JPS6131969A - 電圧検出回路 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、過電圧保護回路等に用いられる電圧検出回路
に関する。

（ロ）従来の技術 従来のパワーアンプなどに用いられている過電圧保護回
路は、第３図に示すように構成されている。すなわち、
３個のトランジスタ（Ｔｒ　ｓ　）　（Ｔ　ｒ　ｔ　）
（Ｔｒｓ）と５個の抵抗（Ｒ１）・（Ｒ，５）とで電圧
スイッチング回路翰を構成し、このスイッチング回路■
により、スピーカ等に信号を出力する出力トランジスタ
（Ｔ　ｒ　ｓ　）　のドライバートラン、ジスタ（Ｔｒ
ａ）　を動作せしめて、過電圧に対して装置を保護する
ものである。すなわち、電源電圧（Ｖｃｃ）が所定値よ
り上昇すると、抵抗（Ｒ３）および抵抗（Ｒ４）からな
る電圧検出回路に流れる電流が所定値を越え、そのため
抵抗（Ｒ４）の両端にかかる電圧が閾値電圧より上昇し
、トランジスタ（ＴｒＪがＯＮする。すると抵抗（几）
に電流が流れ、その両端の電位差が大きくなりトランジ
スタ（Ｔｒｙ）のベースにバイアスがかかり、トランジ
スタ（’ｒｒｔ）がＯＮする。トランジスタ（Ｔｒｙ）
がＯＮすることにより、抵抗（Ｒ２）に電流が流れ、そ
の両端に電位差が生じ、トランジスタ（Ｔｒｓ）がＯＮ
する。トランジスタ（Ｔｒａ）がＯＮすると、ドライバ
トランジスタ（Ｔｒ４）のベースが接地し、トランジス
タ（ＴｒＪを強制的にＯＦＦさせ、出力トランジスタ（
Ｔｒａ）のベース電流の供給を停止せしめ、出力トラン
ジスタ（Ｔ　ｒ　ａ　）をＯＦＦさせるようになってい
る。

しかじながら、この従来装置では、３個のトランジスタ
（Ｔ　ｒ　１）・・・（’ｒｒｓ琳よび５個の抵抗（Ｒ
１）・・・（Ｒ６）の計８個の素子を必要とし、装置が
複雑になる。

そこで本出願人は少ない素子数で過電圧保護回路を確実
に動作せしめることのできる半導体装置を先に提案した
（特願昭５８−２４１２１９号に詳しい。）。

（／−１発明が解決しようとする問題点上述した装置は
、第４図に示すようにＰ型の第１領域（２１１、この領
域＋２１）に形成された少なくとも一対のＮ型の抵抗領
域（２邊（ハ）、この一対の抵抗領域（ハ）θ間に絶縁
層（ロ）を介して跨る電極層（ハ）を具備し、第１領域
圓と電極層（２つとの間に印加される電圧値に応じて、
一対の抵抗領域（２３ｒ２３間を導通させるチャンネル
が形成され、抵抗として電流を流すように構成したもの
である。

しかしながら、上述した装置は、電圧に応じて抵抗を導
通、非導通に制御する半導体装置を別途用意しなくては
ならない問題がある。

に）問題点を解決するための手段 本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、エミッタ電極を延在させてエミッタとコレクタ間の
ベース領域上を被覆し、且つコレクタとベースを接続し
た２テラ／Ｉ／ＰＮＰ型トランジスタを１個以上継続接
続し、前記トランジスタのコレクタを正の電源端子に接
続し、且つエミッタを負の電源端子に接続して、両端子
間の電圧が所定電圧に達すると前記コレクタとエミッタ
とが導通することにより電圧を検出することを特徴とす
る。

（ホ）作用 本発明は、コレクタどエミッタに加わる電圧が所定電圧
に達すると、コレクタとエミッタ間のベース領域表面が
反転し、コレクタとエミッタが導通することにより電圧
を検出する。

（へ）実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に従い説
明する。第１図は本発明を用いたパワーアンプの過電圧
保護回路を示す回路図、第２図は本発明に用いたラテラ
ルＰＮＰ型トランジスタを示す断面図である。

まず第２図に従い本発明の２テ２ルＰＮＰ型トランジス
タを説明する。Ｐ型シリコン半導体基板（１）上に形成
されたＮ−型エピタキシャル層（２）をＰ＋型分離領域
（３）で島状に分離され島領域（４）が形成される。こ
の島領域（４）がベース領域（４）となる。また島領域
（４）の底面にはＮ　型の埋め込み層（５）が設けられ
ている。そして、埋め込み層（５）上の島領域（４）表
面にＰ　型のエミッタ領域（６）とエミッタ領域（６）
を取り囲むようにＰ　型のコレクタ領域（７）が形成さ
れる。ベース領域（４）にはＮ　型のコンタクト領域（
８）が形成されている。更に、エピタキシャル層（２）
表面には酸化シリコンなどからなる絶縁層（９）が設ゆ
られ、この絶縁層（９）に設けたコンタクトホールな介
して各領域から電極の取り出しが行われる。

