JPS63265460A - 誘導負荷を駆動するための集積回路 - Google Patents

誘導負荷を駆動するための集積回路

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JPS63265460A
JPS63265460A JP63077936A JP7793688A JPS63265460A JP S63265460 A JPS63265460 A JP S63265460A JP 63077936 A JP63077936 A JP 63077936A JP 7793688 A JP7793688 A JP 7793688A JP S63265460 A JPS63265460 A JP S63265460A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、誘導負荷を駆動するための集積回路に関す
る。
公知のように、P型サブストレートを用いる集積回路は
、前記サブストレートが回路の最低電圧において、回路
の能動および受動構成要素を含む異なるエピタキシャル
ウェルまたは領域が互いに分離されるようにバイアスさ
れていることを要求する。事実、サブストレートと異な
るエピタキシャルウェルとの間に形成されるP−N接合
は、逆にバイアスされ、前記様々なウェルの効果的な電
気的分離を確実にする。
さらに、接地に接続されている端子を有する誘導負荷(
よって、以下、接地を基準とする「負荷」としても定義
される)を駆動するための集積回路において、負荷に与
えられる電流が急に中断されると、負の過電圧が後者を
横切って作り出されることも公知である。したがって、
目下、行なわれているように、サブストレートがクラン
プで接地されるなら、負荷に接続されるエピタキシャル
ウェルまたはタブは、サブストレートのそれより低い電
圧に達する。この状態で、前記サブストレートは電流を
エピタキシャルウェルに注入するが、これはたとえば、
回路の他の構成要素の不所望の能動化というような、一
連の問題を伴なう。
この問題を解決するために、負の電圧においてエピタキ
シャルウェルによって注入された電流を集めるための、
優先性のある電流路を作り出すための、様々な解決が既
に検討された。しかしながら、このような解決は不利益
を伴ない、たとえば、それらはすべての所要の件におい
て適用できない。
この状況を考慮して、この発明の狙いは、接地を基準と
する誘導負荷を駆動し、先行技術の不利益を除くことが
でき、特に、異なるエピタキシャルウェルの効果的な分
離のために適切な電圧でサブストレートを維持する、集
積回路を提供することである。
この狙いの範囲で、この発明の特定の目的は、簡単な構
造を有し、集積電子工学産業で現在用いられている方法
で製作でき、それゆえわずかの製造コストを有する、集
積回路を提供することである。
特に、この発明の目的は、減じられた嵩を有し、そのた
め面積の非常な浪費を伴なわず、すべての動作状態にお
いて確実に動作する、集積回路を提供することである。
この狙いは、述べられた目的および以降明らかになるで
あろうその他のことと共に、前掲の請求の範囲によって
定義される、この発明に係る誘導負荷を駆動するための
集積回路によって達成される。
実施において、この発明によれば、回路のサブストレー
トは、回路の外部基準電圧(接地)にもはやしっかりと
クランプされていないが、前記回路の動作状態によって
変化する電圧に設定されている。特に、負荷にかかる電
圧(回路の出力電圧)が接地に関して正であるとき、サ
ブストレートは実質的に接地電圧であり、接地電圧に密
接に連結されており、一方、出力電圧が外部接地以下に
落ちると、サブストレートは前記出力でバイアスされる
この発明のさらなる特徴および利点は、添付口面ととも
に、単に非限定的な例示として図示される、好ましいが
唯一ではない実施例の説明から明らかになるであろう。
この発明をよりよく理解するために、公知の駆動回路を
図示する第1図ないし第3図に主に言及がなされる。 
 。
第1図は、P型サブストレートを伴なう、誘導負荷駆動
回路が提供されている、半導体ウェハの断面図を図示す
る。詳細に言うと、1はP型サブストレートを示し、2
−5はN−導電型で、P!2分離領域6によって相互に
隔てられ分離されている異なるエピタキシャルウェルを
示す。先行技術によれば、Pサブストレートはクランプ
で接地され、様々のエピタキシャルウェルを相元に分離
するように、逆にバイアスされなければならないP−N
接合をエピタキシャルウェル2−5とともに形成する。
前記ウェルはそれから、たとえば、第2図で概ね10で
示されているような完全な駆動集積回路を得るために、
交互の導電型を伴なう、半導体材料の様々な層および様
々な領域を収容する。
第2図を参照すると、駆動集積回路10は、本質的にス
