JPH03262153A - Pnpトランジスタ回路 - Google Patents
Pnpトランジスタ回路Info
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- JPH03262153A JPH03262153A JP6062890A JP6062890A JPH03262153A JP H03262153 A JPH03262153 A JP H03262153A JP 6062890 A JP6062890 A JP 6062890A JP 6062890 A JP6062890 A JP 6062890A JP H03262153 A JPH03262153 A JP H03262153A
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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】
・上の1
本発明は、PNPトランジスタ回路に関するものであり
、更に詳しくは、モノリシック集積回路内のPNPトラ
ンジスタの動作に対する光の影響の低減化に関する。
、更に詳しくは、モノリシック集積回路内のPNPトラ
ンジスタの動作に対する光の影響の低減化に関する。
従』等γ改迷□
第3図に従来のバイポーラモノリシック集積回路におけ
るPNPトランジスタの等価回路を、第4図にその集積
回路断面構造を示す。
るPNPトランジスタの等価回路を、第4図にその集積
回路断面構造を示す。
第4図に示すように、集積回路の構造上、N型エビタキ
シャル層(22)とP型サブストレート層(21)との
間には寄生フォトダイオード(102)が存在するため
、第3図の等価回路においてPNPトランジスタ(QI
OI)のベース端子と接地点間にこの寄生フォトダイオ
ード(102)が接続されることになる。
シャル層(22)とP型サブストレート層(21)との
間には寄生フォトダイオード(102)が存在するため
、第3図の等価回路においてPNPトランジスタ(QI
OI)のベース端子と接地点間にこの寄生フォトダイオ
ード(102)が接続されることになる。
第3図において、特にPNPトランジスタ(QIOI)
が光電変換素子と同一チップ内に近接して設けられた集
積回路内に存在する場合は、光を受けて寄生フォトダイ
オード(102)に光電流(Ipn+。2)が発生する
可能性が高くなる。したがって、PNPトランジスタ(
Q101)のベース電流(I[llll1’)は、ベー
ス端子(100)から他の回路へ流れる電流(Is□,
)と光電流(IPDI02)の和、すなわち Is+l!+°IBIlll+ IPDI+12となる
。このため、PNP}ランジスタ(Q101)のベース
電流(IB+l!+”)が増加し、回路の特性に多大な
影響を及ぼす。
が光電変換素子と同一チップ内に近接して設けられた集
積回路内に存在する場合は、光を受けて寄生フォトダイ
オード(102)に光電流(Ipn+。2)が発生する
可能性が高くなる。したがって、PNPトランジスタ(
Q101)のベース電流(I[llll1’)は、ベー
ス端子(100)から他の回路へ流れる電流(Is□,
)と光電流(IPDI02)の和、すなわち Is+l!+°IBIlll+ IPDI+12となる
。このため、PNP}ランジスタ(Q101)のベース
電流(IB+l!+”)が増加し、回路の特性に多大な
影響を及ぼす。
従来は、この影響を減少させるため、第4図に示すよう
に素子表面を2層配線用メタル(25)で覆い、表面か
ら侵入する光を遮断して光電流(IP+lI82)を減
少させる方法で対策していた。
に素子表面を2層配線用メタル(25)で覆い、表面か
ら侵入する光を遮断して光電流(IP+lI82)を減
少させる方法で対策していた。
が ゛しよ゛と る
しかし上記対策では、第4図に示すように集積回路チッ
プ(20)のチップ側面(23)やチップエッヂ(24
)から、又は、同一チップ内に光電変換素子を形成して
いる場合には受光部から、それぞれ侵入した光の一部が
PNP トランジスタ(QIOI)の寄生フォトダイオ
ード(102)に到達し、微少な光電流が発生する。こ
のため、PNPトランジスタ(QIOI)をベース電流
の小さい領域で使用した回路においては、特性への影響
が無視できないという問題があった。
プ(20)のチップ側面(23)やチップエッヂ(24
)から、又は、同一チップ内に光電変換素子を形成して
いる場合には受光部から、それぞれ侵入した光の一部が
PNP トランジスタ(QIOI)の寄生フォトダイオ
ード(102)に到達し、微少な光電流が発生する。こ
のため、PNPトランジスタ(QIOI)をベース電流
の小さい領域で使用した回路においては、特性への影響
が無視できないという問題があった。
そこで本発明は、このような問題を解決し、光を完全に
遮断できないため寄生フォトダイオードで発生する光電
流の影響を無視できないような場合であっても、光が完
全に遮断された状態とほぼ同等の動作を行なうことがで
きるPNPトランジスタ回路を提供することを目的とす
る。
遮断できないため寄生フォトダイオードで発生する光電
流の影響を無視できないような場合であっても、光が完
全に遮断された状態とほぼ同等の動作を行なうことがで
きるPNPトランジスタ回路を提供することを目的とす
る。
を るための
上記目的を達成するため、第1請求項に記載のPNPト
ランジスタ回路では、モノリシック集積回路内に形成さ
れ第1のPNP トランジスタを有するPNPトランジ
スタ回路において、第2及び第3のPNP トランジス
タを用いて構成され、前記第2及び第3のPNPトラン
ジスタノ両ヘーベー子と前記第2のPNPトランジスタ
のコレクタ端子のみを結線した接続点を有し、前記第3
のトランジスタのコレクタ端子を前記第1のPNPトラ
ンジスタのベース端子に結線したカレントミラー回路を
設けている。
ランジスタ回路では、モノリシック集積回路内に形成さ
れ第1のPNP トランジスタを有するPNPトランジ
スタ回路において、第2及び第3のPNP トランジス
