JPS60240158A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JPS60240158A
JPS60240158A JP59097940A JP9794084A JPS60240158A JP S60240158 A JPS60240158 A JP S60240158A JP 59097940 A JP59097940 A JP 59097940A JP 9794084 A JP9794084 A JP 9794084A JP S60240158 A JPS60240158 A JP S60240158A
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JP
Japan
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control transistor
emitter
generator
voltage
semiconductor circuit
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Tatsu Araki
荒木 達
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    • 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
    • H10D84/101—Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/121—BJTs having built-in components

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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体回路に関し、特に交流発電装置などの
出力電圧および出力電流を制御することができる半導体
回路に関するものでるる。
〔従来技術〕
第1図は従来の半導体回路を示′を回路図でるる。
同図において、1は交流発電装置、2はこの交流発電装
置1の出力抵抗、3はこの交流発電装置1の出力電圧お
よび出力電流全制御するNPNの制御用トランジスタ、
4はこの制御用トランジスタ3のドライブ回路、5はア
ノードがこの制御用トランジスタ3のエミ、ツタに接続
されたダイオード、6は一端がダイオード5のカソード
に接続され、他端がこの制御用トランジスタ3のコレク
タに接続された抵抗でろる。
次に、上記構成による半導体回路の動作について説明す
る。まず、制御用トランジスタ3のエミッタ電位よりコ
レクタ電位が高くなるよう交流発電装置1の出力電圧が
発生しているときには、この制御用トランジスタ3のコ
レクタ・エミッタ間は正常にバイアスされている。した
がって、この制御用トランジスタ3はドライブ回路4の
出力信号により動作し、交流発電装置1の出力電圧およ
び出力ii!流を制御することができる。一方、制御用
トランジスタ3のコレクタ電位よりエミッタ電位が高く
なるよう交流発電装置1の出力電圧が発生しているとき
には、この制御用トランジスタ3のコレクタ・エミッタ
間は逆バイアスされ、この制御用トランジスタ3は動作
しない。このときの制御用トランジスタ3のコレクタ・
エミッタ逆バイアス電圧は下記(1)式で表わすことが
できる。
ただL/% Vr<Vic<Via(xi) +VBC
(F) (2)ここで、V、Cは制御用トランジスタ3
のコレクタ・エミッタ逆バイアス電圧、VFはダイオー
ド5の順方向電圧、vGは交流発電装置1の出力電圧、
Roは抵抗2の抵抗値、Rtは抵抗6の抵抗値、VIE
B(B幻は制御用トランジスタ3のエミッタ・ベース間
降伏電圧、Vmc(y)は制御用トランジスタ3のベー
ス・コレクタ間順方向電圧でるる。
したがって、交流発電装@iの出力電圧Vaが大きくな
p1制御用トランジスタ3のコレクタ番エミッタ逆バイ
アス電圧Vgcが、そのエミッタ・ベース間n 伏11
 圧VK s (BR) とベース・コレクタ間順方向
電圧V、C(Flとの和、(Vgm(+ai+1 + 
Vi+c(F))になると、制御用トランジスタ3のエ
ミッタ・ベース間接合が降伏し、制御用トランジスタ3
を著しく劣化させるので、交流発電装置1の出力電圧V
G の最大値から上記(2)式が成立するように、抵抗
6の抵抗値R1を適当に設定する。こうした場合、交流
発電装置1によって制御用トランジスタ3のコレクタ・
エミッタ間が逆バイアスされても、そのエミッタ・ベー
ス接合は降伏しないので、この制御用トランジスタ3は
劣化しない。
し力・シながら、従来の半導体回路は抵抗6の抵抗値R