テージ11を含み、それは、順に外部負荷を駆動するこ
とを企図される電力要素13を駆動するために、所要の
機能に応じて異なった形状にされ得る。集積回路10は
さらに、ここでは電圧源12で示される電源を含み、(
回路パッド15に接続され、回路の基準出力を構成する
)その端子は回路の接地を表わし、その他方の端子は駆
動ステージ11の様々な構成要素に接続されそれらに供
給する。順に、パワートランジスタ13はそのコレクタ
で供給電圧VCCに接続され、そのエミッタで駆動回路
の出力端子を構成する、コンタクトパッド14に接続さ
れている。前記出力端子は、誘導負荷16の端子に接続
され、その他方の端子は接地17に接続されている。
したがって、負荷16に正の電流を供給するために、ト
ランジスタ13が駆動ステージ11によって制御される
とき、負荷は正の電圧に依然としてあり、一方トランジ
スタがオフにされると、負の過電圧が、第3図に図示さ
れるように、誘導子16を横切って現われる。このフェ
ーズの間、デバイスを構成するエピタキシャルウェルの
1つは、サブストレートのそれより低い電圧に達するか
もしれず、そのような状態は、上記のように避けられる
べきである。
この問題を解決するために、この発明はたとえば、第4
図に図示されたような態様で、サブストレートか負にな
ったときに、出力電位においてサブストレート上バイア
スすることを教示する。
次に、この発明に係る集積回路の概略回路図が図示され
ている第4図に言及がなされる6そこにおいて、第2図
で図示された公知の例と共通の部分は、同じ参照番号が
付されている。
この発明によれば、駆動集積回路20はやハり駆動ステ
ージ11、電力源12、パワートランジスタ13、およ
び接地17を基準とする誘導負荷16の2つの異なる端
子に接続するための、出力14と基準15の端子も含む
。公知の例と異なり、この発明によれば、30で示され
るサブストレートは、クランプで接地されず、システム
の外部接地にクランプされているが、3つのダイオード
21.22および23が動作状態によって、サブストレ
ートを出力から電気的に分離するか、または出力に接続
するか、サブストレートをシステムの接地から電気的に
分離するか、または接地に接続するように提供されてい
る。詳細に言えば、回路20は、アノードでサブストレ
ート30にカソードで出力端子14に接続されている第
1のダイオード21、アノードでサブストレート30に
、カソードで基準端子15に接続されている第2のダイ
オード23、およびアノードでシステムの内部接地24
に、カソードで基準端子15に接続されている第3のダ
イオード23を有する。
したがって、パワートランジスタ13の伝導の間、正の
電圧が負荷に現われると、ダイオード21は逆にバイア
スされ、一方、ダイオード・22と23は順方向にバイ
アスされる。それゆえ、サブストレートの電流はダイオ
ード22を介して接地に流れる。この場合(ダイオード
22および23への落下がほぼ等しいとき)、接地24
の電位はサブストレートの電位に等しく、すべてのエピ
タキシャルウェルは相互に分離される。駆動ステージ1
1の制御によって、パワートランジスタがオフにスイッ
チされ、出力電圧が負になると、ダイオード21は順方
向にバイアスされ(すなわちサブストレートを出力端子
に接続し)、一方、ダイオード22は逆にバイアスされ
、サブストレートを接地17から分離する。そして、サ
ブストレート電流はダイオード21を介して流れ、(負
)出力電圧マイナスダイオード21上の落下に等しい電
圧においてミーサブストレート30.をバイアスする。
第4図の回路の実施例は、第5図に図示され、P至極性
のサブストレート30とP型分離領域36で相互に分離
されているN−導電型の異なるエピタキシャルウェル3
1−35を示す。詳細に言えば、エピタキシャルウェル
31および35が、駆動ステージ11の構成要素を形成
する異なる層の収容のために提供され、一方エビタキシ
ャルウェル32.33および34は、ダイオード21゜
22および23を収容するために企図されている。
特に、エピタキシャルウェル32はP型ベース領域37
(回路接地領域を規定する)を収容し、その内部にN÷
型エミッタ領域38が配置され、前のものとともにダイ
オード23を形成する。ベース領域37はここで端子2
4によって示される、システムの接地に接続され、一方
、領域38は線42を介して回路の基準端子15に電気
的に接続されている。サブストレート30とともにダイ
オード22を形成するエピタキシャルウェル33は、そ
の内部に出力端子15に接続するためのN”!領域39
を含み、出力端子は順に回路の外部接地電位に接続され
る。最後に、サブストレート3゜とともにダイオード2
1を形成するエピタキシャルウェル34は、その内部に
電圧V。UTで出力端子14に接続されるN十型領域4
0を含む。
それゆえ実際には、上記で説明されたように、出力電圧