タを用いて構成され、前記第2及び第3のPNPトラン
ジスタノ両ヘーベー子と前記第2のPNPトランジスタ
のコレクタ端子のみを結線した接続点を有し、前記第3
のトランジスタのコレクタ端子を前記第1のPNPトラ
ンジスタのベース端子に結線したカレントミラー回路を
設けている。
そして、第2請求項に記載のPNPトランジスタ回路で
は、前記第1請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて次の条件式を満足するように構成している; S+ = (S2+83)IC3/IC2ここで、 S、:前記第1のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S2:前記第2のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S3:前記第3のPNPトランジスタ のベース領域の面積 IC2:前記第2のPNPトランジスタのコレゲタ電流 ■。3 :前記第3のPNPトランジスタのコレクタ電
流 である。
は、前記第1請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて次の条件式を満足するように構成している; S+ = (S2+83)IC3/IC2ここで、 S、:前記第1のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S2:前記第2のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S3:前記第3のPNPトランジスタ のベース領域の面積 IC2:前記第2のPNPトランジスタのコレゲタ電流 ■。3 :前記第3のPNPトランジスタのコレクタ電
流 である。
さらに、第3請求項に記載のPNPトランジスタ回路で
は、前記第2請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて条件式 %式% を満足するように構成している。
は、前記第2請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて条件式 %式% を満足するように構成している。
また、第4請求項に記載のPNPトランジスタ回路では
、モノリシック集積回路内に形成され第1のPNPトラ
ンジスタを有するPNPトランジスタ回路において、 第1及び第2のコレクタを備え、前記第1のコレクタの
端子とベース端子のみを結線した接続点を有し、前記第
2のコレクタの端子を前記第1のPNPトランジスタの
ベース端子に結線したマルチコレクタ構造のPNPトラ
ンジスタを設けている。
、モノリシック集積回路内に形成され第1のPNPトラ
ンジスタを有するPNPトランジスタ回路において、 第1及び第2のコレクタを備え、前記第1のコレクタの
端子とベース端子のみを結線した接続点を有し、前記第
2のコレクタの端子を前記第1のPNPトランジスタの
ベース端子に結線したマルチコレクタ構造のPNPトラ
ンジスタを設けている。
そして、第5請求項に記載のPNPトランジスタ回路で
は、前記第4請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて次の条件式を満足するように構成している; S4= 5eSca/Sc+ ここで、 S4:前記第1のPNP トランジスタのベース領域の
面積 S8:前記マルチコレクタ構造のPNPトランジスタの
ベース領域の面積 Sc+ :前記第1のコレクタの周囲長SC2:前記
第2のコレクタの周囲長 である。
は、前記第4請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて次の条件式を満足するように構成している; S4= 5eSca/Sc+ ここで、 S4:前記第1のPNP トランジスタのベース領域の
面積 S8:前記マルチコレクタ構造のPNPトランジスタの
ベース領域の面積 Sc+ :前記第1のコレクタの周囲長SC2:前記
第2のコレクタの周囲長 である。
さらに、第6請求項に記載のPNPトランジスタ回路で
は、前記第5請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて条件式 %式% を満足するように構成している。
は、前記第5請求項に記載のPNPトランジスタ回路に
おいて条件式 %式% を満足するように構成している。
作ニー用−
第1請求項に記載のPNPトランジスタ回路によると、
第2及び第3のPNPトランジスタのそれぞれの寄生フ
ォトダイオードで発生した光電流の和に応Bた電流が、
カレントミラー効果を利用して第3のPNPトランジス
タのコレクタ電流として取り出され、第1のPNP ト
ランジスタのベース端子に流し込まれる。これにより、
第1のPNPトランジスタの寄生フォトダイオードで発
生した光電流に起因するベース電流の変化分が補償され
、第1のPNPトランジスタの動作に対する光の影響が
低減される。
第2及び第3のPNPトランジスタのそれぞれの寄生フ
ォトダイオードで発生した光電流の和に応Bた電流が、
カレントミラー効果を利用して第3のPNPトランジス
タのコレクタ電流として取り出され、第1のPNP ト
ランジスタのベース端子に流し込まれる。これにより、
第1のPNPトランジスタの寄生フォトダイオードで発
生した光電流に起因するベース電流の変化分が補償され
、第1のPNPトランジスタの動作に対する光の影響が
低減される。
そして、第2及び第3請求項に記載のPNPトランジス
タ回路によると、前記第1請求項に記載のPNPトラン
ジスタ回路において、第3のPNPトランジスタのコレ
クタから第1のPNPトランジスタのベース端子に流し
込まれる電流と、第1のPNPトランジスタの寄生フォ
トダイオードで発生した光電流とがほぼ等しくなり、第
1のPNPトランジスタのベース電流の変化分に対する
補償が高精度に行なわれる。
タ回路によると、前記第1請求項に記載のPNPトラン
ジスタ回路において、第3のPNPトランジスタのコレ
