JPH0115146B2 - - Google Patents

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JPH0115146B2
JPH0115146B2 JP55138802A JP13880280A JPH0115146B2 JP H0115146 B2 JPH0115146 B2 JP H0115146B2 JP 55138802 A JP55138802 A JP 55138802A JP 13880280 A JP13880280 A JP 13880280A JP H0115146 B2 JPH0115146 B2 JP H0115146B2
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JP
Japan
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collector
transistor
type
semiconductor region
semiconductor
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JP55138802A
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Japanese (ja)
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JPS5660048A (en
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Kazuo Yamazaki
Shuichi Torii
Seiichi Jo
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0115146B2 publication Critical patent/JPH0115146B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/65Integrated injection logic
    • H10D84/658Integrated injection logic integrated in combination with analog structures

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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体集積回路装置、特に1つの入
力により多数の出力を取り出すことができるイン
テグレイテツドインジエクター論理回路装置
(I2L回路)に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to an integrated injector logic circuit device (I 2 L circuit) that can take out multiple outputs from one input.

従来I2Lにおいて、取り出される出力の数は、
せいぜい6〜8個程度であつた。そこで本発明者
は出力数が、数十個取り出すことができるI2L回
路装置を考えることにした。
In conventional I 2 L, the number of outputs taken out is
There were about 6 to 8 pieces at most. Therefore, the inventor of the present invention decided to consider an I 2 L circuit device that can output several tens of outputs.

本発明の目的は、1入力により数十個の出力を
取り出すことができるI2L回路装置を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide an I 2 L circuit device that can take out several dozen outputs from one input.

他の目的は、数十個の出力を取り出してもI2L
回路素子の集積度が低下しないI2L半導体集積回
路装置を提供することである。
For other purposes, even if you take out a few dozen outputs, I 2 L
An object of the present invention is to provide an I 2 L semiconductor integrated circuit device in which the degree of integration of circuit elements does not decrease.

さらに他の目的は、消費電力を低減したI2L回
路装置を提供することである。
Still another object is to provide an I 2 L circuit device with reduced power consumption.

本発明の基本的回路構成を第1図に示す。本発
明は、第1図に示したように、入力信号が印加さ
れる入力端子1が、NPN型トランジスタT1の
ベースに接続され、このNPN型トランジスタT
1のエミツタにPNP型トランジスタT1′のベー
スが、NPN型トランジスタT1のベースにPNP
型トランジスタT1′のコレクタが接続され、
PNP型トランジスタのエミツタにはインジエク
タ信号が印加される。NPN型トランジスタT1
のコレクタには、コレクタがマルチになつた
NPN型のトランジスタT1−1,T1−2,T
1−3、のエミツタが接続され、かつこれらマル
チコレクタトランジスタのベースには、それぞれ
PNP型のトランジスタT1−1′,T1−2′,
T1−3′のコレクタが接続されており、これら
PNP型トランジスタのベースはNPN型トランジ
スタT1のコレクタに接続され、エミツタは、イ
ンジエクタ端子2に接続されている。NPN型ト
ランジスタT1−1,T1−2,T1−3それぞ
れのマルチコレクタから多数の出力が取り出され
る。上記したようなマルチコレクタのNPN型ト
ランジスタを複数個接続することにより、多数の
出力を取り出すことができる。
The basic circuit configuration of the present invention is shown in FIG. In the present invention, as shown in FIG. 1, an input terminal 1 to which an input signal is applied is connected to the base of an NPN transistor T1.
The base of the PNP type transistor T1' is connected to the emitter of 1, and the base of the NPN type transistor T1 is connected to the base of
The collector of type transistor T1' is connected to
An injector signal is applied to the emitter of the PNP transistor. NPN transistor T1
The collector now has multiple
NPN type transistors T1-1, T1-2, T
The emitters of 1-3 are connected, and the bases of these multi-collector transistors are connected to
PNP type transistors T1-1', T1-2',
The collectors of T1-3' are connected and these
The base of the PNP transistor is connected to the collector of the NPN transistor T1, and the emitter is connected to the injector terminal 2. A large number of outputs are taken out from the multi-collectors of each of the NPN transistors T1-1, T1-2, and T1-3. By connecting a plurality of multi-collector NPN transistors as described above, a large number of outputs can be obtained.

