SU519102A1 - Integrated inverter - Google Patents

Integrated inverter

Info

Publication number
SU519102A1
SU519102A1 SU752150154A SU2150154A SU519102A1 SU 519102 A1 SU519102 A1 SU 519102A1 SU 752150154 A SU752150154 A SU 752150154A SU 2150154 A SU2150154 A SU 2150154A SU 519102 A1 SU519102 A1 SU 519102A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistor
region
electrode
inverter
junction
Prior art date
Application number
SU752150154A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Я. Кремлев
Р.Ж. Ержанов
В.В. Лебедев
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2892
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2892 filed Critical Предприятие П/Я В-2892
Priority to SU752150154A priority Critical patent/SU519102A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU519102A1 publication Critical patent/SU519102A1/en

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

Насто щее изобретение относитс  к области интегральных полупроводниковых схем и может найти широкое применение в интегральных схемах высокой степени интеграции элементов на кристалле.The present invention relates to the field of integrated semiconductor circuits and can be widely used in integrated circuits with a high degree of integration of elements on a chip.

Известны интегральные схемы с инжекЦ1ИОННЫМ питанием, содержащие нагрузочные и переключательные транзисторные структуры II.Integrated circuits with injected power supply are known, containing load and switching transistor structures II.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  интегральный инжекпионный инвертор, содержащий горизонтальный нагрузочный транзистор одного типа проводимости и переключательный вертикальный транзистор противоположного типа проводимости . Эмиттерна  и базова  области вертикального транзистора  вл ютс  соответственно базовой и коллекторной област ми горизонтального транзистора 2.The closest in technical essence is an integral injection piping inverter containing a horizontal load transistor of the same conductivity type and a switching vertical transistor of the opposite conductivity type. The emitter and base regions of the vertical transistor are respectively the base and collector regions of the horizontal transistor 2.

Известный интегральный инвертор обладает малым быстродействием, обусловленным глубоким насыщением вертикального переключательного транзистора во врем  работы.The well-known integrated inverter has low speed, due to the deep saturation of the vertical switching transistor during operation.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  интегрального инвертора инжекпионного типа.The aim of the invention is to increase the speed of an integrated injection-type inverter.

Эта цель достигаетс  выполнением переключательного транзистора в виде полевой структуры с затвором в виде р-п-перехода , который совмещен с коллекторным р- -переходом нагрузочного транзистора, и истокоБОЙ областью, совмещенной с базовой областью того же транзистора. Стокова  область переключательного транзистора выполнена в виде металлического электрода с выпр мительным контактом и затворной области.This goal is achieved by the implementation of a switching transistor in the form of a field structure with a gate in the form of a pn-junction, which is combined with a collector p-junction of the load transistor, and the source region, combined with the base region of the same transistor. The drain region of the switching transistor is made in the form of a metal electrode with a rectifying contact and a gate region.

На фиг. 1 приведен (схематически) предлагаемый интегральный инвертор инжекционного типа, вид в плане; фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; фиг. 3 - вариант предлагаемого инвертора, вид в плане; фиг. 4- разрез Б-Б фиг. 3.FIG. 1 shows (schematically) the proposed injection type integral inverter, plan view; FIG. 2 - section A-A of FIG. one; FIG. 3 - a variant of the proposed inverter, plan view; FIG. 4- section BB of fig. 3

Интегральный инвертор инжекционного типа (фиг. 1) содержит горизонтальный транзистор в цепи питани , например, р- п-р-типа с област ми 1-3, соответственно эмиттерной, базовой и коллекторной; переключательный транзистор в виде полевой структуры с областью истока 2, затворной 3 и стоковой 4; контактные металлические электроды 5, б и 7, имеющие омические невыпр мл ющие контакты с област ми /, 3 и 4; провод щий канал 8 ге-типа проводимости полевой структуры с р-/г-переходом. Провод щий канал 8 соедин ет истоковую 2 и стоковую 4 области переключательного транзистора. Тип проводимости канала и («-тип) противоположен типу проводимостиAn integrated injection-type inverter (Fig. 1) contains a horizontal transistor in the power supply circuit, for example, pnp-type with areas 1-3, respectively emitter, base and collector; a switching transistor in the form of a field structure with a source area 2, a gate 3 and a drain 4; contact metal electrodes 5, 6, and 7, which have ohmic nonresistant contacts with regions I, 3, and 4; conductive channel 8 of ge-type conductivity of a field structure with a p- / z-junction. Conductive channel 8 connects source 2 and drain 4 areas of a switching transistor. The type of channel conduction and (“-type) is opposite to the type of conduction

затворной области 3 переключательного транзистора.gate area 3 switching transistor.