クタから第1のPNPトランジスタのベース端子に流し
込まれる電流と、第1のPNPトランジスタの寄生フォ
トダイオードで発生した光電流とがほぼ等しくなり、第
1のPNPトランジスタのベース電流の変化分に対する
補償が高精度に行なわれる。
また、第4請求項に記載のPNPトランジスタ回路よる
と、マルチコレクタ構造のPNPトランジスタの寄生フ
ォトダイオードで発生した光電流に応じた電流が、マル
チコレクタ構造を利用して第2のコレクタの電流として
取り出され、第1のPNPトランジスタのベース端子に
流し込まれる。
と、マルチコレクタ構造のPNPトランジスタの寄生フ
ォトダイオードで発生した光電流に応じた電流が、マル
チコレクタ構造を利用して第2のコレクタの電流として
取り出され、第1のPNPトランジスタのベース端子に
流し込まれる。
これにより、第1のPNPトランジスタの寄生フオドダ
イオードで発生した光電流に起因するベース電流の変化
分が補償され、第1のPNP トランジスタの動作に対
する光の影響が低減される。
イオードで発生した光電流に起因するベース電流の変化
分が補償され、第1のPNP トランジスタの動作に対
する光の影響が低減される。
そして、第5及び第6請求項に記載のPNP トランジ
スタ回路によると、前記第4請求項に記載のPNPトラ
ンジスタ回路において、マルチコレクタ構造のPNPト
ランジスタの第2のコレクタから第1のPNPトランジ
スタのベース端子に流し込まれる電流と、第1のPNP
トランジスタの寄生フォトダイオードで発生した光電流
とがほぼ等しくなり、第1のPNP トランジスタのベ
ース電流の変化分に対する補償が高精度に行なわれる。
スタ回路によると、前記第4請求項に記載のPNPトラ
ンジスタ回路において、マルチコレクタ構造のPNPト
ランジスタの第2のコレクタから第1のPNPトランジ
スタのベース端子に流し込まれる電流と、第1のPNP
トランジスタの寄生フォトダイオードで発生した光電流
とがほぼ等しくなり、第1のPNP トランジスタのベ
ース電流の変化分に対する補償が高精度に行なわれる。
ヌ」1例」−
以下、本発明のPNP トランジスタ回路の一実施例(
以下「実施例1」という)について第1図及び第2図を
参照しつつ説明する。
以下「実施例1」という)について第1図及び第2図を
参照しつつ説明する。
第1図は本実施例の等価回路を示しており、第2図は本
実施例の集積回路断面構造を示している。
実施例の集積回路断面構造を示している。
第1図において、PNPトランジスタ回路はPNPトラ
ンジスタ(Ql)を有しており、トランジスタ(Ql)
のエミッタ、コレクタ、及びベースの各端子(EIXC
I)(131)は周辺回路に接続されてPNPトランジ
スタとしての機能を周辺回路に提供している。
ンジスタ(Ql)を有しており、トランジスタ(Ql)
のエミッタ、コレクタ、及びベースの各端子(EIXC
I)(131)は周辺回路に接続されてPNPトランジ
スタとしての機能を周辺回路に提供している。
また、トランジスタ(Ql)のベース端子(B1)はト
ランジスタ(Q3)のコレクタ端子にも結線されている
。
ランジスタ(Q3)のコレクタ端子にも結線されている
。
他方、PNPトランジスタ(Q2)及び(Q3)はトラ
ンジスタ(Ql)の動作に対する光の影響を低減するた
めの回路を構成し、この回路は本実施例の特徴となる部
分である。すなわち、PNPトランジスタ(Q2)及び
(Q3)は、両トランジスタのベース端子とトランジス
タ(Q2)のコレクタ端子を結線するとともに、トラン
ジスタ(Q2)のエミッタ端子は抵抗(32)を介して
電源(Vcc)に、トランジスタ(Q3)のエミッタ端
子は抵抗(33)を介して電源(Vcc)にそれぞれ接
続し、カレントミラー回路を構成している。そして、ト
ランジスタ(Q3)のコレクタ端子を前述したようにト
ランジスタ(Ql)のベース端子(B1)に結線してい
る。ここで、第1図に示すように、接続点(a)はトラ
ンジスタ(Q2)及び(Q3)の両ベース端子とトラン
ジスタ(Q2)のコレクタ端子のみを結線し12〜 た接続点であって、他には結線されていない。
ンジスタ(Ql)の動作に対する光の影響を低減するた
めの回路を構成し、この回路は本実施例の特徴となる部
分である。すなわち、PNPトランジスタ(Q2)及び
(Q3)は、両トランジスタのベース端子とトランジス
タ(Q2)のコレクタ端子を結線するとともに、トラン
ジスタ(Q2)のエミッタ端子は抵抗(32)を介して
電源(Vcc)に、トランジスタ(Q3)のエミッタ端
子は抵抗(33)を介して電源(Vcc)にそれぞれ接
続し、カレントミラー回路を構成している。そして、ト
ランジスタ(Q3)のコレクタ端子を前述したようにト
ランジスタ(Ql)のベース端子(B1)に結線してい
る。ここで、第1図に示すように、接続点(a)はトラ
ンジスタ(Q2)及び(Q3)の両ベース端子とトラン
ジスタ(Q2)のコレクタ端子のみを結線し12〜 た接続点であって、他には結線されていない。
上記のPNPトランジスタ回路をモノリシック集積回路
内で実現するために、第2図に示すように、N型エピタ
キシャル層(22)がP型サブストレート層(21)に
形成される。形成された各N型エピタキシャル層(22
)はそれぞれトランジスタ(QIXQ2)(Q3)のベ
ースに対応するが、N型エピタキシャル層(22)とP
型サブストレート層(21)の間には寄生フォトダイオ
ード(4) (5)(6)が存在する。このため、第1
図の等価回路において、トランジスタ(Ql) (Q2
) (Q3)の各ベース端子と接地点間に逆バイアスさ
れた寄生フォトダイオード(4) (5) (6)がそ
れぞれ接続されることになる。したがって、集積回路チ
ップ(20)内に光が侵入することにより、トランジス
タ(Ql)のベース端子(B1)に接続された寄生フォ
トダイオード(4)で光電流(IPD4)が発生し、こ
の光電流(■ρD4)の発生によってベース電流(IB
’)が変化する。また、トランジスタ(Q2) (Q3
)についても同様に、ベース端子に接続された寄生フォ
トダイオード(5)(6)で光電流(IPD6)(IP
