of the transistor 15 and one resistor 17 connected in series with the collector-emitter distances of the trans- . ».. ~ .-. \> f.-.. - ....; .. ._ 3- 7800277-1 . Istors 14 and 15. In addition, the input stage comprises a shunt motor. stand 18 with a negative temperature coefficient adapted to maintain the function of the bipolar unchanged within a prescribed temperature interval and a voltage-reducing series resistor 19. Suitable component values for the circuit diagram are, for example, 50 kiloohm and a negative temperature coefficient of the magnitude 5700 ppm / ° C for the resistor 18, ' l50kiioohm for the resistor 19, 500 ohms for the resistor l0, 50 ohms for resistor 11, 5 kiloohm for resistor 16 and 2 kiloohm for resistor According to the example, the collector connection 2 has an internal resistor ans of size l ohm.

Transistorn 1, tröskelkretsen 3, de båda kaskadkopplade transistorerna 7 och 8, dioden 9 och motståndet 10 integreras lämpligen i en monolit- isk krets varvid den ena av de kaskadkopplade transistorerna kan ges . en lateral struktur för att inbespara kostnader i framställningen så- som det beskrives i det svenska patentet nr 337 851.Transistor 1, threshold circuit 3, the two cascaded transistors 7 and 8, the diode 9 and the resistor 10 are suitably integrated in a monolithic circuit whereby one of the cascaded transistors can be given . a lateral structure to save on production costs so- as described in Swedish Patent No. 337,851.

Fig. 2 visar ett tvärsnitt av en monolitstruktur vilken avser en före- dragen utföringsform av uppfinningen och i vilken den överströmsskydd- ade transistorn 1 i fig. 1 har en emitterregion 20, en basregion 21, en kollektorregion 22 och en kollektorelektrod 23. Till den senare har kollektorregionen 22 en anslutning via en kontakteringsregion 24 som enligt exemplet är utförd i samma processteg som emitterregionen 20 och därför ej när ned till en subkollektorregion 25 hos transistorn l.Fig. 2 shows a cross section of a monolith structure which relates to a embodied embodiment of the invention and in which the overcurrent protection The transistor 1 in Fig. 1 has an emitter region 20, a base region 21, a collector region 22 and a collector electrode 23. To the latter has the collector region 22 a connection via a contacting region 24 which according to the example is performed in the same process step as the emitter region 20 and therefore does not reach down to a subcollector region 25 of transistor 1.

Med utelämnande av shuntmotståndet 18 och det spänningsreducerande seriemotståndet 19 är transistorn 14 i ingângssteget hos tröskelkretsen 3 utförd som en lateral transistor anordnad vid sidan av den överströms- skyddade transistorn l och given en motsatt polaritet relativt denna.With the omission of the shunt resistor 18 and the voltage reducing the series resistor 19 is the transistor 14 in the input stage of the threshold circuit 3 is designed as a lateral transistor arranged next to the overcurrent protected the transistor 1 and given an opposite polarity relative thereto.

Den laterala transistorn har en emitterregion 26 med en emitterelektrod 27 given en ledningsanslutning 28 till kollektorelektroden 23 hos trans- istorn 1, en basregion 29 svarande mot ingången 4 hos tröskelkretsen 3 med anslutningen 5 till kollektorregionen 20 bildad av subkollektor- regionen 25, och en kollektorregion 30. Enligt exemplet innefattar den senare en grund region 31 av motsatt polaritet vilken bildar emitter- region hos transistorn 15 varvid basregion och kollektorregion hos denna sammanfaller med kollektorregionen 30 respektive basregionen 29 hos transistorn 14.The lateral transistor has an emitter region 26 with an emitter electrode 27 given a lead connection 28 to the collector electrode 23 of the transducer istorn 1, a base region 29 corresponding to the input 4 of the threshold circuit 3 with the connection 5 to the collector region 20 formed by the sub-collector region 25, and a collector region 30. According to the example, it includes later a shallow region 31 of opposite polarity which forms the emitter region of the transistor 15, the base region and the collector region thereof coincides with the collector region 30 and the base region 29, respectively, of transistor 14.

Den beskrivna monolitstrukturen är lämplig för att enbart strömbegränsa transistorn 1. För att omställa transistorn l från ett lâgresistivt till ett högresistivt tillstånd enligt den avsedda kretsfunktionen i fig. 1 7800277-1 r 4 _ . utföres transistornl4 hellre isolerad relativt transistorn l varvid regionerna 26 och 30 utgår medan den grunda regionen 31 kan kvarstå i en oförändrad form för att anslutas till basen hos transistorn 14 via seriemotståndet 19 och shuntmotståndet 18. Givetvis kan regionen 31 då utföras djupare så att den når ned till subkollektorregionen 25 _hos transistorn l och detsamma gäller kontakteringsregionen 24 hos denna men det är av ekonomiska skäl lämpligt att framställa båda dessa regioner i samma processsteg som emitterregionen 20 på samma sätt som de tvâ ovannämnda regionerna 26 och 30 lämpligen bör framställas i samma processteg som basregionen 21. Vid behov av stora kollektorström- mar hos transistorn 1 bör dock kontakteringsregionen 24 nå ned till subkollektorregionen 25. 'The described monolith structure is suitable for current limiting only the transistor 1. To switch the transistor 1 from a low resistive to a highly resistive state according to the intended circuit function in Fig. 1 7800277-1 r 4 _. the transistor 14 is preferably insulated relative to the transistor 1, wherein regions 26 and 30 are deleted while the shallow region 31 may remain in an unchanged form to be connected to the base of the transistor 14 via the series resistor 19 and the shunt resistor 18. Of course, the region can 31 is then made deeper so that it reaches down to the subcollector region 25 with the transistor 1 and the same applies to the contacting region 24 of this but for economic reasons it is appropriate to produce both of these regions in the same process step as the emitter region 20 in the same way as the two regions 26 and 30 mentioned above should be suitably represented in the same process steps as the base region 21. When large collector currents are needed of the transistor 1, however, the contacting region 24 should reach down to sub-collector regions 25. '

Claims

2 2 7800277-122 PATENT Claim 1 Overcurrently protected transistor provided with a threshold circuit arranged to sense when a critical value is exceeded by a collector current taken from a collector region of the transistor via a collector connection and, as a result, restrict a base current to the transistor, (5) has an input (Ä) provided with a connection (5) to the collector region (22) of the transistor (1) separate from said collector connection (2, 23). 2 Overcurrently protected transistor according to claim 1, characterized in ' in that the threshold circuit comprises a lateral transistor (14, 26, 29, 30) which is arranged next to the overcurrent protected transistor in a monolithic circuit and given an opposite polarity relative thereto and in which an emitter region (26) has an emitter electrode ( 27) given a connection (28) to the collector connection (23) of the overcurrently protected transistor and a base region (29) corresponds to said input at the threshold circuit. SPECIFIED PUBLICATIONS: