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JPS6025906B2 - logic circuit - Google Patents
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JPS6025906B2 - logic circuit - Google Patents

logic circuit

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Publication number
JPS6025906B2
JPS6025906B2 JP51157541A JP15754176A JPS6025906B2 JP S6025906 B2 JPS6025906 B2 JP S6025906B2 JP 51157541 A JP51157541 A JP 51157541A JP 15754176 A JP15754176 A JP 15754176A JP S6025906 B2 JPS6025906 B2 JP S6025906B2
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JP
Japan
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transistor
type
base
npn transistor
region
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JP51157541A
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JPS5382254A (en
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明 本間
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/013Modifications for accelerating switching in bipolar transistor circuits

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  • Logic Circuits (AREA)
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  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は論理回路に関し、特に蓄積時間を減少しスイッ
チング速度を速めた論理回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to logic circuits, and more particularly to logic circuits with reduced storage time and increased switching speed.

飽和型論理回路では従来より金(Au)拡散を行なうこ
とによってトランジスタの蓄積時間の減少をはかってい
る。また金拡散を行なわない場合にはショットキーバリ
アダイオードクランプを行なうことによって蓄積時間の
減少をはかっている。本発明はショットキーバリアダイ
オードを用いることなくnpnトランジスタとpnpト
ランジスタを用いることによって蓄積時間の減少を行な
って論理回路のスイッチング速度を速めたものであって
、とくに集積回路にて実現することが容易である。本発
明の目的は集積回路にて実現容易な高スイッチング速度
の論理回路を提供することにある。
In saturation type logic circuits, it has been conventionally attempted to reduce the storage time of transistors by performing gold (Au) diffusion. Furthermore, when gold diffusion is not performed, a Schottky barrier diode clamp is used to reduce the storage time. The present invention uses npn transistors and pnp transistors without using Schottky barrier diodes to reduce storage time and increase the switching speed of logic circuits, and is particularly easy to implement in integrated circuits. It is. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high switching speed logic circuit that is easy to implement in an integrated circuit.

この目的を達成するため本発明にか)る論理回路はnp
nトランジスタと該npnトランジスタのベースにェミ
ツタが接続され、該npnトランジスタのコレクタにベ
ースが接続されて該npnトランジスタのベース電流の
一部を流すためのpnpトランジスタを有し、該npn
トランジスタとpnpトランジスタはp型基板上に形成
されたn型半導体層の同一ランド内に形成され、該ラン
ド内のn型半導体層には、該npnトランジスタのベー
スおよび該PnPトランジスタのェミッタとなる第1の
p型領域と、該第1のp型領域とは該n型半導体層を介
して隔てて設けられ、該位npトランジスタのコレクタ
となる第2のp型領域と、該第1のp型領域内に形成さ
れ、該npnトランジスタのヱミッタとなるn型領域と
、核p型基板とn型半導体層の間に形成されたn型埋込
層を有し、該n型埋込層は少なくとも該npnトランジ
スタのェミッタ電極直下の領域に設けられ、少なくとも
該npnトランジスタのベース電極直下の領域には設け
られていないことを特徴とするものである。以下本発明
にかかる論理回路の実施例について図面により詳細に説
明する。
To achieve this objective, the logic circuit according to the present invention is an np
a pnp transistor having an emitter connected to the base of the npn transistor and a base of the npn transistor, and a pnp transistor having a base connected to the collector of the npn transistor to allow a part of the base current of the npn transistor to flow;
The transistor and the pnp transistor are formed in the same land of an n-type semiconductor layer formed on a p-type substrate, and the n-type semiconductor layer in the land has a transistor that becomes the base of the npn transistor and the emitter of the pnp transistor. The first p-type region and the first p-type region are provided separated by the n-type semiconductor layer, and the second p-type region which becomes the collector of the np transistor and the first p-type region are separated from each other by the n-type semiconductor layer. an n-type region formed within a type region and serving as an emitter of the npn transistor; and an n-type buried layer formed between a nuclear p-type substrate and an n-type semiconductor layer, and the n-type buried layer is It is characterized in that it is provided at least in a region directly below the emitter electrode of the npn transistor, and is not provided in at least a region directly below the base electrode of the npn transistor. Embodiments of the logic circuit according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明にかかる論理回路の基本回路を示すもの
である。
FIG. 1 shows a basic circuit of a logic circuit according to the present invention.