D6)がそれぞれ発生する。
内で実現するために、第2図に示すように、N型エピタ
キシャル層(22)がP型サブストレート層(21)に
形成される。形成された各N型エピタキシャル層(22
)はそれぞれトランジスタ(QIXQ2)(Q3)のベ
ースに対応するが、N型エピタキシャル層(22)とP
型サブストレート層(21)の間には寄生フォトダイオ
ード(4) (5)(6)が存在する。このため、第1
図の等価回路において、トランジスタ(Ql) (Q2
) (Q3)の各ベース端子と接地点間に逆バイアスさ
れた寄生フォトダイオード(4) (5) (6)がそ
れぞれ接続されることになる。したがって、集積回路チ
ップ(20)内に光が侵入することにより、トランジス
タ(Ql)のベース端子(B1)に接続された寄生フォ
トダイオード(4)で光電流(IPD4)が発生し、こ
の光電流(■ρD4)の発生によってベース電流(IB
’)が変化する。また、トランジスタ(Q2) (Q3
)についても同様に、ベース端子に接続された寄生フォ
トダイオード(5)(6)で光電流(IPD6)(IP
D6)がそれぞれ発生する。
ところで、前述のように接続点(a)にはトランジスタ
(Q2) (Q3)の両ベース端子とトランジスタ(Q
2)のコレクタ端子のみが結線されるので、トランジス
タ(Q2) (Q3)のベース電流をそれぞれ(R11
2) (R113)とするとトランジスタ(Q2)のコ
レクタ電流(IC2)は、IC2= IPD6+ IP
D6 R82Is3となる。また、トランジスタ(Q
3)のコレクタ電流(Ic3)はカレントミラー効果に
より以下の条件式を満たす値となる。
(Q2) (Q3)の両ベース端子とトランジスタ(Q
2)のコレクタ端子のみが結線されるので、トランジス
タ(Q2) (Q3)のベース電流をそれぞれ(R11
2) (R113)とするとトランジスタ(Q2)のコ
レクタ電流(IC2)は、IC2= IPD6+ IP
D6 R82Is3となる。また、トランジスタ(Q
3)のコレクタ電流(Ic3)はカレントミラー効果に
より以下の条件式を満たす値となる。
(kT/q)In(Ic2/Ic3)#R3Ic3R2
IC2Ic3尋((kT/q)In(Ic2/Ic3)
+RaIc2)/R3++■ただし、 k :ボルツマン定数 q :電子の電荷 T :絶対温度 R2:抵抗(32)の抵抗値 R3:抵抗(33)の抵抗値 である。上式において、Tm2O3にとするとkT/q
#0゜026Vであり、コレクタ電流(IC2)と(I
c3)は大きくは違わないものとすると(例えば115
≦IC2/IC3≦5とすると)、 (kT/q)In(Ic2/Ica)l <<
R2IC2となるように抵抗値(R2)(R3)を設定
することは十分可能である。そこで、以下、この条件を
満足するするように抵抗値(R2)(R3)が選ばれて
いるものとする。このとき、 トランジスタ(Q2)と
(Q3)の電流増幅率は十分大きいものとすると、■式
よりIc3# IC2R2/R3 均(IPD5+ IPD6)R2/R3“°°■となる
。そして、この電流(Ica)はトランジスタ(Ql)
のベース端子(B1)に流し込まれる。よって、トラン
ジスタ(Ql)のベース電流を(IB’)、トランジス
タ(Ql)のベース端子(Bl)から周辺回路に流れる
電流を(Ia)とすると、 Ia’−I8+IpD4IC3・”■ となる。この式かられかるように、光の侵入によるトラ
ンジスタ(Ql)のベース電流(■e’)の変化分(■
ρD4)を■式の電流(Ic3)によって補償し、トラ
ンジスタ(Ql)の動作に対する光の影響を低減するこ
とができる。特に、電流(IC3)が電流(IPD4)
に等しくなるようにすればIe””Iaとなり、光の侵
入による影響を解消することができる。そのためには、
以下のようにすればよい。
IC2Ic3尋((kT/q)In(Ic2/Ic3)
+RaIc2)/R3++■ただし、 k :ボルツマン定数 q :電子の電荷 T :絶対温度 R2:抵抗(32)の抵抗値 R3:抵抗(33)の抵抗値 である。上式において、Tm2O3にとするとkT/q
#0゜026Vであり、コレクタ電流(IC2)と(I
c3)は大きくは違わないものとすると(例えば115
≦IC2/IC3≦5とすると)、 (kT/q)In(Ic2/Ica)l <<
R2IC2となるように抵抗値(R2)(R3)を設定
することは十分可能である。そこで、以下、この条件を
満足するするように抵抗値(R2)(R3)が選ばれて
いるものとする。このとき、 トランジスタ(Q2)と
(Q3)の電流増幅率は十分大きいものとすると、■式
よりIc3# IC2R2/R3 均(IPD5+ IPD6)R2/R3“°°■となる
。そして、この電流(Ica)はトランジスタ(Ql)
のベース端子(B1)に流し込まれる。よって、トラン
ジスタ(Ql)のベース電流を(IB’)、トランジス
タ(Ql)のベース端子(Bl)から周辺回路に流れる
電流を(Ia)とすると、 Ia’−I8+IpD4IC3・”■ となる。この式かられかるように、光の侵入によるトラ
ンジスタ(Ql)のベース電流(■e’)の変化分(■
ρD4)を■式の電流(Ic3)によって補償し、トラ
ンジスタ(Ql)の動作に対する光の影響を低減するこ
とができる。特に、電流(IC3)が電流(IPD4)
に等しくなるようにすればIe””Iaとなり、光の侵
入による影響を解消することができる。そのためには、
以下のようにすればよい。
一般にフォトダイオードで発生する光電流はそのフォト
ダイオードの接合部分の面積に比例するので、本実施例
の場合、同一の光に対して寄生フォトダイオード(4)
(5)(6)で発生する光電流は、第2図に示すN型エ
ピタキシャル層(22)とP型サブストレート層(21
)とのそれぞれの接合面積に比例する。したがって、寄
生フォトダイオード(4)の接合面積(トランジスタ(
Ql)のベース領域の面積)(B1)と、寄生フォトダ
イオード(5)の接合面積(トランジスタ(Q2)のベ
ース領域の面積) (82)及び寄生フォトダイオード
(6)の接合面積(トランジスタ(Q3)のベース領域
