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JPH01101665A - Transistor circuit - Google Patents

Transistor circuit

Info

Publication number
JPH01101665A
JPH01101665A JP62258414A JP25841487A JPH01101665A JP H01101665 A JPH01101665 A JP H01101665A JP 62258414 A JP62258414 A JP 62258414A JP 25841487 A JP25841487 A JP 25841487A JP H01101665 A JPH01101665 A JP H01101665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitter
transistor
contact
base
schottky
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62258414A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Ishibe
石部 学
Yasuhiko Kuriyama
保彦 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62258414A priority Critical patent/JPH01101665A/en
Publication of JPH01101665A publication Critical patent/JPH01101665A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve a very high speed operation inherent in a heterojunction bipolar transistor (HBT) without causing the operating speed to slow down with the presence of a contact resistance by providing a schottky electrode in parallel to an ohmic junction electrode in an emitter or an emitter and base. CONSTITUTION:Schottky junction diodes 5, 6 are respectively inserted in parallel to contact resistances 3, 4 between a base contact and an input terminal 10, and between an emitter contact and a ground, of a transistor 1. When the transistor 1 is forward-biased, the schottky diodes 5, 6 are reverse biased, such condition being assumed as a capacitance. Accordingly, a very high speed operation can be possible with the presence of a contact resistance between wirings of individual electrodes of a transistor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、トランジスタ回路に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to transistor circuits.

(従来の技術) 高速バイポーラトランジスタとして+ GaAs基板を
用いてエミッターベース間にペテロ接合をもつペテロ接
合バイポーラトランジスタ(以下HBTと略す)が知ら
れている。HBTは、エミッタにベースよりもバンドギ
ャップが大きい材料を用いて構成されるため、高い電流
増幅率を保ったまま、ベースの不純物濃度を上げること
ができ、結果としてベース抵抗が小さくなる等の利点が
あり、超高速動作が可能なデバイスである。しかし、こ
のGaAs基板を用いたHBTをIC化する際には、次
の様な問題がある。 GaAsは金属とのオーミックコ
ンタクトがとりにくいため、HBT素子の各コンタクト
領域(エミッタ、ベース、コレクタと各電極との)と金
属の電極の接続には、コンタクト抵抗が存在してしまう
。このコンタクト抵抗は通常数10〜100Ω程度であ
り、これはHBT素子の動作速度を著しく劣化させる要
因となる。以下図面を用いてこのことを説明する。第4
図は、基本的なインバータ回路を示す、エミッタが、グ
ランド電位に接地されているトランジスタ1とそのコレ
フタ端子が抵抗8を介して電源9に接続され、前記トラ
ンジスタ1のベース端子が入力端子10.コレクタ端子
が出力端子11になっている。この図のインバータ回路
では、入力端子10に論理入力カ加えられ、その電圧値
がトランジスタ1のオン電圧(VBEON)以上であれ
ば出力端子11の出力は論理状態パ○″を出力し、逆に
VBEON以下であれば111 IPを出力する。この
様なインバータ回路の高速動作においては、トランジス
タ1のベース−エミッタ間容量をいかに速く充放電でき
るかによって最高スイッチング速度は決定される。とこ
ろで、HBT素子で第4図のインバータを構成した場合
、前述の様にコレクタ、ベース、エミッタの各コンタク
ト領域とそれぞれの電極間にコンタクト抵抗が存在する
ため、等価的な回路は、第5図の様になる。ここで、抵
抗2,3.4はそれぞれコンタクト、ベース、エミッタ
の電極とのコンタクト抵抗を示している。第5図から明
らかな様に、HBTでインバータを構成した場合、トラ
ンジスタ1のベース−エミッタ容量を充放電する速度は
、コンタクト抵抗3及び4の存在のため著しく低下し、
HBTの持つ本来の高速性能を活かすことができない。
(Prior Art) A Peter junction bipolar transistor (hereinafter abbreviated as HBT) which uses a GaAs substrate and has a Peter junction between an emitter and a base is known as a high-speed bipolar transistor. Since HBTs are constructed using a material with a larger bandgap for the emitter than the base, it is possible to increase the impurity concentration in the base while maintaining a high current amplification factor, resulting in advantages such as lower base resistance. It is a device capable of ultra-high-speed operation. However, when forming an HBT using this GaAs substrate into an IC, there are the following problems. Since it is difficult for GaAs to make ohmic contact with metal, contact resistance exists in the connection between each contact region (emitter, base, collector, and each electrode) of the HBT element and the metal electrode. This contact resistance is usually on the order of several 10 to 100 ohms, which is a factor that significantly degrades the operating speed of the HBT element. This will be explained below using the drawings. Fourth
The figure shows a basic inverter circuit, in which a transistor 1 whose emitter is grounded to the ground potential, whose core terminal is connected to a power supply 9 via a resistor 8, and whose base terminal is connected to an input terminal 10. The collector terminal is the output terminal 11. In the inverter circuit shown in this figure, a logic input is applied to the input terminal 10, and if the voltage value is equal to or higher than the on-voltage (VBEON) of the transistor 1, the output of the output terminal 11 outputs the logic state Pa○'', and vice versa. If it is less than VBEON, it outputs 111 IP.In the high-speed operation of such an inverter circuit, the maximum switching speed is determined by how quickly the base-emitter capacitance of transistor 1 can be charged and discharged.By the way, the HBT element When the inverter shown in Fig. 4 is constructed, as mentioned above, there is contact resistance between each contact region of the collector, base, and emitter and each electrode, so the equivalent circuit becomes as shown in Fig. 5. Here, resistors 2 and 3.4 indicate the contact resistances with the contact, base, and emitter electrodes, respectively.As is clear from FIG. The speed of charging and discharging the emitter capacitance is significantly reduced due to the presence of contact resistances 3 and 4.
The original high-speed performance of HBT cannot be utilized.

