Патент ссср 412600

4I2600

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от а вт. свидетельства №вЂ”

М. Кл G 053 1/56

3 аявлено 24.11.1972 (№ 1751455/24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 25.1.1974. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 29.08.74

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.316.722. .07 (088.8) Авторы изобретения

В. П. Дудников, Ю, П. Завальский, В. А. Макарчук, В. Э. Осмоловский и К. П. Полянин

Заявитель

МОНОЛИТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВЫХОДОМ

Схема имеет следующие выводы: /в

«земля»; 2 — внутреннее опорное напряжение; 8 — вход схемы управления; 4 — вход

25 последовательного регулирующего транзистора (выводы 3 и 4 обычно закорачивают);

5 — выход стабилизатора; б и 7 — выводы транзистора защиты; 8 — вывод для устранения самовозбуждения; 9 — вывод для сравне30 ния выходного напряжения с внутренним

Изобретение относится к полупроводниковым интегральным микросхемам, в особенности к монолитным стабилизаторам напряжения.

В известных монолитных стабилизаторах напряжения с регулируемым выходом, состоящий из последовательного регулирующего элемента, источника опорного напряжения, сравнивающего и усиливащего блоков, блока выключения стабилизатора внешним сигналом и генератора постоянного тока для источника опорного напряжения, сравнивающего и усиливающего блоков. Однако функционирование р-и-р и и-р-и транзисторов в монолитной схемы не является надежным, так как при их одновременном изготовлении р-и-р транзисторы получаются с худшими электрическими параметрами, чем п.-р-п транзисторы. Поэтому для улучшения работы схемы ее необходимо усложнять включениемдополнительных элементов. Кроме того, малое пробивное напряжение перехода коллектора — база «горизонтального» р-и-р транзистора ограничивает максимальное допустимое входное напряжение стабилизатора.

Цель изобретения — уменьшить нестабильность выходного напряжения, сократить число элементов, размер кристалла и упростить схему.

Для этого в предложенном устройствепостоянный ток в источник опорного напряжения, сравнивающее и усиливающее устройства задается с помощью МДП-транзисторов, исток и затвор которых закорочены, один из стоков соединен с катодом стабилитрона и базой эмиттерного повторителя источника опорного напряжения, второй сток подключен к коллектору транзистора сравнивающего и

)0 усиливающего устройства и базе последовательного регулирующего элемента. МДПтранзисторы конструктивно выполнены в виде одного многостокового транзистора, имеющего общий исток, соединенный при помощи

15 металлизации с затворами, и различные стоки, изолированные друг от друга р-п переходами, и имеют встроенные каналы р-типа.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема монолитного стаби20 лизатора напряжения.

412600

20 опорным напряжением; 10 — вывод для включения схемы внешним сигналом.

В качестве генераторов тока в этой схеме использованы МДП-транзисторы 11 и

12, которые работают в режиме ограничения тока стока, задавая постоянный ток соответственно в опорный диод 13 и в коллектор транзистора 14. МДП-транзистор 15, вклю. ченный в качестве нагрузки в цепи истоков

-ранзисторов 11 и 12, служит для увеличения выходного сопротивления генератора тока. Эмиттерный повторитель 1б, 17 и 18 предназначаются для уменьшения величины опорного напряжения до значения, примерноравного минимально допустимому выходному напряжению, так как выходное стабилизированное напряжение lip. может быть ниже, чем внутреннее опорное напряжение. Включенный в прямом направлении диод 18 обеспечивает термокомпенсированный выход опорного напряжения. Транзисторы 19 и 14 дифференциального усилителя образуют сравнивающий и усиливающий блоки стабилизатора. Последовательный регулирующий элемент состоит из транзисторов 20 и 21, соединенных по схеме Дарлингтона. Токовое ограничение в стабилизаторе обеспечивается при помощи транзистора 22. Между эмиттером и базой этого транзистора включен небольшой величины внешний резистор, выводы 5 и бзакорочены, а вывод 7 служит в этом случае выходом стабилизатора стоковым ограничением. При наступлении токовой перегрузки транзистор 22 включается и отводит часть базового тока транзистора 20, ограничивая таким образом ток, протекающий через регулирующий транзистор. Степень токового ограничения зависит от величины используемо.го внешнего резистора. Транзистор 28, диод

24 и резистор 25 формируют выключатель схемы стабилизатора внешним сигналом.

Изготовление монолитного стабилизатора напряжения осуществляется по планерной технологии производства интегральных полупроводниковых схем с применением диэлектрической изоляции. Сначала в исходной пластине кремния и-типа создают отдельные островки («карманы») со «скрытым» г+-слоем, изолированные друг от друга окисной пленкой. Высоколегированный «скрытый»

n+-слой служит для уменьшения сопротивления тела коллектора и-р-и транзисторов. Далее в пластину осуществляют диффузию бора

2>

Зо

50 для получения базовых областей транзисторов и диодов, диффузионных резисторов и областей стоков и истоков МДП-транзисторов.

Затем создают эмиттерные области транзисторов и диодов, а также невыпрямляющие контакты и коллекторам путем диффузии фосфора в соответствующие области. После этого формируют встроенные каналы МДПтранзисторов методом ионного легирования и проводят термическое выращивание окисла под затворы МДП-транзисторов. Толщина окисла 0,15 —;0,2 мкм. Значительными технологическими операциями являются вскрытие контактных окон, напыление алюминия и разводка согласно принципиальной схеме.

Использование диэлектрической изоляции компонентов позволяет получить большие по сравнению с изоляцией р-и переходом пробивные напряжения, резко снизить паразитные емкости, увеличить радиационному стойкость и уменьшить токи утечки.

Предмет изобретения

1, Монолитный стабилизатор напряжения с регулируемым выходом, состоящий из последовательного регулирующего элемента, источника опорного напряжения, сравнивающего и усиливающего блоков, блока выключения стабилизатора внешним сигналом и генератора постоянного тока для источника опорного напряжения, сравнивающего и усиливающего блоков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нестабильности выходного напряжения, повышения надежности исокращения числа элементов, генератор постоянного тока выполнен на МДП-транзисторах, исток и затвор которых закорочены, один из стоков соединен с катодом стабилитрона и базой эмиттерного повторителя источника опорного напряжения, второй сток подключен к коллектору транзистора сравнивающего и усиливающего устройства и базе последовательно регулирующего элемента.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, МДПтранзисторы выполнены в виде одного многостокового транзистора, имеющего общий исток, соединенный при помощи металлизации с затворами, и различные стоки, изолированные друг от друга р-и переходами.

3. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, МДП-транзисторы выполнены со встроенными каналамц р-типа, 412б00

Составитель Л Стрелкин

Техред Е. Борисова

Корректор Е. Миронова

Рсдакгор О. Степина

Малоярославецкая городская типография Калужского областного управления издательств, полиграфии и книжной торговли

Заказ 2181/16 Изд. ¹ 381 Тирани 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытипй

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5