,+1に適当に設定しても、負のサージ電圧が交流発電
装置1の出力電圧に重畳されると、制御用トランジスタ
3のコレクタ会エミッタ逆バイアス電圧VECはそのエ
ミッタ・ベース間降伏電圧VER(BR) とそのベー
ス・コレクタ間順方向電圧MBC(F) トノ和(VI
EB(BR) + VBC(F) )になt)1この制
御用トランジスタ3のエミッタ・ベース接合が降伏し、
この制御用トランジスタ3を劣化させ、半導体回路の信
頼性を著しく損ねる。また、ダイオード5と抵抗6に一
必要とする7tめ、半導体回路の実装面積を縮少するこ
とができないなどの欠点がめった。
〔発明の概要〕
したがって、この発明の目的線制御用トランジスタの劣
化を防ぐことができるうえ、実装面積を縮少化すること
ができる半導体回路全提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明は交流発電装
置などの出力電圧および出力電流を制御用トランジスタ
によって制御する半導体回路において、アノードが上記
制御用トランジスタのベースに接続され、カソードが上
記制御用トランジスタのエミッタに接続されたアバラン
シェダイオードを上記制御用トランジスタと同一半導体
素子内に設け、上記アバランシェ・ダイオードのアバラ
ンシェ電圧を上記制御用トランジスタのエミッタ・ベー
ス降伏電圧より低くするものであり、以下実施例を用い
て詳細に説明する。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明に係る半導体回路の一実施例を示す回
路図でめる。同図において、Tは7ノードが制御用トラ
ンジスタ3のベースに接続され、カソードがこの制御用
トランジスタ3のエミッタに接続されたアバランシェダ
イオード、8はその詳細な断面を第3図に示すように制
御用トランジスタ3とアバランシェダイオードTから構
成された半導体回路素子、9は制御用トランジスタ3の
コレクタに接続された半導体回路素子8の第1端子、1
0U制御用トランジスタ3のベースとアバランシェダイ
オード7のアノードに接続された半導体回路素子8の第
2端子、11は制御用トランジスタ3のエミッタとアバ
ランシェダイオードTのカソードが接続された半導体回
路素子8の第3端子でるる。
なお、上記アバランシェダイオードTの7バランシエ電
圧はこの制御用トランジスタ3のエミッタ・ベース降伏
電圧より低く形成されでいる。また、第3図に示す半導
体素子において、12.L3お工び14はそれぞれアル
ミニウムなどの導体で形成された上記制御用トランジス
タ3のコレクタ電極、ベース電極、およびエミッタ電極
、15は上記制御用トランジスタ3のコレクタとなるN
形半導体基板、16は上記制御用トランジスタ3のベー
スおよびアバランシェダイオード7のアノードになるP
形拡散ffi、17は上記制御用トランジスタ3のエミ
ッタおよびアバランシェダイオード7のカソードになる
N形不純物濃度の高いN十拡散層、18および19は上
記制御用トランジスタ3のエミッタの一部となり、上記
P膨拡散層16およびN+拡散層17よりも不純物濃度
の低いN膨拡散層である。
次に、上記構成による半導体回路の動作について説明す
る。まず、N膨拡散層18お工び19鉱N+拡散層1T
よりN形不純物濃度が低く、かつP膨拡散層16よりも
不純物濃度が低いため、N膨拡散層18および19とP
膨拡散層16による接合の降伏電圧はN膨拡散層18お
よび19の不純物濃度が支配的となり、N+拡散層1T
とP膨拡散層16による接合の降伏電圧より高くなる。
したがって、制御用トランジスタ3のエミッタ電位がコ
レクタ電位より高くなるよう電圧が印加されると、P膨
拡散層16とN+拡散層17で形成される接合が先に降
伏するため、P膨拡散層16とN膨拡散層18および1
9で形成される接合は降伏しない。また、P膨拡散層1
6とN+拡散層1Tで形成される接合は半導体素子固体
内部に形成され、表面には表われないので、降伏しても
劣化はない。そして、P膨拡散層16とN十拡散層17
で形成される接合がアバランシェダイオードTの接合と
なる。すなわち、交流発電装置1の出力電圧が制御用ト
ランジスタ3のエミッタ電位がコレクタ電位より高くな
るように発生すると、アバランシェダイオードTが先に
降伏するので、制御用トランジスタ3の劣化を防ぐこと
ができる。
また、交流発電装置1の出力電圧に負のサージ電圧が重
畳しても必らず、アバランシェダイオード1の接合が先
に降伏するので、制御用トランジスタ3の劣化はなく、
また制御用トランジスタ3とアバランシェダイオードT
が同一半導体素子内に形成したので、半導体回路の実装
面積を極めて小さくすることができる。
なお、上記の冥施例では交流発電装置を使用した半導体