Интегральный инвертор инжекционного типа (фиг. 2) содержит горизонтальный транзистор в цеп.и питани , нанример, п-р-п-типа с эмиттерной областью 9, базовой 10 и коллекторной //; переключательный вертикальный транзистор с истоковой областью 10, затворной 11 и стоковой областью в виде металлического электрода 12, образзющего выпр мл ющий переход типа Шотки с затворной областью // переключательного транзистора; контактные металлические электроды 13 и 14, имеющие омические невыпр мл ющие контакты с област ми 9 и 11; провод щий канал 15 jO-типа проводимости , соедин ющий истоковую 10 и стоковую (выполненную в виде металлического электрода 12) области переключательного транзистора. Провод щий канал 15 расположен в затворной области 11 переключательного транзистора и противопололсен ей по типу проводимости. Стокова  область переключательного транзистора (металлический электрод 12) и канал 15 /7-типа имеют в месте их соприкосновени  омический невьшр мл ющий контакт (например , при алюминиевом электроде 12 и выполнении полупроводниковой структуры на кремнии).An integrated injection type inverter (Fig. 2) contains a horizontal transistor in a power supply circuit, eg, pn-type with emitter region 9, base 10 and collector //; a switching vertical transistor with a source region 10, a gate 11 and a drain region in the form of a metal electrode 12, forming a rectifying Schottky-type junction with a gate region // of the switching transistor; contact metal electrodes 13 and 14, having ohmic non-contacting contacts with regions 9 and 11; conductive channel 15 jO-type conductivity, connecting the source 10 and drain (made in the form of a metal electrode 12) the area of the switching transistor. Conductive channel 15 is located in the gate region 11 of the switching transistor and is opposite to it in conduction type. The drain region of the switching transistor (metal electrode 12) and the 15/7-type channel have an ohmic non-contact contact at the point of contact (for example, with aluminum electrode 12 and a semiconductor structure on silicon).

Предлагаемый интегральный инвертор (фиг. 1) работает следующим образом.The proposed integrated inverter (Fig. 1) works as follows.

Эмиттерна  область / горизонтального р-п-р-транзистора (фиг. 1) подключаетс  к положительному полюсу источника тока питани , базова  область 2 заземл етс . Заземл етс  и отрицательный полюс источника тока питани . Электрод 6 (вход инвертора ) подключаетс  к источнику входного сигнала, электрод 7 (выход инвертора ) - к цепи нагрузки. Обозначим логическим О состо ние замыкани  данного электрода на «землю (низКий положительный потенциал О-0,1 В), логической 7 - состо ние отсутстви  замыкани  данного электрода на «землю (высокий положительный потенциал, равный пр мому падению напр жени  на р-л-переходе, т. е. 0,5-0,7 В дл  кремниевого прибора).The emitter region / horizontal pn-transistor (Fig. 1) is connected to the positive pole of the power supply source, the base region 2 is grounded. The negative pole of the power supply source is also grounded. Electrode 6 (inverter input) is connected to an input source, electrode 7 (inverter output) is connected to a load circuit. Let logical O denote the closure condition of the electrode to the ground (low positive potential O-0.1 V), logical 7 denote the absence of the closure of this electrode to the earth (high positive potential equal to the direct voltage drop across rl - junction, i.e. 0.5-0.7 V for a silicon device).