V。uTが外部基準電位(接地17)より大きければ、
ウェル34とウェル30間の接合(ダイオード21)は
逆にバイアスされ、−芳、エピタキシャルウェル33/
サブストレート30の接合(ダイオード22)は順方向
にバイアスされ、サブストレートの電流の端子15方向
への放電を許容する。この状況において、サブストレー
トは接地24を基準とするすべてのエピタキシャルウェ
ルより低い電位を有するので、その効果的な分離が達成
される。代わりに、出力電圧が接地より低い値になると
、エピタキシャルウェル34/サブストレート30間の
接合は順方向にバイアスされ(前記接合によって形成さ
れるダイオード21への落下とは別に)サブストレート
3oを前記出力電圧に連結する。したがって、サブスト
レートの電流は、駆動ステージの他のエピタキシャルウ
ェルに影響することなく、出力端子を介して確実に放電
され得る。
前述の説明より明らかなように、この発明は企図された
狙いと目的を完全に達成する。事実、回路の出力電圧に
かかわらず、確実に動作する駆動集積回路が提供された
。さらに、提示された解決は簡単で、安価で、占有され
た面積において実質的な増加を要求することなく、現行
の方法によって生産可能である。
このように考え出されたこの発明は、様々な修正と変化
を許し、それらのすべてはこの発明の観念の範囲内であ
る。さらに、すべての細部は他の技術的に均等な要素と
変えられてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知の集積回路を備える、シリコンウェハを介
してとられた断面図である。 第2図は公知の集積回路の同等の電気回路図である。 第3図は負荷に与えられる出力電圧のプロットを図示す
る。 第4図はこの発明に係る集積回路の同等の電気回路図で
ある。 第5図はこの発明に係る回路を備える半導体ウェハを介
してとられた断面図である。 図において、11は駆動ステージ、12は電流源、13
はパワートランジスタ、14および15は端子、16は
誘導負荷、17は接地、20は駆動集積回路、21.2
2および23はダイオード、24は内部接地、30はサ
ブストレート、31−35はエピタキシャル領域である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)少なくとも、1つのサブストレート (30)と前記サブストレートに複数個の分離されたエ
    ピタキシャル領域(31−35)を含み、誘導負荷(1
    6)に接続するための少なくとも1つの出力端子(14
    )と基準電位(17)に接続するための基準端子(15
    )を有し、前記出力端子が可変の出力電位を有するもの
    において、前記出力電位が前記基準電位より大きいとき
    は、前記サブストレート(30)を前記基準端子(15
    )に接続するように、前記出力電位が前記基準電位より
    小さくなれば、前記サブストレート(30)を前記出力
    端子(14)に接続するように、前記サブストレート(
    30)と前記出力および基準端子(14、15)間に置
    かれたスイッチ手段(21、22)を含むことを特徴と
    する、誘導負荷を駆動するための集積回路。(2)前記
    スイッチ手段が前記サブストレート(30)と前記出力
    端子(14)との間に置かれた第1のダイオード(21
    )と、前記サブストレート(30)と前記基準端子(1
    5)との間に置かれた第2のダイオード(22)を含む
    、請求項1記載の集積回路。 (3)前記基準端子(15)と、回路接地領域を構成す
    る前記回路の領域(24)との間に置かれたダイオード
    (23)をさらに含む、請求項1または2記載の集積回
    路。 (4)前記サブストレートがP導電型を有し、前記エピ
    タキシャル領域がN導電型を有し、前記第1のダイオー
    ドが前記サブストレートに接続されたアノードと前記出
    力端子に接続されたカソードを有し、前記第2のダイオ
    ードが前記サブストレートに接続されたアノードと前記
    基準端子に接続されたカソードを有し、前記第3のダイ
    オードが前記接地領域に接続されたアノードと前記基準
    端子に接続されたカソードを有する、請求項1ないし3
    のいずれかに記載の集積回路。 (5)前記出力端子(14)に接続された第1の分離エ
    ピタキシャル領域(34)、前記基準端子(15)に接
    続された第2の分離エピタキシャル領域(33)、およ
    びその内部に前記接地領域(37)を収容する第3の分
    離エピタキシャル領域(32)を含む、請求項1ないし
    4のいずれかに記載の集積回路。
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