Устройство автоматического смещения подложки интегральной схемы Советский патент 1983 года по МПК H02M7/217 

Изобретение относится к микроэлектронике, 6 частности к разработкам интегральных схем на МДП-транзисторах.

Известно устройство автоматического смещения напряжения на подложке интегральных схем, содержащее накопительный конденсатор и транзистор заряда l .

Недостаток устройства состоит в низком напряжении смещения из-за биполярного взаимодействия истока и стока транзистора, заряда. При разряде накопительного конденсатора на транзисторе заряда возникает импульс напряжения, смещающий в прямом направлении р-п переход его стока. Происходит инжекция неосновных носителей в подложку, заряжающая ее. Однак часть этих носителей вследствие диффузии достигает истока транзистора заряда, т.е. Уходит в общую шину интегральной схемы. Возникает так называемый биполярный эффект , т.е. биполярное взаимодействие стока и истока транзистора заряда« вследствие которого теряется часть заряда накопительного конденсатора. В зависимости от длины и ширины канала транзистора и от диффузионной длины неосновных носителей эта часть может доходить до 30 и более от полного заряда накопительного конденсатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому я вяяется ycTроиство, содержащее источник управляющих импульсов, соединенный с инвертором, накопительный конденсатор, включенный между выходом инвертора и стоком транзистора заряда, и дополнительный транзистор, вклю «нный между стоком транзистора заряда и подложкой интегральной схемы 2j .

Однако и в этом устройстве возникает биполярный эффект. Дополнительный транзистор, соединяющий сток транзистора заряда с подложкой, выполняет функции диода.с короткой базой несколько уменьшая сопротивление между накопительным конденсатором и подложкой. Этим несколько улу айается процесс разряда накопительного конденсатора, однако биполярный эффект остается. Результатом потери зарядд накопительного конденсатора является уменьшение напряжения смещения, вырабатаваемого схемой.

Цель изобретения увеличение напряжения смещения подложки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство автоматического смещения подложки интегральной схемы содержащее источник управляющих импульсов, соединенный с инвертором накопительный конденсатор, включенный между выходом инвертора и стоком транзистора заряда и дополнительный транзистор, включенный между стоком транзистора заряда и подложкой интегральной схемы, введены дополнительный конденсатор и резистор, включенные последовательно, точка их соединения подключена к затвору дополнительного транзистора, а другие выводы конденсатора и резистора соединены соответственно с источником управляющих импульсов и подложкой интегральной схемы.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства автоматического смещения подложки; на фиг.2 - участок, содержащий транзистор.

Устройство содержит транзисторы 1 и 2, образующие инвертор, используемый в качестве источника сигнала для накопительного конденсатора 3. Этот конденсатор включен между выходом инвертора и стоком транзистора k заряда , исток которого соединен с шиной 5 нулевого потенциала, а затвор - с его стоком. Между источником 6 управляющих импульсов и подложкой 7 интегральной схемы .включена RC-цепочка, состоящая из конденсатора 8 и резистора 9, точка соединения которых подключена к затвору дополнительного транзистора 10. Исток и сток его соединены соответственно со стоком транзистора k и подложкой 7. Сток и исток транзистора k образуют соответственно эмиттер и коллектор биполярного паразитного транзистора 11, базой которого служит подложка 7. Э 1ттер транзистора 11 (сток транзистора k) образует р-п переход 12 в подложке 7«

Устройство работает следующим образом.

При запирании транзистора 2 конденсатор 3 заряжается через транзисторы } и k. При открывании транзистора 2 импульсом источника 6 конденсатор 3 разряжается., создавая на стоке транзистора k напряжение,превышающее напряжение подложки.

При отсутствии транзистора 10 напряжение на стоке транзистора k превышэет нсюряжение подложки на величину, равную падению напряжения на р-п переходе 12 в прямом направлении TlO,6-0,7 В). Наличие транзистора 10, на затвор которого через конденсатор 8 от источника 6 поступают отпирающие импульсы, позволяет уменьшить разность напряжений между стоком тран зистора t и подложкой 7 до величины 0,1-0,2 В. Поэтому весь ток разряда конденсатора 3 попадает в подложку 7 через транзистор 10,- а не инжектируется в нее из р-п перехода стока транзистора Ц. В результате биполярный паразитный транзистор 11 не включается, и проводимость между стоком транзистора k (alWTTepoM транзистора 11) и нулевой шиной не возникает. Этим устра1070 няется биполярное взаимодействие истока в транзисторе Л и, следовательно, связанные с этим потери заряда. Очевидно, что при этом, не возникает проводимость также между стоком транзистора k и любой другой диффузинной шиной устройства, расположен-, ной вблизи этого стока. заряде конденсатора 3 транзисзакрыт и не влияет на работу тор 10 схемы. Это позволяет увеличить заряд, отдаваемый устрйством в подложку, примерно на 30. Соответственно увеличивается и напряжение смещения, выходное сопротивление устройства уменьшается в t разе по сравнению с прототипом.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СМЕЩЕНИЯ ПОДЛОЖКИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ, содержащее источник управляющих импульсов/ соединеннный с инвертором накопительный конденсатор, включенный между выходом инвертора и стоком транзистора заряда, дополнительный транзистор, включенный между стоком транзистора заряда и -подложкой интегральной схегш, отличающееся тем, что, с целью увеличения напряжения смещения, в. него с введены дополнительный конденсатор и резистор, включенные последовательно, точка их соединения подключена к затвору дополнительного транзистора, а другие выводы конденсатора и резистора соединены соответственно с источником управляющих импульсов и подложкой интегральной схемы. ю ю ю