具体的には、充放電の速度は、入力端子10をドライブ
する回路(図示せず)のインピーダンスと、抵抗3,4
の和とトランジスタ1のベース−エミッタ間容量の積で
決定される時定数によって主に支配される。
Specifically, the charging/discharging speed is determined by the impedance of a circuit (not shown) that drives the input terminal 10 and the resistors 3 and 4.
It is mainly controlled by the time constant determined by the product of the sum of and the base-emitter capacitance of transistor 1.

スイッチング速度はトランジスタ1のベース・コレクタ
容量(Cμ9図示せず)にも依存するが、HBT素子の
場合Cμは極めて小さいのでここでは無視することにす
る。
The switching speed also depends on the base-collector capacitance (Cμ9, not shown) of the transistor 1, but since Cμ is extremely small in the case of an HBT element, it will be ignored here.

更に、コンタクト抵抗4はトランジスタ1のエミッタと
グランド間にあるため、相互コンダクタンス(ym)の
低下をまねき、更に速度低下の要因になっている。エミ
ッタ接地形式でのqmは、よく知られたエミッタ、デジ
ェネレーションの効果によりおよそ1 / (1+ g
、m’RE)倍に低下する。
Furthermore, since the contact resistor 4 is located between the emitter of the transistor 1 and the ground, it causes a decrease in mutual conductance (ym), which further causes a decrease in speed. In the grounded emitter format, qm is approximately 1/(1+g
, m'RE) times.

ここで9m′はエミッターグランド間に抵抗がない場合
のfmを、REはエミッターグランド間のコンタクト抵
抗4の抵抗値をそれぞれ示す。g−mの低下はゲインの
低下につながり、結果として速度の低下の原因となる。
Here, 9m' represents fm when there is no resistance between the emitter and ground, and RE represents the resistance value of the contact resistor 4 between the emitter and ground. A decrease in g-m leads to a decrease in gain, which results in a decrease in speed.