第1図においてnpnトランジスタQ,のベースはpn
pトランジスタQ2のエミツタとともに入力端子に接続
され、トランジスタQ,のコレクタ出力はトランジスタ
Q2のベースに、且つトランジスタQ,のヱミツタおよ
びトランジスタQ2のコレクタは共通接続される。第1
図のごとく接続された回路において入力電流18ははじ
めトランジスタQ.のベースェミツタ回路へ全部流れト
ランジスタQ,がオン状態になるとトランジスタQ,の
コレクタ電圧が抵下してトランジスタQ2が活動領域に
入りトランジスタQ2に電流が流れる。トランジスタQ
2のェミツタコレクタ間はトランジスタQ,のベース・
ェミッタ間電圧VBEにクランプされているために常に
不飽和であり定常状態におけるトランジスタQ,のベー
ス電流181は18,=IB−(8pnp十1)IB2 となってトランジスタQ,の飽和制御が行なわれる。
In Figure 1, the base of the npn transistor Q, is pn
It is connected to the input terminal together with the emitter of the p-transistor Q2, the collector output of the transistor Q is connected to the base of the transistor Q2, and the emitter of the transistor Q and the collector of the transistor Q2 are connected in common. 1st
In the circuit connected as shown in the figure, the input current 18 first flows through the transistor Q. When the transistor Q is turned on, the collector voltage of the transistor Q drops and the transistor Q2 enters the active region, causing a current to flow through the transistor Q2. transistor Q
Between the emitter and collector of 2 is the base of transistor Q.
Since it is clamped to the emitter voltage VBE, it is always unsaturated, and the base current 181 of the transistor Q in a steady state becomes 18, = IB - (8pnp + 1) IB2, and the saturation control of the transistor Q is performed. .

したがってターンオン時は入力電流そのものでトランジ
スタQ,を駆動するのでターンオン時間は不変でありタ
ーンオフ時は飽和制御が行なわれるため夕‐ーンオフ時
間は短か〈高速となるのである。第2図は本発明にかか
る第1図の基本回路を用いて構成した論理回路の1例を
示すものであって、同図はェミツタ入力トランジスタQ
とともに構成された論理回路の1例を示し、同図におい
てトランジスタQ2は常に活性領域にありトランジスタ
Q2のベース電流の(8十1)倍が分流しトランジスタ
Q,の逆電流を減少させている。
Therefore, at turn-on, the input current itself drives the transistor Q, so the turn-on time remains unchanged, and at turn-off, saturation control is performed, so the turn-off time is short or fast. FIG. 2 shows an example of a logic circuit constructed using the basic circuit of FIG. 1 according to the present invention, and the figure shows an emitter input transistor Q.
In this figure, transistor Q2 is always in the active region, and (81) times the base current of transistor Q2 is shunted to reduce the reverse current of transistor Q.

第1図および第2図のトランジスタQ,およびQ2はデ
ィスクリートのトランジスタによっても構成されるがこ
の回路は集積回路の同一アィゾレーショントランジスタ
として形成することができ、これが本発明にかかる回路
の1つの特徴である。第3図AおよびBはそれを示し、
第3図Aは第1図の基本回路の等価回路、第3図Bは本
回路を集積回路として構成した場合のその断面図を示す
。第3図Bにおいて1はp型シリコン基板、2はn十型
埋込層、3はn型層、4および5はp十層、7はn型層
、8はp十層、9はn+型層であって、同図においてn
型層9とp型層8とn型層7によりnpnトランジスタ
のエミツタ・ベースおよびコレクタが形成され、p型層
6とn型層8とp型層4によつてpnpトランジスタの
エミツタ・ベースおよびコレクタが形成される。
Although the transistors Q and Q2 of FIGS. 1 and 2 can also be constituted by discrete transistors, this circuit can be formed as the same isolation transistor of an integrated circuit, which is one of the circuits according to the invention. It is a characteristic. Figures 3A and B show that
FIG. 3A shows an equivalent circuit of the basic circuit of FIG. 1, and FIG. 3B shows a cross-sectional view of this circuit when it is configured as an integrated circuit. In FIG. 3B, 1 is a p-type silicon substrate, 2 is an n-type buried layer, 3 is an n-type layer, 4 and 5 are p-type layers, 7 is an n-type layer, 8 is a p-type layer, and 9 is an n+ type layer, n in the figure
The emitter-base and collector of the npn transistor are formed by the type layer 9, the p-type layer 8 and the n-type layer 7, and the emitter-base and collector of the pnp transistor are formed by the p-type layer 6, the n-type layer 8 and the p-type layer 4. A collector is formed.

