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JP7007564B2 - レギュレータ用半導体集積回路 - Google Patents

レギュレータ用半導体集積回路 Download PDF

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Description

本発明は、半導体集積回路特にバイポーラ集積回路における静電保護回路に関し、例えばシリーズレギュレータのような電圧レギュレータを構成する半導体集積回路(レギュレータIC)における静電保護回路に利用して有効な技術に関する。
直流電圧入力端子と出力端子との間に設けられたトランジスタを制御して所望の電位の直流電圧を出力する電源装置としてシリーズレギュレータ(以下、レギュレータと略す)がある。近年、かかるレギュレータは、例えば図6に示すように半導体集積回路化されたレギュレータICとして構成されている。
ところで、半導体集積回路では、静電保護対策として、一般に、入力端子や出力端子に接続された静電保護用のダイオードが設けられ、トランジスタなどの内部素子が破壊されるのを防止するように構成されている(例えば特許文献1,2参照)。
特開昭61-285751号公報 特開平03-139881号公報
レギュレータICにおいても、例えば図6に示すように、レギュレータの電圧入力端子INや制御信号入力端子CNT、電圧出力端子OUTに静電保護用ダイオードD1,D2,D3が接続されているものがある。
一方、レギュレータICの応用例として、出力端子にコネクタ等により外部機器を接続するように構成したシステム(例えば車載用の通信システムやオーディオシステム)がある。このようなシステムでは、レギュレータから外部デバイスへ電源を供給するために、ICの出力端子が外部接続端子となる。
そのため、接続機器や接続ケーブルの有するL成分の影響によって、システムの検査時にレギュレータICの出力端子にマイナスのサージが飛び込むことがあり、図6に示すような構成の場合、過電流(サージ電流)により静電保護用ダイオードD3が破壊することがある。
具体的には、ICの出力端子の電位が接地電位以下に落ちた際に、図6に示す静電保護用ダイオードD3に順方向電流が流れることでマイナスサージからトランジスタQ1を保護することができる。しかし、静電保護用ダイオードD3は通常数ボルトのマイナスサージから保護できるに過ぎず、より大きなマイナスのサージ電圧が印加されると静電保護用ダイオードD3が破壊に至ってしまう。
一方、レギュレータICには、図6に示すように、出力のフィードバック電圧VFBを生成するためのブリーダ抵抗R1,R2がチップ上に設けられているものがある。かかるICでは、静電保護用ダイオードD3と並列をなすブリーダ抵抗R1,R2が半導体基板のN型ウェル領域上に形成されたP型拡散層からなる場合、図7(A)に示すように、ブリーダ抵抗部には逆方向の寄生ダイオードDi1が存在し、出力端子OUTに上述したような大きなマイナスのサージ電圧が印加された際には、この寄生ダイオードDi1に順方向の電圧がかかり、図7(B)に示すようにサージ電流Isが流れ、その電流が出力端子OUTと抵抗R1とを接続する配線を通して流れる。
しかるに、レギュレータICにおけるブリーダ抵抗は、一般に、低消費電力化のため通常動作状態において大きな電流を流さないようにすべく高抵抗(数100kΩ)で構成されており、ブリーダ抵抗と出力端子とを接続する配線は、大電流を許容するほどの太さの幅を有するようには設計されていない。そのため、サージ電圧印加時に寄生ダイオードDi1を通して大きな電流が流れると、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するという課題があることが分かった。
この発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、シリーズレギュレータのような直流電源装置を構成する半導体集積回路(レギュレータIC)において、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加された際に、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するのを防止することができる静電保護技術を提供することにある。
なお、特許文献1と2のいずれの発明も、ポリシリコン層によって抵抗が形成されるCMOS集積回路における静電保護技術であるのに対し、本発明は、抵抗を拡散層によって形成するバイポーラ集積回路からなるレギュレータICに関する静電保護技術を提供するもので適用対象も異なっている。
上記目的を達成するため、本発明は、
直流電圧が入力される電圧入力端子と出力端子との間に接続されたバイポーラ・トランジスタからなる出力制御用トランジスタと、出力のフィードバック電圧に応じて前記出力制御用トランジスタを制御する制御回路と、出力端子と定電位点との間に接続され出力電圧を分圧することで前記フィードバック電圧を生成するブリーダ抵抗と、を備えたレギュレータ用半導体集積回路において、
前記ブリーダ抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた状態で半導体基板に設けられた第1の島状半導体領域の表面に形成された拡散層からなり、
