JPH0614790B2 - モ−タ駆動回路 - Google Patents
モ−タ駆動回路Info
- Publication number
- JPH0614790B2 JPH0614790B2 JP60071471A JP7147185A JPH0614790B2 JP H0614790 B2 JPH0614790 B2 JP H0614790B2 JP 60071471 A JP60071471 A JP 60071471A JP 7147185 A JP7147185 A JP 7147185A JP H0614790 B2 JPH0614790 B2 JP H0614790B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- epitaxial layer
- collector
- motor
- transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/60—Integrated 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
- H10D84/63—Combinations of vertical and lateral BJTs
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual DC motor
- H02P1/22—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual DC motor in either direction of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、バイポーラＩＣなどの半導体集積回路で構
成されるモータ駆動回路に係り、特に、回転停止や回転
方向の切換え時にモータに発生する逆起電力で駆動用ト
ランジスタを形成した導電領域が半導体基板より低電位
化するなどの異常時に生成する寄生トランジスタ効果の
抑制に関する。
成されるモータ駆動回路に係り、特に、回転停止や回転
方向の切換え時にモータに発生する逆起電力で駆動用ト
ランジスタを形成した導電領域が半導体基板より低電位
化するなどの異常時に生成する寄生トランジスタ効果の
抑制に関する。
第３図は従来のブリッジ型モータ駆動回路を示してお
り、このモータ駆動回路には、回転方向に応じて選択的
に導通させ、駆動電流をモータ２に流す一対の第１のト
ランジスタ４、６と、モータ２からの駆動電流を引き込
む一対の第２のトランジスタ８、１０が設置されてい
る。そして、電源端子１２と接地点（ＧＮＤ）との間に
は、駆動用電源１４が接続され、ＶCCはその電圧であ
る。
り、このモータ駆動回路には、回転方向に応じて選択的
に導通させ、駆動電流をモータ２に流す一対の第１のト
ランジスタ４、６と、モータ２からの駆動電流を引き込
む一対の第２のトランジスタ８、１０が設置されてい
る。そして、電源端子１２と接地点（ＧＮＤ）との間に
は、駆動用電源１４が接続され、ＶCCはその電圧であ
る。
各トランジスタ４、６、８、１０のベースには、入力端
子１６Ａ、１６Ｂに加えられる正転または逆転指令に応
じて駆動制御回路１８からスイッチング信号が加えられ
る。
子１６Ａ、１６Ｂに加えられる正転または逆転指令に応
じて駆動制御回路１８からスイッチング信号が加えられ
る。
たとえば、正転時、トランジスタ４、１０が導通し、逆
転時、トランジスタ６、８が導通するが、正転時そのモ
ータ２を停止させる場合、トランジスタ４を非導通にす
るとともにトランジスタ８を導通させ、また、逆転時そ
のモータ２を停止させる場合、トランジスタ６を非導通
にするとともにトランジスタ１０を導通させる。
転時、トランジスタ６、８が導通するが、正転時そのモ
ータ２を停止させる場合、トランジスタ４を非導通にす
るとともにトランジスタ８を導通させ、また、逆転時そ
のモータ２を停止させる場合、トランジスタ６を非導通
にするとともにトランジスタ１０を導通させる。
そして、このようなモータ２の停止、または、回転方向
の切換えに伴って生じる逆起電力によりトランジスタ８
またはトランジスタ１０のモータ側端子、すなわちその
コレクタが異常に低電位化することを防止するため、コ
レクタと基準電位点との間にダイオード２０、２２が挿
入されている。
の切換えに伴って生じる逆起電力によりトランジスタ８
またはトランジスタ１０のモータ側端子、すなわちその
コレクタが異常に低電位化することを防止するため、コ
レクタと基準電位点との間にダイオード２０、２２が挿
入されている。
しかしながら、このようなモータ駆動回路をバイポーラ
型の半導体集積回路で形成した場合、モータ２に発生す
る逆起電力のため、その半導体集積回路のサブストレー
ト・コレクタ間ダイオードでトランジスタ８またはトラ
ンジスタ１０のコレクタ電位がクランプされると同時
に、寄生トランジスタ２４が動作する。
型の半導体集積回路で形成した場合、モータ２に発生す
る逆起電力のため、その半導体集積回路のサブストレー
ト・コレクタ間ダイオードでトランジスタ８またはトラ
ンジスタ１０のコレクタ電位がクランプされると同時
に、寄生トランジスタ２４が動作する。
たとえば、半導体基板に形成されたエピタキシャル層
（Ｎ層）２６が半導体基板（Ｐ層）よりも低い電位にな
ると、この場合、ＮＰＮ型の寄生トランジスタ２４が形
成される。すなわち、この寄生トランジスタ２４のコレ
クタは、隣接する他の集積回路素子のエピタキシャル層
２６で構成されているため、この寄生トランジスタ２４
が動作すると、隣接する他の集積回路素子に影響を与
え、それらの素子や回路に誤動作を生じさせるなどの欠
点がある。
（Ｎ層）２６が半導体基板（Ｐ層）よりも低い電位にな
ると、この場合、ＮＰＮ型の寄生トランジスタ２４が形
成される。すなわち、この寄生トランジスタ２４のコレ
クタは、隣接する他の集積回路素子のエピタキシャル層
２６で構成されているため、この寄生トランジスタ２４
が動作すると、隣接する他の集積回路素子に影響を与
え、それらの素子や回路に誤動作を生じさせるなどの欠
点がある。
たとえば、寄生トランジスタ２４の電流増幅率ｈFEは、
０．１〜０．２程度であるが、モータ駆動では、逆起電
力による寄生トランジスタ２４に流れ込むベース電流
は、瞬間的(100msec)に１(A)程度の値を持っているた
め、他の素子や回路への影響は大である。
０．１〜０．２程度であるが、モータ駆動では、逆起電
力による寄生トランジスタ２４に流れ込むベース電流
は、瞬間的(100msec)に１(A)程度の値を持っているた
め、他の素子や回路への影響は大である。
このため、モータなどの誘導性負荷や容量性負荷などを
駆動するトランジスタを形成する場合、寄生トランジス
タ効果を除去することはできないまでも、それを軽減す
るためにレイアウトに注意を払う必要があり、レイアウ
トの設計が非常に面倒であった。
駆動するトランジスタを形成する場合、寄生トランジス
タ効果を除去することはできないまでも、それを軽減す
るためにレイアウトに注意を払う必要があり、レイアウ
トの設計が非常に面倒であった。
そこで、この発明は、このような逆起電力などの異常電
位によって生成される寄生トランジスタの他の素子など
への悪影響を防止しようとするものである。
位によって生成される寄生トランジスタの他の素子など
への悪影響を防止しようとするものである。
この発明のモータ駆動回路は、第１図および第２図に例
示するように、モータに直列に接続されて駆動電流を流
し込む第１のトランジスタと、前記モータに直列に接続
されて前記駆動電流を前記モータを介して引き込む第２
のトランジスタとを備えたモータ駆動回路であって、半
導体基板に形成されたエピタキシャル層を第１の分離領
域で分離して第１のエピタキシャル層を形成し、この第
１のエピタキシャル層をコレクタとする前記第１のトラ
ンジスタをこの第１のエピタキシャル層に形成するとと
もに、前記第１のエピタキシャル層の内部に第２の分離
領域で区画された第２のエピタキシャル層を形成し、こ
の第２のエピタキシャル層をコレクタとする第２のトラ
ンジスタをこの第２のエピタキシャル層に形成してなる
ことを特徴とする。
示するように、モータに直列に接続されて駆動電流を流
し込む第１のトランジスタと、前記モータに直列に接続
されて前記駆動電流を前記モータを介して引き込む第２
のトランジスタとを備えたモータ駆動回路であって、半
導体基板に形成されたエピタキシャル層を第１の分離領
域で分離して第１のエピタキシャル層を形成し、この第
１のエピタキシャル層をコレクタとする前記第１のトラ
ンジスタをこの第１のエピタキシャル層に形成するとと
もに、前記第１のエピタキシャル層の内部に第２の分離
領域で区画された第２のエピタキシャル層を形成し、こ
の第２のエピタキシャル層をコレクタとする第２のトラ
ンジスタをこの第２のエピタキシャル層に形成してなる
ことを特徴とする。
第１図に示すモータ駆動回路において、たとえば、モー
タ２の回転を停止させると、その端子間には逆起電力が
発生し、第２のトランジスタ１０のコレクタ（モータ２
が逆転している場合にはトランジスタ８のコレクタ）
は、半導体基板３０の電位より低電位に移行する。この
とき、第２図に示すような寄生トランジスタ６６が生成
されるが、この寄生トランジスタ６６のベース電流およ
びコレクタ電流の多くは、電源端子１２が形成され、電
源に接続された第１のトランジスタ６のコレクタ（トラ
ンジスタ８の場合、トランジスタ４のコレクタ）側から
速やかに供給されるので、寄生トランジスタ６６の隣接
する他の素子や制御回路への影響が回避される。
タ２の回転を停止させると、その端子間には逆起電力が