При подаче сигнала логического О на электрод 6 (вход прибора) на затворной области 3 вертикального переключательного транзистора низкий положительный потенциал О-0,1 В, потенциал заземленной истоковой области 2 равен нулю, ток через р-л-переход затворна  область 3 - истокова  область 2 переключательного транзистора отсутствует, переключательный транзистор заперт, провод щий канал 8 между его истокоБОЙ и стоковой област ми заперт слоем объемного р-л-перехода затворна  область 3 - канал 8, наход щегос  при нулевом или незначительном (до 0,1 В) пр мом смещении. На электроде 7 (выходе прибора) - состо ние логической 1 (высокий положительный потенциал, отсутствие «замыкани  на землю).When a logical O signal is applied to the electrode 6 (device input) on the gate region 3 of a vertical switching transistor, a low positive potential of O-0.1 V, the potential of the grounded source region 2 is zero, the current through the rl-junction gate region 3 is the source region 2 there is no switching transistor, the switching transistor is locked, the conductive channel 8 between its source and drain areas is closed by the gate area 3 - channel 8, which is at zero or insignificant (up to 0.1 V) p IOM displacement. At electrode 7 (device output), the state is logical 1 (high positive potential, lack of earth fault).

При подаче сигнала логической / на электрод 6 (выход прибора) дырки, поступающие из области / в область 3, не стекают из области 3 через электрод 6, а повышают потенциал области 3. При этом р-л-переход между областью 5 и каналом 8 оказываетс  при значительном (0,6- 0,7 В) пр мом смещении. Слой объемного разр да р-«-перехода, перекрывавщий канал 8, сужаетс , капал 8 отпираетс  и замыкает между собой истоковую область переключательного транзистора (потенциал которой равен нулю) и его стоковую область 4. При этом на стоковой области 4 и электроде 7 (выходе прибора) - «изкий потенциал (замыкание на «землю), т. е. состо ние логического 0.When a logical / signal is applied to electrode 6 (device output), the holes coming from area / to area 3 do not drain from area 3 through electrode 6, but increase the potential of area 3. At the same time, the p – l junction between area 5 and channel 8 occurs at a significant (0.6-0.7 V) forward bias. The volume gap of the p - “- junction, which overlaps the channel 8, narrows, drops 8 is opened and closes between the source area of the switching transistor (whose potential is equal to zero) and its drain region 4. At the same time, in the drain region 4 and electrode 7 (output of the device) - “low potential (short to earth), i.e. state of logical 0.

Существенным .преимуществом предлагаемого интегрального инвертора  вл етс  то, что его быстродействие не лимитируетс  временем рассасывани  неосновных носителей в базовой области переключательного п-р-п-транзистора, наход щегос  в процессе работы инвертора в состо нии глубокого насыщени .A significant advantage of the proposed integrated inverter is that its speed is not limited by the absorption time of minority carriers in the base area of the switching pnp transistor, which is in a state of deep saturation during the operation of the inverter.

Интегральный инвертор инжекционного типа (фиг. 2) работает аналогично. Электрод 14 - входной электрод прибора, электрод 12 - его выходной электрод.The integrated inverter of the injection type (Fig. 2) works in a similar way. Electrode 14 is the input electrode of the device, electrode 12 is its output electrode.

Преимуществом данного интегрального инвертора  вл етс  дальнейщее повыщение быстродействи  за счет уменьщени  размаха логических уровней (логического О около О-0,1 В, логической 1, определ емой пр мым падевием напр жени  на выпр мл ющем переходе типа Шотхки между электродом 12 и базовой областью // переключательного транзистора, около 0,3- 0,4 В).The advantage of this integrated inverter is a further increase in speed by decreasing the span of logic levels (logic O near O-0.1 V, logic 1, determined by the direct paviyevy voltage on the Shotka type rectifying junction between the electrode 12 and / switching transistor, about 0.3-0.4 V).

Очевидно, что предлагаемые конструкции интегральных инверторов могут быть эффективно применены и при известном использовании (вместо эмиттерных областей горизонтальных транзисторов в цеп х питани ) объемов полупроводника, генерирующих свободные носители зар да под действием света или другого излучени . Эти конструкции легко реализуютс  по известной планарной технологии изготовлени  бипол рных интегральных схем, сохран ют все достоинства прототипа (высокую степень интеграции и малую потребл емую мощность), существенно превосход т его по быстродействию. Они могут найти щирокое применение при построении интегральных схем с большой плотностью размещени  компонентов на кристалле.It is obvious that the proposed designs of integrated inverters can also be effectively used with known use (instead of the emitter regions of horizontal transistors in the power supply) of semiconductor volumes that generate free charge carriers under the action of light or other radiation. These structures are easily realized by the known planar technology of making bipolar integrated circuits, retain all the advantages of the prototype (a high degree of integration and low power consumption), and significantly exceed its speed. They can find wide applications in the construction of integrated circuits with a high density of components on the chip.