上述の様に、HBTではコンタクト領域(特にエミッタ
領域)と電極との間のコンタクト抵抗の存在のため本来
の高速動作ができないという欠点がある。
As mentioned above, HBTs have the disadvantage that they cannot operate at the original high speed due to the presence of contact resistance between the contact region (particularly the emitter region) and the electrode.

(発明が解決しようとする問題点) GaAs基板を用いたHBT素子ではコンタクト領域と
電極との間のオーミックコンタクトがとりにくく、有限
なコンタクト抵抗が存在してしまう。
(Problems to be Solved by the Invention) In an HBT element using a GaAs substrate, it is difficult to establish ohmic contact between a contact region and an electrode, and a finite contact resistance exists.

このコンタクト抵抗は回路の動作速度を著しく低下させ
る要因となっている。本発明は、上記欠点を鑑みてなさ
れたもので、コンタクト抵抗が存在しても動作速度の低
下を生ずることなくHBT本来の超高速動作を行なわし
めることのできるトランジスタ回路を提供することを目
的とする。
This contact resistance is a factor that significantly reduces the operating speed of the circuit. The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a transistor circuit that can perform the ultra-high-speed operation inherent to an HBT without causing a decrease in operating speed even in the presence of contact resistance. do.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は、HBT素子の電極として、エミッタ部分もし
くはエミッタ及びベース部分にオーミック接合電極と並
列にショットキ接合電極を設ける機械を持つ。
(Means for Solving the Problems) The present invention has a machine that provides a Schottky junction electrode in parallel with an ohmic junction electrode on an emitter portion or an emitter and base portion as an electrode of an HBT element.

(作 用) 本発明によれば、ショットキ接合に伴うショットキ容量
がエミッタもしくはベース及びエミッタのコンタクト領
域とそれにつながる配線リード間に生じ、高周波動作時
にはこのショットキ容量を介して入力信号がトランジス
タに伝達され、高速動作が可能となる。又、GaAs基
板を用いたHBTの場合殆ど余分な工程等を必要とせず
に容易にコンタクト領域−配線間にショットキー接合を
つくることができる。
(Function) According to the present invention, a Schottky capacitance accompanying a Schottky junction is generated between the emitter or the base and the contact region of the emitter and the wiring lead connected thereto, and during high frequency operation, an input signal is transmitted to the transistor via this Schottky capacitance. , high-speed operation is possible. Further, in the case of an HBT using a GaAs substrate, a Schottky junction can be easily formed between the contact region and the wiring without requiring almost any extra steps.

(実施例) 以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

第1図は本発明の一実施例を示す図である6尚、前述の
従来例と同じ部分には同じ番号を付しである。本発明の
特徴とする点は、トランジスタ1のベースコンタクトと
入力端子10.エミッタコンタクトとグランド間に、そ
九ぞれコンタクト抵抗3及まび4と並列にショットキ接
合ダイオード5及び6がそれぞれ挿入されている点であ
る。第1図でトランジスタ1が順バイアスされている場
合はショットキ接合ダイオード5及び6は逆バイアスさ
れ、容量として扱うことができる。従って、第1図のシ
ョットキ接合ダイオードを等価的に容量に置き換えると
第2図の様になる。第2図においてキャパシタ12及び
13は、それぞれ第1図のショットキ接合ダイオード5
及び6の等価的な容量を示している。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.6 Note that the same parts as in the conventional example described above are given the same numbers. The characteristics of the present invention are that the base contact of the transistor 1 and the input terminal 10. Schottky junction diodes 5 and 6 are inserted between the emitter contact and ground in parallel with contact resistors 3 and 4, respectively. When transistor 1 is forward biased in FIG. 1, Schottky junction diodes 5 and 6 are reverse biased and can be treated as capacitors. Therefore, if the Schottky junction diode in FIG. 1 is equivalently replaced with a capacitor, the result will be as shown in FIG. 2. In FIG. 2, capacitors 12 and 13 are respectively replaced by Schottky junction diodes 5 in FIG.
and 6 are shown.