の面積)(B3)との間で、条件式8式% を満足するようにし、かつ、トランジスタ(Ql)(Q
2)(Q3)を近接して配置すればよい。このとき、I
C3= IC2Sl/(S2+83)ξ(Ipns十I
ρD6)81/(S2+83)PD4 となり、■式より 18”勾I8 ・・・■とな
る。ところで、■式よりIc3/IC2# R2/R3
となることから、■式は近似的に次の条件式で置き換え
ることができる。
ダイオードの接合部分の面積に比例するので、本実施例
の場合、同一の光に対して寄生フォトダイオード(4)
(5)(6)で発生する光電流は、第2図に示すN型エ
ピタキシャル層(22)とP型サブストレート層(21
)とのそれぞれの接合面積に比例する。したがって、寄
生フォトダイオード(4)の接合面積(トランジスタ(
Ql)のベース領域の面積)(B1)と、寄生フォトダ
イオード(5)の接合面積(トランジスタ(Q2)のベ
ース領域の面積) (82)及び寄生フォトダイオード
(6)の接合面積(トランジスタ(Q3)のベース領域
の面積)(B3)との間で、条件式8式% を満足するようにし、かつ、トランジスタ(Ql)(Q
2)(Q3)を近接して配置すればよい。このとき、I
C3= IC2Sl/(S2+83)ξ(Ipns十I
ρD6)81/(S2+83)PD4 となり、■式より 18”勾I8 ・・・■とな
る。ところで、■式よりIc3/IC2# R2/R3
となることから、■式は近似的に次の条件式で置き換え
ることができる。
S+ = (82+53)R2/R3
よって、トランジスタ(Ql)のベース領域の面積(S
l)に対して、この条件式を満足するようにトランジス
タ(Q2)(Q3)のベース領域の面積和S2+83及
び抵抗比R2/R3を設定すればよい。ただし、前述の
ようにコレクタ電流(IC2)と(Ic3)は大きくは
違わないものと仮定しているので、IC3/IC2輯R
2/R3となることから抵抗値(R2)と(R3)も大
きくは違わないように(例えば115≦R2/R3≦5
となるように)設定する必要がある。
l)に対して、この条件式を満足するようにトランジス
タ(Q2)(Q3)のベース領域の面積和S2+83及
び抵抗比R2/R3を設定すればよい。ただし、前述の
ようにコレクタ電流(IC2)と(Ic3)は大きくは
違わないものと仮定しているので、IC3/IC2輯R
2/R3となることから抵抗値(R2)と(R3)も大
きくは違わないように(例えば115≦R2/R3≦5
となるように)設定する必要がある。
以上のように設定すると、0式より、トランジスタ(Q
l)のベース電流(IB”)は、光の侵入によって寄生
フォトダイオード(4)で発生する光電流(IPD4)
の影響を受けず、トランジスタ(Ql)のベース端子(
B1)から周辺回路へ流れる電流(IB)にほぼ等しく
なる。その結果、トランジスタ(Ql)は光の侵入を受
けない状態とほぼ同じ状態で動作することになる。
l)のベース電流(IB”)は、光の侵入によって寄生
フォトダイオード(4)で発生する光電流(IPD4)
の影響を受けず、トランジスタ(Ql)のベース端子(
B1)から周辺回路へ流れる電流(IB)にほぼ等しく
なる。その結果、トランジスタ(Ql)は光の侵入を受
けない状態とほぼ同じ状態で動作することになる。
なお、カレントミラー回路は、PNPトランジスタ(Q
2) (Q3)の両エミッタ端子を直接、電源(Vcc
)に接続したり、又は、抵抗値(R2)と(R3)を等
しくする等の構成により Ic2=Ic3 として使用される場合が多く、この場合には■式%式% 次に、本発明のPNP トランジスタ回路の他の実施例
(以下「実施例2」という)について第5図を参照しつ
つ説明する。
2) (Q3)の両エミッタ端子を直接、電源(Vcc
)に接続したり、又は、抵抗値(R2)と(R3)を等
しくする等の構成により Ic2=Ic3 として使用される場合が多く、この場合には■式%式% 次に、本発明のPNP トランジスタ回路の他の実施例
(以下「実施例2」という)について第5図を参照しつ
つ説明する。
第5図は本実施例の等価回路を示している。この図にお
いて、PNPトランジスタ回路はPNPトランジスタ(
Qll)を有しており、このトランジスタ(Qll)の
エミッタ、コレクタ、及びベースの各端子(Ell)(
C1l)(Bll)は周辺回路に接続されてPNPトラ
ンジスタとしての機能を周辺回路に提供している。また
、トランジスタ(Qll)のベース端子(B11)はト
ランジスタ(C12)の第2のコレクタの端子(C12
2)にも結線されている。他方、PNPトランジスタ(
C12)は二つのコレクタ端子(C121)及び(C1
22)を有するマルチコレクタ構造のPNPトランジス
タであって、本実施例の特徴となる部分である。
いて、PNPトランジスタ回路はPNPトランジスタ(
Qll)を有しており、このトランジスタ(Qll)の
エミッタ、コレクタ、及びベースの各端子(Ell)(
C1l)(Bll)は周辺回路に接続されてPNPトラ
ンジスタとしての機能を周辺回路に提供している。また
、トランジスタ(Qll)のベース端子(B11)はト
ランジスタ(C12)の第2のコレクタの端子(C12
2)にも結線されている。他方、PNPトランジスタ(
C12)は二つのコレクタ端子(C121)及び(C1
22)を有するマルチコレクタ構造のPNPトランジス
タであって、本実施例の特徴となる部分である。
すなわち、トランジスタ(C12)は、コレクタ端子(
C121)とそのベース端子を結線するとともに、コレ
クタ端子(C122)とトランジスタ(Qll)のベー
ス端子(Bll)を結線し、そのエミッタ端子(E12
)を抵抗(35)を介して電源(Vcc)に接続してお
り、トランジスタ(Qll)の動作に対する光の影響を
低減するように働く。ここで、第5図に示すように、接
続点(b)はトランジスタ(C12)のコレクタ端子(
CI21)とベース端子のみを結線した接続点であり、
他には結線されていない。
C121)とそのベース端子を結線するとともに、コレ
クタ端子(C122)とトランジスタ(Qll)のベー