エミッタ領域（６）にオーミックコンタクトしたエミッ
タ電極（１αはコレクタ領域（７）に向かって延在せし
められエミッタ領域（６）とコレクタ領域（７）のベー
ス領域（４）上を被覆する。また、コレクタ領域（７）
釦オーミククコンタクトしたコレクタ電極αυとコンタ
クト領域（８）にオーミックコンタクトしたベース電極
層２とが接続され、コレクタとベースが接続される。

そして、エミッタ電極ααを負の電源端子（ＧＮＤ）、
；レクタ電極（Ｌυを正の電源端子（ＶＣＣ）に接続す
る。

而して、エミッタ電極αＧとコレクタ電極層υとの間に
印加される電圧が所定電圧（■？）、すなわちエピタキ
シャル層（２）の反転電位を越えると、エミッタ領域（
６）とコレクタ領域（７）の間にあるベース領域（４）
表面がＮ−型からＰ型へ反転する。依ってエミッタ領域
（６）とコレクタ領域（７）が短絡してエミッタとコレ
クタが導通する。

そして、前記所定電圧（■、）はエピタキシャル層（２
）の不純物濃度により決定される。従って、例えば、エ
ピタキシャル層（２）の反転電位が１８ｖであるとすれ
ば、上述したラテラルＰＮＰ屋）ランジスタな３個継続
に接続すれば、両端子間に印加される電圧が５４Ｖを越
えた時にエミッタとコレクタが導通して電圧が検出でき
る。

つぎに、第１図の過電圧保護回路について説明する１、
第２図で説明したラテラルＰＮＰ型トランジスタ（Ｑ、
）　（Ｑ２）　（Ｑ、）を夫々継続接続する。そしてト
ランジスタ（Ｑ、）のコレクタは正の電源端子（■ｃｃ
）に接続されると共に、トランジスタ（Ｑ、）のエミッ
タは抵抗（Ｒ１゜）を介して負の電源端子（ＧＮＤ）に
接続される。トランジスタ（Ｑ３）のエミッタと抵抗（
Ｒ，Ｏ）との中間端子に過電圧保護回路０りのドライバ
トランジスタ（Ｑ、）のペースを接続し、このトランジ
スタのエミッタを負の電源端子（ＧＮＤ）に接続する。

そして、パワーアンプなどのドライバトランジスタ（Ｑ
、）のペースにトランジスタ（Ｑ４）のコレクタが接続
される。

而して、例えばエピタキシャル層（２）の反転電位が１
８Ｖとすると、本実施例ではトランジスタ（ＱＩ）　（
Ｑ２）　（Ｑｓ　）の３個のトランジスタを継続接続し
ているので印加電圧が５４Ｖを越えるとコレクタとエミ
ッタが導通する。すなわち、印加電圧が所定電圧（５４
Ｖ）を越えると、コレクタ領域（７）とエミッタ領域（
６）の間のベース領域（４）表面が反転し、トランジス
タ（Ｑ、）　（Ｑり　（Ｑａ）コレクタとエミッタが短
絡して導通する。トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑｔ）　（Ｑ
ａ）が導通すると抵抗（Ｒｈｏ）に電流が流れ、電位差
が大きくなり、ドライバトランジスタ（Ｑ、）がＯＮす
る。ドライバトランジスタ（Ｑ、）がＯＮするとパワー
アンプのドライバトランジスタ（Ｑ、）のペースが接地
し、ドライバトランジスタ（Ｑ、）を強制的にＯＦＦさ
せて、過電圧に対して装置を保護する。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、特別な素子を用い
ることなく、簡単な構造で確実に電圧を検出することが
できるので、量産性に優れるなどその工業的価値は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いたパワーアンプの過電圧保護回路
を示す回路図、第２図は本発明に用いたラテラルＰＮＰ
型トランジスタを示す断面図である。第３図は従来の過
電圧保護回路を示す回路図、第４図は電圧スイッチング
回路を構成する半導体装置の断面図である。 Ｑ、　、　Ｑ２、Ｑ、・・・ラテラルＰＮＰ型トランジ
スタ、Ｑ４　・・・ドライバトランジスタ、　Ｑ、・・
・パワーアンプなどのドライバトランジスタ、　　１５
・・・過電圧保護回路、　４・・・ベース領域（島領域
）、６・・・エミッタ領域、　　７・・・コレクタ領域
、　１ｏ・・・エミッタ電極、　　１１　・・・コレク
タ電極、　　１２・・・ベース電極。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　靜　夫 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エミッタ電極を延在させてエミッタとコレクタ間
   のベース領域上を被覆し、且つコレクタとベースを接続
   したラテラルＰＮＰ型トランジスタを１個以上継続接続
   し、前記トランジスタのコレクタを正の電源端子に接続
   し、且つエミッタを負の電源端子に接続して、両端子間
   の電圧が所定電圧に達すると前記コレクタとエミッタと
   が導通することにより電圧を検出することを特徴とする
   電圧検出回路。