Устройство для защиты транзисторов от перенапряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) (11) 151)5 н 02 н 7/ ЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт. Физики полупроводников АН ЛитССР(53) 621,316.925.4(088.8) (56) ХККЕ Тгапзцс 1 опз оп Сопзцшшег К 1 есггопхсв, Чо 1 СЕ-.26. РеЪгцагу1980, с. 64, рис. 15.ЕЕКК ,1 огпа 1 оЕ.Бо 1 Ы-Згасе с 1 гсцгз. Чо 1 ве, Я 01, РеЬгцагу, 1987, с. 87 рис. 8.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНЗИСТОРОВ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ(57) Изобретение относится к микроэлектронике. Цель - повышение надежности защиты при улучшении воспроиз водимости порога срабатывания устройства, Поставленная цель достигаетсяблагодаря тому, что при повышении питающего напряжения выше допустимогокоэФФициент лавинного размножения носителей транзисторного датчика бувеличивается и достигает значения,при котором произведение его с коэфФициентом передачи тока в схеме собщей базой достигает значения единицы. Дальнейшее повышение напряженияприводит к быстрому нарастанию тока иповышению напряжения на первом 8 ивтором 10 резисторах и открываниюшунтирующего 7 и исполнительного 9транзисторов. Исполнительный транзистор 9 шунтирует базовую цепь защищаемого транзистора, а шунтирующийтранзистор 7 ограничивает ток черезтранзисторный датчик б. 1 ил.1= 1, ц, (2) где Б - соотношение площадей первогои второго коллекторов транзистора 5.Ток в эмиттерной цепи транзистора 6 можно записать 55 Изобретение относится к микроэлектронике и может быть применено1 ля защиты транзисторов и интеграль-,ных схем от перенапряжений.Целью изобретений является повышение надежности защиты при улучшениивоспроизводимости порога срабатыванияустройства .На цертеже представлена схема устройства для защиты транзисторов отеренапряжений.Устройство содержит источник тока 1, подключенный между отрицательной шиной питания 2 и эмиттером пер,ного транзистора 3, коллектором подключенного к положительной шине пита-,ния 1, эмиттеру второго транзистора 5и коллектору транзисторного датчикаЭ6 база которого подключена к коллектору шунтирующего транзистора 7,Ьаза которого подключена к эмиттерутранзисторного датчика. 6, и черезпервый резистор 8 - к базе исполнительного транзистора 9 и .эмиттерушунтирующего транзистора 7, подклюценного через второй резистор 10 кэмиттеру исполнительного транзистора9 и отрицательной шине питания 2,База первого транзистора 3 подклю" З 0чена к базе и первому коллектору вто,рого транзистора 5, второй. коллектор,которого подключен к коллектору шун-тирующего транзистора 7,Устройство работает следующим об;разом,В исходном состоянии источник токазадает ток 19 в эмиттерной цепипервого транзистора 3, а в цепи егобазы устанавливается ток, определяемый выражением1199(1)р +1где в - статический коэФФициент пере.5Эдачи тока первого транзистора 3;1 9 - ток базы транзистора 3.Ток 1 9 поступает на базу и коллектор второго транзистора 5. При этом.)ток в цепи второго коллектора можнозаписать в следующем виде(5)Таким образом, ток эмиттера транзисторного датчика 6 зависит от только от соотношения коллекторных площадей М второго транзистора 5 и не зависит от р транзисторов первого 3 и транзисторного датчика 6, ток эмиттера которого на первом и втором резисторах 8 и 10 создает падения напряжения, равные соответственно(7) Ц= 1 К где И - падение напряжения на перВввом резисторе 8;Ц - падение напряжения на втой 1 ором резисторе 10; К ,К - сопротивление первого и второго резисторов 8 и 10 соответственно.При максимально допустимом напряжении питания для данной интегральной схемы(8) (9) К 3 БЭ 7 ъ Й 10 699где ц - напряжение база-эмиттербуйшунтирующего транзистора 7;Б - напряжение база-эмиттер ис-.БЭ 9полнительного транзистора 9. Как следует из выражений (8) и (9) эти транзисторы при допустимом питающем напряжении закрыты и на работу защищаемой схемы не влияют.При повышении питающего напряжения выше допустимого, коэФФициент лавинного размножения носителей И тран-зистора транзисторного датчика 6 уве" личивается и достигает значения при котором(10) транзистора 5 и сопротивлений резисторов. Поэтому увеличивается воспроизводимость величИны дарения напряжения на первом и втором резисторах8 и 10, и тем самым, как следует,из выражения (8) и (9), воспроиэводимость порога срабатывания устрой"ства, что обуславливает увеличениенадежности защиты. 5 1 О формула изобретения 15 2025 рующего транзистора, эмиттер которого В устройстве, в цепи управления режима транэистораидатчика напряжения "пинч" резистор, имеющий низкую воспроизводимость сопротивления, заменен транзисторной схемой. Напряжения на первом и втором резисторах 8 и 10, как следует из выражений (5), (6) и (7), не зависит от транзисторов, а лишь от хорошо воспроизводимого соотношения площадей коллекторов,40 ра подключена к базе второго транзистора и первому его коллектору, второй коллектор которого подключен кколлектору шунтирующего транзистора. Составитель 10. Бояринов Редактор Н. Ывыдкая Техред Л.Олийнык Корректор 11. Кучерявая Заказ 2093 Тираж 1175 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 11/5 и ищииие еее и еее щи ееи ее е и ее иПроиэводственноииздательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10 где о - коэффициент передачи токатранзисторного датчика бв схеме с общей базой.Дальнейшее повышение напряженияприводит к быстрому нарастанию токаи повышению напряжения на первом ивтором резисторах 8 и 1 О и открыва"нию шунтирующего 7 и исполнительного9 транзисторов. Исполнительный транзистор 9 шунтирует базовую цепь защищаемого транзистора (не показан),а шунтирующий транзистор 7 ограничивает ток через транзисторный датчикб. Поскольку защищаемый транзисторсформирован в одном кристалле с транзисторным датчиком б; максимальноеего напряжение Б , при которомКЗ мекСстановится действительным соотношение (10), равно соответствующему напряжению транзисторного датчика б.Для надежности защиты ток, создаваемый источником тока 1, выбираетсясогласно соотношению (5) при условии,что через первый транзистор 3, транзистор 3, транзисторный датчик 6протекает ток, соответствующий максимальному статическому коэффициентупередачи тока, который в свою очередьопределяется иэ конкретных топологических и технологических параметровтранзисторов,Устройство для защиты транзисторов,от перенапряжений, содержащее источник тока, транзисторный датчик, предназначенный для подключения коллектором к положительной шине питания,исполнительный трачзистор, подключен"ный Ьазой к одному выводу первого резистора, а эмиттером - к одному выводу второго резистора, предназначенного для подключения к отрицательнойшине питания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности защиты при улучшении воспроизводимости порога срабатывания устройства, оно снаЬжено первым и вторым транзистором, причем, другой вывод второго резистора подключен к эмиттерутранзисторного датчика и базе шунтиподключен к Ьазе исполнительного транзистора, а коллектор - к базе транзисторного датчика, коллектор первоготранзистора подключен к эмиттеру вто"рого транзистора и коллектору транзисторного датчика, эмиттер первоготранзистора через источник тока подключен к эмиттеру исполнительноготранзистора, и база первого транзисто