次に本発明に従つた回路の動作を説明する。信
号端子1に、0.7V程度の電圧が印加されると、
PNP型トランジスタT1′の電流がNPN型トラ
ンジスタT1のベースに流れ込み、NPN型トラ
ンジスタT1はONして、そのコレクタ電位は、
0.1V程度になる。そうすると、PNP型トランジ
スタT1−1′,T1−2′,T1−3′に電流が
流れ、マルチコレクタのNPN型トランジスタT
1―1,T1―2,T1―3のベースに上記
PNP型トランジスタの電流が流れ込み各NPN型
トランジスタT1−1,T1−2,T1−3は
ONする。逆に、入力端子1が接地電位になる
と、PNP型トランジスタT1′の電流は、グラン
ドに流れ込み、NPN型トランジスタT1はOFF
して、このトランジスタのコレクタ電位は上昇
し、PNP型トランジスタT1−1′,T1−2′,
T1−3′には電流が流れずマルチコレクタの
NPN型トランジスタT1−1,T1−2,T1
−3の各ベースには電流が流れ込まず、各NPN
型トランジスタT1−1,T1−2,T1−3は
OFFする。
Next, the operation of the circuit according to the present invention will be explained. When a voltage of about 0.7V is applied to signal terminal 1,
The current of the PNP transistor T1' flows into the base of the NPN transistor T1, turning on the NPN transistor T1, and its collector potential becomes
It will be around 0.1V. Then, current flows through the PNP transistors T1-1', T1-2', and T1-3', and the multi-collector NPN transistor T
The above on the base of 1-1, T1-2, T1-3
The current of the PNP type transistor flows into each NPN type transistor T1-1, T1-2, T1-3.
Turn on. Conversely, when the input terminal 1 becomes the ground potential, the current of the PNP transistor T1' flows to the ground, and the NPN transistor T1 is turned off.
As a result, the collector potential of this transistor rises, and the PNP type transistors T1-1', T1-2',
No current flows through T1-3' and the multi-collector
NPN type transistor T1-1, T1-2, T1
No current flows into each base of −3, and each NPN
type transistors T1-1, T1-2, T1-3 are
Turn off.

上記したような回路にすれば、入力端子1は、
NPN型トランジスタT1のベースに接続するの
みで良い。かつ、出力は、(NPN型トランジスタ
T1のコレクタ側に接続するマルチコレクタの
NPN型トランジスタの数×1つのマルチコレク
タNPN型トランジスタのコレクタ数)だけ取り
出すことができる。従つて、1つの入力によつ
て、数十個の出力を取り出すことができるのであ
る。
If the circuit is configured as described above, input terminal 1 will be
It only needs to be connected to the base of the NPN transistor T1. And the output is (of the multi-collector connected to the collector side of the NPN transistor T1)
Number of NPN transistors x number of collectors of one multi-collector NPN transistor) can be taken out. Therefore, several dozen outputs can be obtained from one input.

しかも、各マルチコレクタトランジスタT1−
1,T1−2,T1−3、それぞれには、ベース
電極取り出しが必要なため、ベース電極への配線
が減り、それだけI2L回路の集積度を向上するこ
とができるのである。
Moreover, each multi-collector transistor T1-
1, T1-2, and T1-3, it is necessary to take out the base electrodes, so the number of wirings to the base electrodes is reduced, and the degree of integration of the I 2 L circuit can be improved accordingly.

さらに、本発明のI2L回路は、入力信号が、グ
ランド電位の時は、PNP型トランジスタT1−
1′,T1−2′,T1−3′、それぞれには電流
が流れないため消費電力は、低減するのである。
Furthermore, in the I 2 L circuit of the present invention, when the input signal is at ground potential, the PNP transistor T1-
Since no current flows through each of T1', T1-2', and T1-3', power consumption is reduced.

次に本発明の回路を、リードオンリーメモリ
(ROM)に応用した場合を、第2図の回路図第
3図の集積回路装置の平面図、第4図の集積回路
装置の断面図に基づき述べる。まず、第2図に示
すように、第1図で示した回路を「例」方向にN
個並べ、「行」方向にマルチコレクタのトランジ
スタをn個形成する。入力端子1には、NPN型
トランジスタT1のベースが接続され、T1のエ
ミツタには、PNP型トランジスタT1′のベース
が接続され、接地電位に接続されている。
Next, the application of the circuit of the present invention to a read-only memory (ROM) will be described based on the circuit shown in FIG. 2, the plan view of the integrated circuit device shown in FIG. 3, and the cross-sectional view of the integrated circuit device shown in FIG. . First, as shown in Figure 2, move the circuit shown in Figure 1 in the "example" direction.
N multi-collector transistors are formed in the "row" direction. The base of an NPN transistor T1 is connected to the input terminal 1, and the base of a PNP transistor T1' is connected to the emitter of T1, which is connected to a ground potential.