Claims (2)

1. Интегральный инвертор инжекционного типа, содержащий нагрузочный транзистор и переключательный вертикальный1. An integrated injection-type inverter containing a load transistor and a switching vertical транзистор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , переключательный транзистор выполнен в виде полевой структуры с затвором в виде р-«-перехода, который совмещен с коллекторным р-«-переходом нагрузочного транзистора , и истоковой областью, совмещенной с базовой областью того же транзистора .a transistor, characterized in that, in order to improve speed, the switching transistor is made in the form of a field structure with a gate in the form of a p - "- junction, which is combined with a collector p -" - junction of the load transistor, and a source region, combined with a base region of same transistor. 2. Инвертор по п. 1, отличающийс   тем, что стокова  область переключательного траизнстора выполнена в виде металлического электрода с выпр мл ющим контактом к затворной области.2. The inverter according to Claim 1, characterized in that the drain region of the switching traffic detector is made in the form of a metal electrode with a rectifying contact to the gate region. Источники информации, прин тые во внимание нри экспертизе:Sources of information taken into account at the examination: 1.Патент Франции № 2.057.004, кл. Н 01 L 7/00, 1971.1.Patent of France No. 2.057.004, cl. H 01 L 7/00, 1971. 2.Патент Франции № 2088,388, кл. Н 01 L 19/00, Н 03 К 19/00, 1971.2.Patent of France No. 2088,388, cl. H 01 L 19/00, H 03 K 19/00, 1971. tU.Z.itU.Z.i if 12f ,if 12f, X , /X, / 3 р3 r Фаа.2Faa.2 ПP Х. Л H.L ffff J. i lin i--d J.g ffffff J. i lin i - d J.g ff /p/ p 10ten
SU752150154A 1975-06-30 1975-06-30 Integrated inverter SU519102A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752150154A SU519102A1 (en) 1975-06-30 1975-06-30 Integrated inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752150154A SU519102A1 (en) 1975-06-30 1975-06-30 Integrated inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU519102A1 true SU519102A1 (en) 1979-01-30

Family

ID=20624650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752150154A SU519102A1 (en) 1975-06-30 1975-06-30 Integrated inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU519102A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4242595A (en) Tunnel diode load for ultra-fast low power switching circuits
CN108767006B (en) IGBT device integrating voltage sampling function
IE812693L (en) Gate enhanced rectifier
GB1402809A (en) Semiconductor circuit elements
US4278986A (en) Semiconductor diode
US4511913A (en) Gate-turn off thyristor with optimized anode shorting resistance, Rso
GB879977A (en) Improvements in semi-conductor devices
GB1065150A (en) Semiconductor switch
US4700213A (en) Multi-drain enhancement JFET logic (SITL) with complementary MOSFET load
GB1323338A (en) Semiconductor switches
SU519102A1 (en) Integrated inverter
GB1173919A (en) Semiconductor Device with a pn-Junction
US3788904A (en) Method of producing an integrated solid state circuit
US4160918A (en) Integrated logic circuit
US3868718A (en) Field effect transistor having a pair of gate regions
GB1197593A (en) Improvements in or relating to Semiconductor Devices and Circuits
US3725752A (en) Semiconductor device
US4943840A (en) Reverse-conducting thyristor
SU587808A2 (en) Integrated-circuit
US3918083A (en) Bilateral switching integrated circuit
JPS5734363A (en) Semiconductor device
JPS6377155A (en) Open drain output circuit
KR970004841B1 (en) Lateral resurfed mosfet
SU139015A1 (en) Semiconductor two-electrode tunneling device
US5227647A (en) Semiconductor switching device