本発明の効果を次に定性的に説明する。第2図において
、入力端子10に加えられる論理入力信号が比較的低周
波の場合は、信号はコンタクト抵抗3を介してトランジ
スタ1のベースに入力されるが、第5図においてコンタ
クト抵抗3及び4が動作速度を制限するような超高周波
域では、キャパシタ12を介してトランジスタ1のベー
スに入力される。又、その時、トランジスタ1のエミッ
タはキャパシタ13を介してグランドに接地されること
になる。換言すれば、超高周波の信号に対しては、キャ
パシタ12及び13のインピーダンスは、それぞれコン
タクト抵抗3及び4に比べ小さくなりキャパシタ12及
び13はスピードアップコンデンサの役目をすることに
なる。この様に、ショットキ接合ダイオードをオーミッ
ク電極に並列に設けることにより、超高周波動作時にお
いては、ショットキ接合による容量がスピードアップコ
ンデンサとして働き、トランジスタ1のベース−エミッ
タ間の容量の充放電の高速化及び、エミッタ、デジェネ
レーションによるゲインの低下の改善を行うことができ
る。
The effects of the present invention will be qualitatively explained below. In FIG. 2, when the logic input signal applied to the input terminal 10 has a relatively low frequency, the signal is input to the base of the transistor 1 via the contact resistor 3, but in FIG. In an extremely high frequency range where the operating speed is limited, the signal is input to the base of the transistor 1 via the capacitor 12. Also, at that time, the emitter of the transistor 1 is grounded via the capacitor 13. In other words, for ultra-high frequency signals, the impedances of capacitors 12 and 13 are smaller than contact resistances 3 and 4, respectively, and capacitors 12 and 13 serve as speed-up capacitors. In this way, by providing a Schottky junction diode in parallel with the ohmic electrode, the capacitance of the Schottky junction acts as a speed-up capacitor during ultra-high frequency operation, increasing the speed of charging and discharging the capacitance between the base and emitter of transistor 1. Furthermore, it is possible to improve the decrease in gain due to emitter degeneration.

上記構造は、例えば次の様にして容易に実現することが
できる。第3図は、簡略化した断面構造の一例を示す。
The above structure can be easily realized, for example, as follows. FIG. 3 shows an example of a simplified cross-sectional structure.

第3図において、トランジスタ1を構成するエミッタ領
域14.ベース領域15.コレクタ領域16に対しそれ
ぞれオーミック接合を持つオーミック電極17.18.
19がある。又、前記エミッタ領域14.ベース領域1
5に対しそれぞれショットキ接合を持つショットキ電極
20.21が形成され、前記ショットキ電極20.21
及びオーミック電極19はそれぞれエミッタ配線リード
22.ベース配線リード23.コレクタ配線リード24
に接続している。
In FIG. 3, emitter region 14. which constitutes transistor 1. Base area 15. Ohmic electrodes 17, 18, each having an ohmic contact with the collector region 16.
There are 19. Further, the emitter region 14. base area 1
Schottky electrodes 20.21 each having a Schottky junction are formed for each Schottky electrode 20.21.
and ohmic electrodes 19 are respectively connected to emitter wiring leads 22. Base wiring lead 23. Collector wiring lead 24
is connected to.

尚、前記ショットキ電極20.21の金属は、前記オー
ミック電極17,18,19と異種の金属と限定するも
のではなく、同種であってもよい。ところで、上 4記
構造を実現するには次の様な性質を利用することができ
る。即ち、GaAs素子上に金属電極を単に形成すると
ショットキ接合となる。従って、前記オーミック電極1
7,18.19を適当な熱処理等によりそれぞれ前記エ
ミッタ領域14.ベース領域15.コレクタ領域16に
対しオーミック接合をもつようにした後、単に、前記シ
ョットキ電極22.23となる金属をそれぞれ素子上に
形成すればよい。この様に従来の素子構造に比べ殆ど余
分なプロセスの追加なしに、オーミック電極と並列にシ
ョットキ電極を形成することができる。
Incidentally, the metal of the Schottky electrodes 20, 21 is not limited to a different type of metal than the ohmic electrodes 17, 18, 19, but may be of the same type. By the way, the following properties can be used to realize the structure described above. That is, simply forming a metal electrode on a GaAs element results in a Schottky junction. Therefore, the ohmic electrode 1
The emitter regions 14. Base area 15. After forming an ohmic contact with the collector region 16, metals that will become the Schottky electrodes 22 and 23 may be simply formed on the respective elements. In this way, the Schottky electrode can be formed in parallel with the ohmic electrode without adding any extra process compared to the conventional device structure.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、次の様な効果がある。 According to the present invention, there are the following effects.