すなわちnpnトランジスタのベースとpnpトランジ
スタのヱミツタはp型層8によって形成され入力端子8
aに接続され、npnトランジスタのコレクタとpnp
トランジスタのベースはn型層7によって形成され出力
端子7aに接続され、npnトランジスタのェミッ夕は
n型拡散層9によって構成される。またpnpトランジ
スタのコレクタすなわちp型層4は接地される。第3図
Bに示すごとき集積回路を製造するにあたって、pnp
トランジスタQ2はアイソレーション領域部分およびn
pnトランジスタのベースを製造するときと同じ工程の
拡散を行ないpnpトランジスタの実効ベース幅を狭め
ることに更にベース領域6の濃度及び厚さを適当に選ぶ
ことにより容易にpnpトランジスタの電流増中率8を
10以上にすることができる。以上詳細に説明したよう
に本発明は金拡散を行なうことなくショットキーバリヤ
ダイオードを用いることもなくターンオフ時に飽和制御
を行なうことにより蓄積時間の減少をはかるようにした
ものであるが特に集積回路において形成する場合非常に
簡単な工程において製造することができるため集積回路
の製造にあたって効果が甚だ大である。
That is, the base of the npn transistor and the emitter of the pnp transistor are formed by the p-type layer 8, and the input terminal 8
a, the collector of the npn transistor and the pnp
The base of the transistor is formed by the n-type layer 7 and connected to the output terminal 7a, and the emitter of the npn transistor is formed by the n-type diffusion layer 9. Further, the collector of the pnp transistor, that is, the p-type layer 4 is grounded. In manufacturing an integrated circuit as shown in FIG. 3B, pnp
Transistor Q2 is connected to the isolation region and n
By narrowing the effective base width of the pnp transistor by performing diffusion in the same process as when manufacturing the base of the pn transistor, and further selecting the concentration and thickness of the base region 6 appropriately, the current increase rate of the pnp transistor can be easily increased to 8. can be set to 10 or more. As explained in detail above, the present invention aims to reduce the storage time by performing saturation control at turn-off without performing gold diffusion or using a Schottky barrier diode, and is particularly applicable to integrated circuits. Since it can be manufactured in a very simple process, it is extremely effective in manufacturing integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる論理回路の原理を示す基本回路
、第2図は本発明にかかる論理回路の1実施例、第3図
AおよびBは本発明にかかる回路を集積回路にて形成し
た場合の1例の断面図を示す。 図においてQ.がnpnトランジスタ、Q2がpnpト
ランジスタである。 第1図 第2図 第3図
Fig. 1 is a basic circuit showing the principle of a logic circuit according to the present invention, Fig. 2 is an embodiment of a logic circuit according to the present invention, and Fig. 3 A and B are circuits according to the present invention formed using an integrated circuit. A cross-sectional view of one example of the case is shown. In the figure, Q. is an npn transistor, and Q2 is a pnp transistor. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 npnトランジスタと、該npnトランジスタのベ
ースにエミツタが接続され、該npnトランジスタのコ
レクタにベースが接続されて該npnトランジスタのベ
ース電流の一部を流すためのpnpトランジスタを有し
、該npnトランジスタとpnpトランジスタはp型基
板上に形成されたn型半導体層の同一ランド内に形成さ
れ、該ランド内のn型半導体層には、該npnトランジ
スタのベースおよび該pnpトランジスタのエミツタと
なる第1のp型領域と、該第1のp型領域とは該n型半
導体層を介して隔てて設けられ、該pnpトランジスタ
のコレクタとなる第2のp型領域と、該第1のp型領域
内に形成され、該npnトランジスタのエミツタとなる
n型領域と、該p型基板とn型半導体層の間に形成され
たn型埋込層を有し、該n型埋込層は少なくとも該np
nトランジスタのエミツタ電極直下の領域に設けられ、
少なくとも該npnトランジスタのベース電極直下の領
域には設けられていないことを特徴とする論理回路。
1 has an npn transistor, an emitter is connected to the base of the npn transistor, a pnp transistor has a base connected to the collector of the npn transistor, and allows a part of the base current of the npn transistor to flow; The pnp transistor is formed in the same land of an n-type semiconductor layer formed on a p-type substrate, and the n-type semiconductor layer in the land has a first transistor that becomes the base of the npn transistor and the emitter of the pnp transistor. A p-type region and the first p-type region are provided to be separated from each other via the n-type semiconductor layer, and a second p-type region serving as the collector of the pnp transistor and a region within the first p-type region and an n-type buried layer formed between the p-type substrate and the n-type semiconductor layer, the n-type buried layer being formed at least in the npn transistor.
Provided in the area directly under the emitter electrode of the n-transistor,
A logic circuit characterized in that it is not provided at least in a region immediately below a base electrode of the npn transistor.
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