T1のベースにはPNP型トランジスタT1′の
コレクタが接続され、エミツタには、インジエク
タ端子Vjが接続されている。そして、NPN型ト
ランジスタT1のコレクタには、マルチコレクタ
トランジスタT1−1,T1−2,……T1−n
のエミツタがn個接続されている。そして、各マ
ルチコレクタのトランジスタT1−1,T1−
2,T1−3……T1−nのベースには、それぞ
れPNP型のトランジスタT1−1′,T1−2′,
……T1−n′のコレクタが接続されている。そし
て、これらPNP型のトランジスタT1−1′,T
1−2′,……T1−n′のエミツタにはインジエ
クタ端子Vjが接続されている。そして、NPN型
トランジスタT1−1,T1−2,……T1−n
の各マルチコレクタから多数の出力を取り出して
いる。入力2〜Nには、上記と同じ様な回路が接
続され、「行」方向に、共通な出力を取り出して
いる。第2図に示した様に、各入力に対して、出
力が必要な箇所のコレクタに、コレクトを取り、
各コレクタより出力を取り出している。次に第2
図に示したROMを半導体基板中に形成した場合
を第3図の平面図及び第4図の断面図で示す。第
4図の断面図に示すように、p型半導体基板20
上にN型のエピタキシヤル層22を形成して、こ
のN型エピタキシヤル層22中に形成したP+
のアイソレーシヨン領域21によつてN型エピタ
キシヤル層22を複数のN型島領域に分離し、こ
のN型島領域中に、P型領域24,25を形成
し、このP型領域24、N型のエピタキシヤル層
22、P型領域25とでPNP型トランジスタTN
−n′を形成する。他のPNP型トランジスタTN′,
TN−1′,TN−2′,……も同様に形成する。
P型領域25中に複数のN型領域26,27,2
8,29,を形成して、このN型領域とP型領域
25及びN型エピタキシヤル層22とでマルチコ
レクタのNPN型トランジスタTN−nを形成す
る、他のマルチコレクタのNPN型トランジスタ
TN−1,TN−2,……も、同様に形成する。
尚単一コレクタのNPN型トランジスタTNは、
P型領域中に形成するN型のコレクタ領域を一つ
にして、形成する。
The base of T1 is connected to the collector of a PNP transistor T1', and the emitter is connected to an injector terminal Vj. The collector of the NPN transistor T1 includes multi-collector transistors T1-1, T1-2,...T1-n.
n emitters are connected. And each multi-collector transistor T1-1, T1-
2, T1-3...T1-n have PNP type transistors T1-1', T1-2', and T1-n at their bases, respectively.
...The collector of T1-n' is connected. These PNP type transistors T1-1', T
An injector terminal Vj is connected to the emitters of 1-2', . . . T1-n'. And NPN type transistors T1-1, T1-2,...T1-n
A large number of outputs are taken from each multicollector. Circuits similar to those described above are connected to inputs 2 to N, and common outputs are taken out in the "row" direction. As shown in Figure 2, for each input, collect it to the collector where the output is required.
Output is extracted from each collector. Then the second
The plan view of FIG. 3 and the sectional view of FIG. 4 show the case where the ROM shown in the figure is formed in a semiconductor substrate. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, a p-type semiconductor substrate 20
An N-type epitaxial layer 22 is formed on top of the N-type epitaxial layer 22, and a P + -type isolation region 21 formed in the N-type epitaxial layer 22 forms the N-type epitaxial layer 22 into a plurality of N-type island regions. P-type regions 24 and 25 are formed in this N-type island region, and the P-type region 24, the N-type epitaxial layer 22, and the P-type region 25 form a PNP-type transistor TN.
−n′ is formed. Other PNP type transistor TN′,
TN-1', TN-2', . . . are formed in the same manner.
A plurality of N-type regions 26, 27, 2 in the P-type region 25
8, 29, and the N-type region, P-type region 25, and N-type epitaxial layer 22 form a multi-collector NPN transistor TN-n.
TN-1, TN-2, . . . are formed in the same manner.
In addition, the single collector NPN type transistor TN is
The N-type collector region formed in the P-type region is formed as one.