回路について説明したが、制御用トランジスタのエミッ
タ電位がコレクタ電位より高くなることがめる回路にも
同様に適用できることはもちろんである。またNPNの
制御用トランジスタの代りに、NPNダーリントントラ
ンジスタ、ろるいはPNP )ランジスタを用いてもよ
いことはもちろんでるる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、この発明に係る半導体回路
によれば制御用トランジスタのエミッタ電位がコレクタ
電位より高くなるように電圧が印加されても、アバラン
シェダイオードの接合が、制御用トランジスタのエミッ
タ・ベース接合より先に降伏するので、この制御用トラ
ンジスタを劣化させることが無いので、半導体回路の信
頼性を向上させることができるうえ、半導体回路の実装
面積を小さくすることができるなどの効果がめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体回路を示す回路図、第2図はこの
発明に係る半導体回路の−実施例を示す回路図、第3図
は第2図の半導体回路素子の断面を示す図でめる。 111・・・交流発電装置、2・・拳幸出力抵抗、3・
・・・制御用トランジスタ、4・・串・ドライブ回路、
5・・・轡ダイオード、6・・・・抵抗、1拳・・・ア
バランシェダイオード°、8・・・・半導体回路素子、
9・・・・第1端子、10・・・・第2端子、11・拳
・拳第3端子、12000.コレクタ電極、13 @ 
* a *ペース電極、14・・・・エミッタ電極、1
5・・・・N形牛導体基板、16・・・・P形拡散層、
17・・・・N+拡散層、18および19・・・・N形
波散層。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第1図 第2図 第3図 一一 手続補正書(自発) 1、事件の表示 特願昭59−097940号2、発明
の名称 半導体回路 □ 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 ) う ′1)明細書第2頁第13行の「1は交流発電装置」を
「Aは交流発電装置、■は交流発電装置信号源」と補正
する。 :2)同書第2頁第14行の「交流発電装置l」を「交
流発電装置A」と補正する。 :3)同書第3頁第4行〜第5行、第9行および第12
行の「交流発電装置1」を「交流発電装置A」と補正す
る。 ′4)同書第4頁第3行〜第4行、第9行および第16
行の「交流発電装置1」を「交流発電装置信号源1」と
補正する。 :5)同書第4頁第19行の「交流発電装置1」を「交
流発電装置A」と補正する。 (6)同書第5頁第5行の「交流発電装置1」を「交流
発電装置A」と補正する。 (7)同書第9頁第3行および第8行の「交流発電装置
1」を「交流発電装置A」と補正する。 (8) 同書第10頁第18行の11・・・・交流発電
装置」を「A・・・・交流発電装置、■・・・・交流発
電装置信号源」と補正する。 (9)図面の第1図、第2図を別紙の通り補正する。 以上 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流発電装置などの出力電圧および出力電流を制
    御用トランジスタによって制御する半導体回路において
    、アノードが上記制御用トランジスタのベースに接続さ
    れ、カソードが上記制御用トランジスタのエミッタに接
    続されたアバランシェ拳ダイオードを上記制御用トラン
    ジスタと同−半導体素子内に設け、上記アバランシェ1
    ダイオードのアバランシェ電圧を上記制御用トランジス
    タのエミッタ・ベース降伏電圧より低くしたことを特徴
    とする半導体回路。
  2. (2)制御用トランジスタおよびアバランシェ・ダイオ
    ードにより構成される同一半導体素子は、上記制御用ト
    ランジスタのエミッタとなるN+拡散層の周囲にこのN
    +拡散層よりN形不純物濃度の低いN形拡散N!を形成
    し、このN膨拡散層を上記制御用トランジスタのエミッ
    タの一部とすることによって上記N+拡散層を上記アバ
    ランシェダイオードのカソードとし、上記制御トランジ
    スタのベースとなるP形波散層を前記アバランシェダイ
    オードのアノードとすることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体回路。
JP59097940A 1984-05-14 1984-05-14 半導体回路 Granted JPS60240158A (ja)

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