発生し、第２のトランジスタ１０のコレクタ（モータ２
が逆転している場合にはトランジスタ８のコレクタ）
は、半導体基板３０の電位より低電位に移行する。この
とき、第２図に示すような寄生トランジスタ６６が生成
されるが、この寄生トランジスタ６６のベース電流およ
びコレクタ電流の多くは、電源端子１２が形成され、電
源に接続された第１のトランジスタ６のコレクタ（トラ
ンジスタ８の場合、トランジスタ４のコレクタ）側から
速やかに供給されるので、寄生トランジスタ６６の隣接
する他の素子や制御回路への影響が回避される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図および第２図はこの発明のモータ駆動回路の実施
例を示し、第３図に示すモータ駆動回路と同一部分には
同一符号を付してある。
例を示し、第３図に示すモータ駆動回路と同一部分には
同一符号を付してある。
第１図に示すように、たとえば、Ｐ型の導電型の半導体
基板３０には、トランジスタ４、８またはトランジスタ
６、１０が隣接して形成されており、第２図に示すよう
に、半導体基板３０の表面層には半導体基板３０とは反
対導電型の埋込み層３２が形成された後、半導体基板３
０とは反対導電型の導電領域、たとえば、Ｎ型のエピタ
キシャル層３４が形成されている。このエピタキシャル
層３４には、隣接して形成する他の半導体回路やトラン
ジスタなどの半導体素子とを電気的に絶縁分離するた
め、エピタキシャル層３４とは反対導電型、たとえば、
Ｐ型の第１の分離領域３６が形成され、トランジスタ
４、６のコレクタ領域となる第１のエピタキシャル層３
４ａが区画されている。
基板３０には、トランジスタ４、８またはトランジスタ
６、１０が隣接して形成されており、第２図に示すよう
に、半導体基板３０の表面層には半導体基板３０とは反
対導電型の埋込み層３２が形成された後、半導体基板３
０とは反対導電型の導電領域、たとえば、Ｎ型のエピタ
キシャル層３４が形成されている。このエピタキシャル
層３４には、隣接して形成する他の半導体回路やトラン
ジスタなどの半導体素子とを電気的に絶縁分離するた
め、エピタキシャル層３４とは反対導電型、たとえば、
Ｐ型の第１の分離領域３６が形成され、トランジスタ
４、６のコレクタ領域となる第１のエピタキシャル層３
４ａが区画されている。
エピタキシャル層３４ａには、トランジスタ４、６が形
成されているとともに、第２の分離領域３８で区画され
て第２のエピタキシャル層３４ｂが形成されている。す
なわち、エピタキシャル層３４ｂはトランジスタ８、１
０のコレクタ領域を構成するので、トランジスタ８、１
０の周囲は、分離領域３８を介してトランジスタ４、６
のコレクタ領域としてのエピタキシャル層３４ａで包囲
されている。
成されているとともに、第２の分離領域３８で区画され
て第２のエピタキシャル層３４ｂが形成されている。す
なわち、エピタキシャル層３４ｂはトランジスタ８、１
０のコレクタ領域を構成するので、トランジスタ８、１
０の周囲は、分離領域３８を介してトランジスタ４、６
のコレクタ領域としてのエピタキシャル層３４ａで包囲
されている。
そして、第１のエピタキシャル層３４ａに形成されたト
ランジスタ４、６は、エピタキシャル層３４ａとは反対
導電型のベース領域４０、エピタキシャル層３４ａと同
導電型のエミッタ領域４２およびコレクタ領域に対する
電極を引き出すための導電領域４４からなっており、ま
た、第２のエピタキシャル層３４ｂに形成されたトラン
ジスタ８、１０は、同様にベース領域４６、エミッタ領
域４８およびコレクタ領域に対する電極を引き出すため
の導電領域５０からなっている。
ランジスタ４、６は、エピタキシャル層３４ａとは反対
導電型のベース領域４０、エピタキシャル層３４ａと同
導電型のエミッタ領域４２およびコレクタ領域に対する
電極を引き出すための導電領域４４からなっており、ま
た、第２のエピタキシャル層３４ｂに形成されたトラン
ジスタ８、１０は、同様にベース領域４６、エミッタ領
域４８およびコレクタ領域に対する電極を引き出すため
の導電領域５０からなっている。
このように形成された半導体集積回路の表面には、酸化
膜５２が形成されており、各トランジスタ４、８または
トランジスタ６、１０の各ベース領域４０、４６、エミ
ッタ領域４２、４８および導電領域４４、５０に形成さ
れた開口には、それぞれベース電極５４Ｂ、５６Ｂ、エ
ミッタ電極５８Ｅ、６０Ｅおよびコレクタ電極６２Ｃ、
６４Ｃが形成されている。
膜５２が形成されており、各トランジスタ４、８または
トランジスタ６、１０の各ベース領域４０、４６、エミ
ッタ領域４２、４８および導電領域４４、５０に形成さ
れた開口には、それぞれベース電極５４Ｂ、５６Ｂ、エ
ミッタ電極５８Ｅ、６０Ｅおよびコレクタ電極６２Ｃ、
６４Ｃが形成されている。
以上の構成に基づき、その動作を説明する。