ス端子(Bll)を結線し、そのエミッタ端子(E12
)を抵抗(35)を介して電源(Vcc)に接続してお
り、トランジスタ(Qll)の動作に対する光の影響を
低減するように働く。ここで、第5図に示すように、接
続点(b)はトランジスタ(C12)のコレクタ端子(
CI21)とベース端子のみを結線した接続点であり、
他には結線されていない。
本実施例の場合もPNP トランジスタ回路はモノリシ
ック集積回路内で実現され、実施例1と同様の理由で、
トランジスタ(Qll)(C12)の各ベース端子と接
地点間に逆バイアスされた寄生フォトダイオードOa)
(14)がそれぞれ接続されることになる。そして、
集積回路チップ内に光が侵入することにより寄生フォト
ダイオード(13)で光電流(Ip。
ック集積回路内で実現され、実施例1と同様の理由で、
トランジスタ(Qll)(C12)の各ベース端子と接
地点間に逆バイアスされた寄生フォトダイオードOa)
(14)がそれぞれ接続されることになる。そして、
集積回路チップ内に光が侵入することにより寄生フォト
ダイオード(13)で光電流(Ip。
13)が発生し、この光電流(IPDI3)の発生によ
ってトランジスタ(Qll)のベース電流(In++’
)が変化する。また、寄生フォトダイオード(14)に
も光電流(IPDI4)が発生する。
ってトランジスタ(Qll)のベース電流(In++’
)が変化する。また、寄生フォトダイオード(14)に
も光電流(IPDI4)が発生する。
本実施例では、前述のように接続点(b)にはトランジ
スタ(C12)のコレクタ端子(C121)とベース端
子のみが結線されるので、トランジスタ(C12)のベ
ース電流を(InI3)とするとコレクタ端子(C12
1)のコレクタ電流(IC+21)は、 IC+2l−IPDI4 InI3
”’■となる。ここで、トランジスタ(C12)の電流
増幅率は十分大きいものとすると、ベース電流(InI
3)は電流(IC+21)に比べ無視できるので、マル
チコレク2〇− 夕構造により、コレクタ端子(CI22)のコレクタ電
流(IC+22)は光電流(IP+114)に応じた電
流となる。
スタ(C12)のコレクタ端子(C121)とベース端
子のみが結線されるので、トランジスタ(C12)のベ
ース電流を(InI3)とするとコレクタ端子(C12
1)のコレクタ電流(IC+21)は、 IC+2l−IPDI4 InI3
”’■となる。ここで、トランジスタ(C12)の電流
増幅率は十分大きいものとすると、ベース電流(InI
3)は電流(IC+21)に比べ無視できるので、マル
チコレク2〇− 夕構造により、コレクタ端子(CI22)のコレクタ電
流(IC+22)は光電流(IP+114)に応じた電
流となる。
そして、この電流(IC+22)をトランジスタ(Ql
l)のベース端子(Bll)に流し込むことにより、光
の侵入によるトランジスタ(Qll)のベース電流の変
化分(IPDI3)を補償し、トランジスタ(Qll)
の動作に対する光の影響を低減することができる。
l)のベース端子(Bll)に流し込むことにより、光
の侵入によるトランジスタ(Qll)のベース電流の変
化分(IPDI3)を補償し、トランジスタ(Qll)
の動作に対する光の影響を低減することができる。
ところで、一般にマルチコレクタ構造のトランジスタの
各コレクタ電流は対応するコレクタ周囲長の比に応じた
値となるので、 IC+22= IC+21SC2/SCI牛■ρDI4
SC2/8C1°°°■ となる。ただし、 Sc+ :コレクタ端子(C121)に対応するコレ
クタの周囲長 SC2ニコレクタ端子(C122)に対応するコレクタ
の周囲長 である。したがって、トランジスタ(Qll)のベース
領域の面積(S4)とトランジスタ(C12)のベース
領域の面積(Sol )との間で、条件式 8式% を満足するようにし、かつ、トランジスタ(Qll)(
C12)を近接して配置すれば、同一の光に対しては光
電流(IPDI3)(IpD14)がそれぞれベース領
域の面積(84)(8B)に比例すること及び0式より
IC+22片IPDI3 となる。このとき、トランジスタ(Ql)のベース電流
(Ie++’)は、光の侵入によって寄生フォトダイオ
ード(4)で発生する光電流(IPDI3)の影響を受
けず、トランジスタ(Qll)のベース端子(Bll)
から周辺回路へ流れる電流(Ie++)にほぼ等しくな
る。その結果、トランジスタ(Qll)は光の侵入を受
けない状態とほぼ同じ状態で動作することになる。
各コレクタ電流は対応するコレクタ周囲長の比に応じた
値となるので、 IC+22= IC+21SC2/SCI牛■ρDI4
SC2/8C1°°°■ となる。ただし、 Sc+ :コレクタ端子(C121)に対応するコレ
クタの周囲長 SC2ニコレクタ端子(C122)に対応するコレクタ
の周囲長 である。したがって、トランジスタ(Qll)のベース
領域の面積(S4)とトランジスタ(C12)のベース
領域の面積(Sol )との間で、条件式 8式% を満足するようにし、かつ、トランジスタ(Qll)(
C12)を近接して配置すれば、同一の光に対しては光
電流(IPDI3)(IpD14)がそれぞれベース領
域の面積(84)(8B)に比例すること及び0式より
IC+22片IPDI3 となる。このとき、トランジスタ(Ql)のベース電流
(Ie++’)は、光の侵入によって寄生フォトダイオ
ード(4)で発生する光電流(IPDI3)の影響を受
けず、トランジスタ(Qll)のベース端子(Bll)
から周辺回路へ流れる電流(Ie++)にほぼ等しくな
る。その結果、トランジスタ(Qll)は光の侵入を受
けない状態とほぼ同じ状態で動作することになる。
なお、マルチコレクタ構造のトランジスタ(C12)の
二つのコレクタの周囲長(SCI)(SC2)が等しい
場合には、トランジスタ(Qll)のベース領域の面積
(S、l)と、トランジスタ(C12)のベース領域の
面積(SB)とが等しくなるように構成すれば同様の効
果が得られる。
二つのコレクタの周囲長(SCI)(SC2)が等しい
場合には、トランジスタ(Qll)のベース領域の面積