第3図に示すようにこれらの素子の配線は、ほ
とんど「行」方向に形成される。たとえば、
PNP型トランジスタT1−1′,T2−1′,…
…TN−1′の各エミツタは、1つの金属配線に
よつて共通に接続され、インジエクタ端子Vjに
接続される。同様に他のPNP型トランジスタ、
T1−2′,T2−2′……TN−2′,T1−n′,
T2−n′,……TN−n′も同様に形成する。さら
に、各マルチコレクタトランジスタT1−1……
T1−n,TN−nの各個々のコレクタ領域も同
一金属層とコンタクトを取り「行」方向に、共通
に接続される。その場合、出力の取り出し方によ
つて、コレクタ領域とのコンタクトを必要としな
い場所も有る。そういう場所は、コレクタ領域上
に絶縁膜を介して、金属配線層が形成される。入
力が印加されるNPN型トランジスタT1,T2
……TNのベース領域には、入力を印加するため
の配線がコンタクトされている。さらに、上記し
た各NPN型トランジスタT1,T2,……TN
と、組になつているPNP型のトランジスタT
1′,T2′,……TN′のエミツタ領域に同一の金
属配線をコンタクトして、これらPNP型トラン
ジスタT1′,T2′,……TN′を「行」方向に共
通に接続する。各入力が印加されるNPN型トラ
ンジスタT1,T2……TNのコレクタと、マル
チコレクタNPN型トランジスタが形成されるN
型エピタキシヤル層とを接続する。
As shown in FIG. 3, the wiring for these elements is mostly formed in the "row" direction. for example,
PNP type transistors T1-1', T2-1',...
...Each emitter of TN-1' is connected in common by one metal wiring and connected to the injector terminal Vj. Similarly other PNP type transistors,
T1-2', T2-2'...TN-2', T1-n',
T2-n', . . . TN-n' are formed in the same manner. Furthermore, each multi-collector transistor T1-1...
The individual collector regions of T1-n and TN-n also make contact with the same metal layer and are commonly connected in the "row" direction. In that case, depending on how the output is taken out, there are some locations that do not require contact with the collector region. In such a place, a metal wiring layer is formed on the collector region with an insulating film interposed therebetween. NPN transistors T1 and T2 to which input is applied
...The base region of the TN is contacted with wiring for applying input. Furthermore, each of the above-mentioned NPN type transistors T1, T2,...TN
and the PNP type transistor T that is paired with
The same metal wiring is contacted to the emitter regions of PNP type transistors T1', T2', . . . TN' to commonly connect them in the "row" direction. NPN transistors T1, T2 to which each input is applied...collector of TN and N to form a multi-collector NPN transistor
type epitaxial layer.

以上述べたように、本発明に従つたI2L回路を
ROMに応用した場合、前述したように、各マル
チコレクタトランジスタのベース電極取り出しが
不用なため、このベース電極への配線が不用とな
り、マルチコレクタトランジスタを多数接続して
も、配線面積が増大せず、素子の集積度が低下す
ることはない。これは特に大容量のバイポーラ型
ROMを形成する上で非常に有利な点である。
As described above, the I 2 L circuit according to the present invention
When applied to ROM, as mentioned above, it is not necessary to take out the base electrode of each multi-collector transistor, so wiring to this base electrode is unnecessary, and even if a large number of multi-collector transistors are connected, the wiring area does not increase. , the degree of integration of the device does not decrease. This is a particularly large capacity bipolar type
This is a very advantageous point in forming ROM.

本発明は、1つの入力に対して、複数の、特に
数十個の出力を取り出す場合に有効である。
The present invention is effective when a plurality of outputs, especially several dozen outputs, are extracted for one input.

本発明の方法では、1つのインジエクタで4つ
の出力を取り出す場合を示したが、最大5つまで
の出力は取り出すことが可能である。
In the method of the present invention, a case has been shown in which four outputs are taken out with one injector, but it is possible to take out up to five outputs.

尚、第5図に本発明のその他の実施例を記載す
る。この方法で、形成したI2L回路によれば、1
入力当り取り出すことができる出力数は最大100
個ぐらいである。従つて、この方法で、ROMを
形成すると、100個/入力×N(入力数)=100N個
の出力数を取り出すことができ、大容量のメモリ
を作ることが可能である。
Further, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. According to the I 2 L circuit formed by this method, 1
Maximum number of outputs per input is 100
It's about 1 piece. Therefore, if a ROM is formed using this method, it is possible to take out the number of outputs of 100/input×N (number of inputs)=100N, making it possible to create a large-capacity memory.