第３図に示すモータ駆動回路において、モータ２の回転
を停止させた場合には、モータ２の端子間には逆起電力
が発生するため、トランジスタ８、１０のコレクタは、
半導体基板３０の電位より低電位に移行する。
を停止させた場合には、モータ２の端子間には逆起電力
が発生するため、トランジスタ８、１０のコレクタは、
半導体基板３０の電位より低電位に移行する。
この場合、トランジスタ８、１０のコレクタ領域である
エピタキシャル層３４ｂをエミッタ、分離領域３８をベ
ース、トランジスタ４、６のコレクタ領域であるエピタ
キシャル層３４ａを第１のコレクタＣ１、分離領域３６
の外側のエピタキシャル層３４を第２のコレクタＣ２と
する寄生トランジスタ６６が生成される。
エピタキシャル層３４ｂをエミッタ、分離領域３８をベ
ース、トランジスタ４、６のコレクタ領域であるエピタ
キシャル層３４ａを第１のコレクタＣ１、分離領域３６
の外側のエピタキシャル層３４を第２のコレクタＣ２と
する寄生トランジスタ６６が生成される。
そして、寄生トランジスタ６６のベース電流は、半導体
基板３０を介して電源から供給され、第１のコレクタＣ
１に流れるコレクタ電流はトランジスタ４、６のコレク
タ側に接続された電源から供給され、第２のコレクタＣ
２に流れるコレクタ電流は、エピタキシャル層３４から
流れ込む。
基板３０を介して電源から供給され、第１のコレクタＣ
１に流れるコレクタ電流はトランジスタ４、６のコレク
タ側に接続された電源から供給され、第２のコレクタＣ
２に流れるコレクタ電流は、エピタキシャル層３４から
流れ込む。
そこで、第３図に示すモータ駆動回路では、寄生トラン
ジスタ６６の第１のコレクタＣ１に流れる電流は、トラ
ンジスタ４、６のコレクタ側の電源端子１２に接続され
た電源の正極側から供給される。
ジスタ６６の第１のコレクタＣ１に流れる電流は、トラ
ンジスタ４、６のコレクタ側の電源端子１２に接続され
た電源の正極側から供給される。
したがって、トランジスタ８、１０が、電源の正極側に
接続されるトランジスタ４、６のコレクタ領域で包囲さ
れているので、トランジスタ８、１０のコレクタ領域が
半導体基板３０の電位より低電位になった場合、その補
償電流が直接電源からトランジスタ８、１０のコレクタ
領域の電位変化に応じて速やかに供給されることにな
り、隣接する他の素子や制御回路への影響が効果的に抑
制される。
接続されるトランジスタ４、６のコレクタ領域で包囲さ
れているので、トランジスタ８、１０のコレクタ領域が
半導体基板３０の電位より低電位になった場合、その補
償電流が直接電源からトランジスタ８、１０のコレクタ
領域の電位変化に応じて速やかに供給されることにな
り、隣接する他の素子や制御回路への影響が効果的に抑
制される。
特に、モータ駆動回路では、駆動制御回路１８の電源
と、トランジスタ４、６、８、１０などの駆動素子の電
源とが分離されているので、駆動制御回路１８の電源に
対する影響がなく、有利である。
と、トランジスタ４、６、８、１０などの駆動素子の電
源とが分離されているので、駆動制御回路１８の電源に
対する影響がなく、有利である。
なお、実施例ではＰ型の半導体基板を例に取って説明し
たが、Ｎ型の半導体基板の場合にも、前記実施例とは反
対導電型の導電領域を設定することにより、同様に寄生
トランジスタ効果を抑制できることはいうまでもない。
たが、Ｎ型の半導体基板の場合にも、前記実施例とは反
対導電型の導電領域を設定することにより、同様に寄生
トランジスタ効果を抑制できることはいうまでもない。
以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる。
果が得られる。
(a) モータの駆動停止、反転などによって、導電領域
が半導体基板の電位より低下する第２のトランジスタ
を、第１のトランジスタの一部をなす導電領域で包囲し
たので、寄生トランジスタ効果を抑制でき、隣接する半
導体素子や半導体回路へのその影響が軽減できる。
が半導体基板の電位より低下する第２のトランジスタ
を、第１のトランジスタの一部をなす導電領域で包囲し
たので、寄生トランジスタ効果を抑制でき、隣接する半
導体素子や半導体回路へのその影響が軽減できる。
(b) 第１のトランジスタの一部をなす導電領域に第２
のトランジスタの一部を形成するため、第２のトランジ
スタの形成領域のレイアウト上の位置に注意を払うこと
が不必要になり、そのレイアウト設計が容易になるとと
もに、半導体基板の縮小化が期待できる。
のトランジスタの一部を形成するため、第２のトランジ
スタの形成領域のレイアウト上の位置に注意を払うこと
が不必要になり、そのレイアウト設計が容易になるとと
もに、半導体基板の縮小化が期待できる。
(c) 第２のトランジスタを包囲する導電領域は、隣接
する第１のトランジスタのコレクタ領域で構成され、第
１および第２のトランジスタの工程と同時に形成され、