(S、l)と、トランジスタ(C12)のベース領域の
面積(SB)とが等しくなるように構成すれば同様の効
果が得られる。
光泗J弓11
以上説明した通り、第1又は第4請求項に記載のPNP
トランジスタ回路によれば、外部から侵入してくる光
によるPNPトランジスタの動作への影響を低減するこ
とができる。そして、第2゜第3.第5.又は第6請求
項に記載のPNPトランジスタ回路によれば、寄生フォ
トダイオードで発生した光電流に起因するベース電流の
変化分を高精度に補償することができるため、光が完全
に遮断された状態とほぼ同じ状態でPNPトランジスタ
を動作させることができる。
トランジスタ回路によれば、外部から侵入してくる光
によるPNPトランジスタの動作への影響を低減するこ
とができる。そして、第2゜第3.第5.又は第6請求
項に記載のPNPトランジスタ回路によれば、寄生フォ
トダイオードで発生した光電流に起因するベース電流の
変化分を高精度に補償することができるため、光が完全
に遮断された状態とほぼ同じ状態でPNPトランジスタ
を動作させることができる。
したがって、本発明のPNP トランジスタ回路は、外
部から侵入してくる光を遮断することができない素子の
内部で微小電流を扱っている回路や、寄生フォトダイオ
ードによる光電流の影響が無視できない素子に対して極
めて有効である。
部から侵入してくる光を遮断することができない素子の
内部で微小電流を扱っている回路や、寄生フォトダイオ
ードによる光電流の影響が無視できない素子に対して極
めて有効である。
第1図は本発明のPNP トランジスタ回路の一実施例
の等価回路を示す図であり、第2図は前記実施例の集積
回路断面構造を示す図である。第3図は従来のPNP
トランジスタの等価回路を示す図であり、第4図は従来
のPNPトランジスタの集積回路断面構造を示す図であ
る。第5図は本発明のPNPトランジスタ回路の他の実
施例の等価回路を示す図である。 (4) (5) (6) (13) (14)・・・寄
生フォトダイオード。 (Ql)・・・第1のPNP トランジスタ(実施例1
)。 (Q2)・・・第2のPNPトランジスタ(実施例1)
。 (Q3)・・・第3のPNPトランジスタ(実施例1)
。 (Qll)・・・第1のPNPトランジスタ(実施例2
)。 (Ql2)・・・マルチコレゲタ構造のPNP トラン
ジスタ(実施例2)。 (C121)・・・第1のコレクタの端子。 (CI22)・・・第2のコレクタの端子。 (a) ・・・カレントミラー回路内の接続点。 (b) ・・・マルチコレクタ構造のPNPトランジ
スタ回路内の接続点。
の等価回路を示す図であり、第2図は前記実施例の集積
回路断面構造を示す図である。第3図は従来のPNP
トランジスタの等価回路を示す図であり、第4図は従来
のPNPトランジスタの集積回路断面構造を示す図であ
る。第5図は本発明のPNPトランジスタ回路の他の実
施例の等価回路を示す図である。 (4) (5) (6) (13) (14)・・・寄
生フォトダイオード。 (Ql)・・・第1のPNP トランジスタ(実施例1
)。 (Q2)・・・第2のPNPトランジスタ(実施例1)
。 (Q3)・・・第3のPNPトランジスタ(実施例1)
。 (Qll)・・・第1のPNPトランジスタ(実施例2
)。 (Ql2)・・・マルチコレゲタ構造のPNP トラン
ジスタ(実施例2)。 (C121)・・・第1のコレクタの端子。 (CI22)・・・第2のコレクタの端子。 (a) ・・・カレントミラー回路内の接続点。 (b) ・・・マルチコレクタ構造のPNPトランジ
スタ回路内の接続点。
Claims (6)
- (1)モノリシック集積回路内に形成され第1のPNP
トランジスタを有するPNPトランジスタ回路において
、 第2及び第3のPNPトランジスタを用いて構成され、
前記第2及び第3のPNPトランジスタの両ベース端子
と前記第2のPNPトランジスタのコレクタ端子のみを
結線した接続点を有し、前記第3のPNPトランジスタ
のコレクタ端子を前記第1のPNPトランジスタのベー
ス端子に結線したカレントミラー回路を設けたことを特
徴とするPNPトランジスタ回路。 - (2)次の条件式を満足することを特徴とする第1請求
項に記載のPNPトランジスタ回路;S_1=(S_2
+S_3)I_C_3/I_C_2ここで、 S_1:前記第1のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S_2:前記第2のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S_3:前記第3のPNPトランジスタ のベース領域の面積 I_C_2:前記第2のPNPトランジスタのコレクタ
電流 I_C_3:前記第3のPNPトランジスタのコレクタ
電流 である。 - (3)条件式 I_C_2:I_C_3 を満足することを特徴とする第2請求項に記載のPNP
トランジスタ回路。 - (4)モノリシック集積回路内に形成され第1のPNP
トランジスタを有するPNPトランジスタ回路において
、 第1及び第2のコレクタを備え、前記第1のコレクタの
端子とベース端子のみを結線した接続点を有し、前記第
2のコレクタの端子を前記第1のPNPトランジスタの
ベース端子に結線したマルチコレクタ構造のPNPトラ
ンジスタを設けたことを特徴とするPNPトランジスタ
回路。 - (5)次の条件式を満足することを特徴とする第4請求
項に記載のPNPトランジスタ回路;S_4=S_BS
_C_2/S_C_1 ここで、 S_4:前記第1のPNPトランジスタ のベース領域の面積 S_B:前記マルチコレクタ構造のPNP トランジスタのベース領域の面積 S_C_1:前記第1のコレクタの周囲長 S_C_2:前記第2のコレクタの周囲長 である。 - (6)条件式 S_C_1=S_C_2 を満足することを特徴とする第5請求項に記載のPNP
トランジスタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060628A JP2634679B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Pnpトランジスタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060628A JP2634679B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Pnpトランジスタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262153A true JPH03262153A (ja) | 1991-11-21 |
| JP2634679B2 JP2634679B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=13147758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060628A Expired - Fee Related JP2634679B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Pnpトランジスタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634679B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0938229A2 (en) | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion element driven by a current mirror circuit |
| US6812546B2 (en) | 2002-07-10 | 2004-11-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Current mirror circuit and optical signal circuit using same |
| US7061303B2 (en) | 2002-12-27 | 2006-06-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric leak current compensating circuit and optical signal circuit using same |
| US7299022B2 (en) | 2003-07-04 | 2007-11-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carrier detecting circuit and infrared communication device using same |
| JP2023523252A (ja) * | 2020-04-29 | 2023-06-02 | アーエムエス インターナショナル アーゲー | パワーオンリセット回路およびそれを備えた集積回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60124861A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-07-03 | バア−−ブラウン コ−ポレ−シヨン | Pn接合絶縁集積回路 |
| JPH01123456A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-16 | Matsushita Electron Corp | カレントミラーpnpトランジスタ |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060628A patent/JP2634679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60124861A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-07-03 | バア−−ブラウン コ−ポレ−シヨン | Pn接合絶縁集積回路 |
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| EP0938229A2 (en) | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion element driven by a current mirror circuit |
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| US7061303B2 (en) | 2002-12-27 | 2006-06-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric leak current compensating circuit and optical signal circuit using same |
| US7299022B2 (en) | 2003-07-04 | 2007-11-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Carrier detecting circuit and infrared communication device using same |
| JP2023523252A (ja) * | 2020-04-29 | 2023-06-02 | アーエムエス インターナショナル アーゲー | パワーオンリセット回路およびそれを備えた集積回路 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634679B2 (ja) | 1997-07-30 |
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