1)、トランジスタの各電極と配線間にコンタクト抵抗
が存在しても超高速動作が可能である。
1) Ultra high-speed operation is possible even if there is contact resistance between each electrode of the transistor and the wiring.

2)2極めて少ない工程を追加するだけで、又1面積の
増加も殆どなく実現できる。
2) It can be achieved by adding only a very small number of steps and with almost no increase in area.

3)、超高周波域でのゲインを改善することができる。3) Gain can be improved in the ultra-high frequency range.

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

第1図は、本発明の一実施例を示す構成図、第2図は、
第1図の等価的な構成を示す回路図、第3図は本発明に
よるトランジスタの簡略化した断面構造の一例を示す素
子構造図、第4図は基本的なインバータ回路を示す図、
第5図は、従来のHBTを用いたインバータ回路の等価
回路を示す図である。 1・・・HBTトランジスタ、     2,3.4・
・・コンタクト抵抗。 5.6・・・ショットキダイオード、 8・・・抵抗。 9・・・電圧源、10・・・入力端子。 11・・・出力端子、          12.13
・・・キャパシタ。 14・・・エミッタ、15・・・ベース。 16・・・コレクタ。 17.18,19・・・オーミック接合電極。 20、21・・・ショットキ接合電極。 22.23.24・・・配線リード 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an element structure diagram showing an example of a simplified cross-sectional structure of a transistor according to the present invention; FIG. 4 is a diagram showing a basic inverter circuit;
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of an inverter circuit using a conventional HBT. 1...HBT transistor, 2,3.4.
...Contact resistance. 5.6...Schottky diode, 8...resistor. 9... Voltage source, 10... Input terminal. 11...output terminal, 12.13
...Capacitor. 14...Emitter, 15...Base. 16...Collector. 17.18,19...Ohmic junction electrode. 20, 21... Schottky junction electrode. 22.23.24... Wiring lead Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)GaAs基板上にエミッタがベースよりも広いバ
ンドギャップをもつ材料で形成されたヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタにおいて、少なくともそのエミッタ領
域とオーミック接合をもつ第1の金属電極と並列に該エ
ミッタ領域とショットキ接合をもつ第2の金属電極を設
けたことを特徴とするトランジスタ回路。
(1) In a heterojunction bipolar transistor in which the emitter is formed of a material with a wider bandgap than the base on a GaAs substrate, a Schottky transistor is connected to the emitter region in parallel with a first metal electrode having an ohmic contact with at least the emitter region. A transistor circuit characterized in that a second metal electrode with a junction is provided.
(2)ベース領域とオーミック接合をもつ第3の金属電
極と並列に該ベース領域とショットキ接合をもつ第4の
金属電極を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のトランジスタ回路。
(2) A transistor circuit according to claim 1, further comprising a third metal electrode having an ohmic contact with the base region and a fourth metal electrode having a Schottky contact with the base region in parallel. .
JP62258414A 1987-10-15 1987-10-15 Transistor circuit Pending JPH01101665A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003044861A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Heterojunction semiconductor device and method of manufacturing such device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003044861A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Heterojunction semiconductor device and method of manufacturing such device
US7109567B2 (en) 2001-11-21 2006-09-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor device and method of manufacturing such device
CN100372125C (en) * 2001-11-21 2008-02-27 Nxp股份有限公司 Heterojunction Semiconductor Devices

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