特別な工程を必要としない。
する第１のトランジスタのコレクタ領域で構成され、第
１および第２のトランジスタの工程と同時に形成され、
特別な工程を必要としない。
第１図はこの発明のモータ駆動回路の実施例を示す説明
図、第２図は第１図のII −II 線に沿った主要部を示
す断面図、第３図は一般的なモータ駆動回路の構成を示
す回路図である。 ４、６……第１のトランジスタ、８、１０……第２のト
ランジスタ、３４ａ、３４ｂ……導電領域としてのエピ
タキシャル層。
図、第２図は第１図のII −II 線に沿った主要部を示
す断面図、第３図は一般的なモータ駆動回路の構成を示
す回路図である。 ４、６……第１のトランジスタ、８、１０……第２のト
ランジスタ、３４ａ、３４ｂ……導電領域としてのエピ
タキシャル層。
Claims (1)
- 【請求項１】モータに直列に接続されて駆動電流を流し
込む第１のトランジスタと、 前記モータに直列に接続されて前記駆動電流を前記モー
タを介して引き込む第２のトランジスタと、 を備えたモータ駆動回路であって、 半導体基板に形成されたエピタキシャル層を第１の分離
領域で分離して第１のエピタキシャル層を形成し、この
第１のエピタキシャル層をコレクタとする前記第１のト
ランジスタをこの第１のエピタキシャル層に形成すると
ともに、前記第１のエピタキシャル層の内部に第２の分
離領域で区画された第２のエピタキシャル層を形成し、
この第２のエピタキシャル層をコレクタとする第２のト
ランジスタをこの第２のエピタキシャル層に形成してな
ることを特徴とするモータ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60071471A JPH0614790B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | モ−タ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60071471A JPH0614790B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | モ−タ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231882A JPS61231882A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH0614790B2 true JPH0614790B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=13461555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60071471A Expired - Lifetime JPH0614790B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | モ−タ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614790B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5087376B2 (ja) * | 2007-11-28 | 2012-12-05 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | モータ駆動回路、ファンモータ、電子機器、及びノート型パーソナルコンピュータ |
| CN102957361A (zh) * | 2011-08-24 | 2013-03-06 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种控制电机正反转驱动电路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5196015A (en) * | 1975-02-21 | 1976-08-23 | Dendokikairono denryukirikaehoshiki | |
| JPS5412279A (en) * | 1977-06-28 | 1979-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | Production of transistors |
-
1985
- 1985-04-04 JP JP60071471A patent/JPH0614790B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61231882A (ja) | 1986-10-16 |
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