本発明は、以上述べてきたように、種々の利点
を有し、特にバイポーラ型ROM構成上非常に有
益である。
As described above, the present invention has various advantages, and is particularly useful for bipolar ROM configurations.

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

第1図は、本発明に従つた基本的な回路図、第
2図は、本発明をリードオンリーメモリーに使用
した場合の回路図、第3図は、第2図に示した回
路を、半導体基板中に作成した時の平面図、第4
図は、第3図の平面図をA−A′間で切断した所
の断面図。第5図は、本発明のその他の実施例を
示す平面図。 1……入力端子、2……インジエクタ端子、
3,4,5,6,7,8,9,10,11,1
2,13,14,……出力端子、入力1、入力
2、……入力N……入力端子、T1′,T1−
1′,T1−2′,T1−3′,T1−N′,T2′,
T2−1′,T2−2′,T2−n′,TN′,TN−
1′,TN−2′,TN−n′……PNP型トランジス
タ、T1,T1−1,T1−2,T1−n,T
2,T2−1,T2−2,T2−n,TN,TN
−1,TN−2,TN−n……NPN型トランジス
タ。
FIG. 1 is a basic circuit diagram according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram when the present invention is used in a read-only memory, and FIG. 3 is a circuit diagram of the circuit shown in FIG. Plan view when created in the board, 4th
The figure is a cross-sectional view of the plan view of FIG. 3 taken along line A-A'. FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the present invention. 1...Input terminal, 2...Injector terminal,
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 1
2, 13, 14, ...output terminal, input 1, input 2, ...input N ...input terminal, T1', T1-
1', T1-2', T1-3', T1-N', T2',
T2-1', T2-2', T2-n', TN', TN-
1', TN-2', TN-n'...PNP type transistor, T1, T1-1, T1-2, T1-n, T
2, T2-1, T2-2, T2-n, TN, TN
-1, TN-2, TN-n...NPN type transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1導電型の第1半導体領域主面に、第2導
電型の複数の第2半導体領域が互いに離間して形
成され、この複数の第2半導体領域と上記第1半
導体領域とによつて横型のトランジスタを構成
し、この横型トランジスタのコレクタ領域中に複
数の第1導電型の第3半導体領域が互いに離間し
て形成され、この第3半導体領域と上記第2半導
体領域及び第1半導体領域とによつてマルチコレ
クタの縦型のインバーストランジスタを構成し、
上記両トランジスタにより複数出力を有するI2L
素子を構成し、そのI2L素子が複数列に上記第1
半導体領域主面に配置され、それによつて一つの
行方向のI2L素子群を構成し、さらにそのI2L素子
群は複数行に上記第1半導体領域主面に配置さ
れ、その複数行のI2L素子群間は互いにアイソレ
ーシヨン領域によつて分離され、そして上記イン
バーストランジスタのコレクタ領域につながる複
数の出力配線が上記複数行のI2L素子群間を横切
るように列方向に沿つて配列されてなることを特
徴とする半導体集積回路装置。
1 A plurality of second semiconductor regions of a second conductivity type are formed spaced apart from each other on a main surface of a first semiconductor region of a first conductivity type, and the plurality of second semiconductor regions and the first semiconductor region A horizontal transistor is configured, and a plurality of third semiconductor regions of the first conductivity type are formed spaced apart from each other in the collector region of the horizontal transistor, and the third semiconductor region, the second semiconductor region, and the first semiconductor region A multi-collector vertical inverse transistor is constructed by
I 2 L with multiple outputs using both of the above transistors
The I 2 L elements are arranged in multiple rows with the first
The I 2 L elements are arranged on the main surface of the semiconductor region, thereby forming one row-oriented I 2 L element group, and the I 2 L elements are arranged in multiple rows on the main surface of the first semiconductor region, and the multiple rows of I 2 L elements are arranged on the main surface of the first semiconductor region. The I 2 L element groups are separated from each other by isolation regions, and a plurality of output wirings connected to the collector regions of the inverse transistors are arranged in the column direction so as to cross between the plurality of rows of I 2 L element groups. A semiconductor integrated circuit device characterized in that the semiconductor integrated circuit device is arranged along the line.
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