前記出力端子と定電位点との間に、前記ブリーダ抵抗と直列をなすように電流制限用抵抗が接続され、
前記電流制限用抵抗は、
周囲を分離領域で囲まれた前記第1の島状半導体領域とは異なる第2の島状半導体領域の表面に形成された拡散層により構成されるとともに、
通常動作時の電流が流れることにより両端に生じる電位差が、当該電流制限用抵抗に寄生する基体ダイオードの順方向電圧を越えることがないように抵抗値が設定されているように構成したものである。
上記のような構成を有するレギュレータ用半導体集積回路によれば、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加されたとしても、ブリーダ抵抗に寄生する基体ダイオードを通して出力端子に向かって流れる電流を電流制限用抵抗によって制限することができるとともに、電流制限用抵抗に寄生する基体ダイオードはマイナスのサージ電圧が印加された際には逆方向でオフされる一方、電流制限用抵抗が抵抗であり通常動作時に流れる電流では電流制限用抵抗に寄生する基体ダイオードに順方向電圧以上の電圧がかからないため、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加された際に、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するのを防止することができる。
ここで、望ましくは、前記電流制限用抵抗は、前記出力端子と前記ブリーダ抵抗との間に当該ブリーダ抵抗と直列をなすように接続されているように構成する。
電流制限用抵抗はブリーダ抵抗と直列であれば、ブリーダ抵抗と接地端子との間に接続するようにした構成も回路的には考えられる。しかし、電流制限用抵抗をブリーダ抵抗と接地端子との間に接続した構成は、素子構造によってはデバイス的に問題が生じることがあるが、上記のような構成によれば、何ら不具合をもたらすことなく、サージ電流を抑制し、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するのを防止することができる。
あるいは、直流電圧が入力される電圧入力端子と出力端子との間に接続されたバイポーラ・トランジスタからなる出力制御用トランジスタと、出力のフィードバック電圧に応じて前記出力制御用トランジスタを制御する制御回路と、出力端子と定電位点との間に接続され出力電圧を分圧することで前記フィードバック電圧を生成するブリーダ抵抗と、を備えたレギュレータ用半導体集積回路であって、
前記ブリーダ抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた状態で半導体基板に設けられた第1の島状半導体領域の表面に形成された拡散層からなり、
流制限用抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた前記第1の島状半導体領域とは異なる第2の島状半導体領域の表面に形成された拡散層により構成されるとともに、前記ブリーダ抵抗が形成されている前記第1の島状半導体領域の島吊り電極と前記出力端子との間に接続されているように構成しても良い。
このような構成であっても、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加された際に、何ら不具合をもたらすことなく、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加された際に、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するのを防止することができる。
また、望ましくは、前記制御回路は、前記半導体基板の内部に形成された第1導電型の埋込層をコレクタ領域とし、前記埋込層の上方のエピタキシャル層からなる島状半導体領域の表面に形成された第2導電型の拡散層をベース領域とし、該ベース領域の内側に形成された第1導電型の拡散層をエミッタ領域とする縦型バイポーラ・トランジスタを備え、
前記ブリーダ抵抗と前記電流制限用抵抗は、互いに電気的に絶縁されたエピタキシャル層の島状半導体領域の表面に形成された第2導電型の拡散層により構成し、
前記出力制御用トランジスタは、横型バイポーラ・トランジスタまたは第2導電型の埋込層を有する縦型バイポーラ・トランジスタにより構成する。
かかる構成によれば、従前のバイポーラ集積回路の製造プロセスに新たな工程を追加することなく電流制限用抵抗としての拡散層を形成することができ、コストアップを回避することができる。
本発明によれば、シリーズレギュレータのような直流電源装置を構成する半導体集積回路(レギュレータIC)において、出力端子にマイナスのサージ電圧が印加された際に、配線の溶解、溶断等のダメージによる破壊が発生するのを防止することができる静電保護技術を提供することができるという効果がある。
本発明を適用したシリーズレギュレータICの一実施形態を示す回路構成図である。 図1の実施形態のレギュレータICにおけるブリーダ抵抗部の動作を示すもので、(A)は通常動作時のブリーダ抵抗部の等価回路図、(B)は異常動作時(OUTへのマイナスサージ印加時)のブリーダ抵抗部の等価回路図である。 (A)は図1の実施形態のレギュレータICにおけるブリーダ抵抗部の構造を示す基板断面図、(B)はブリーダ抵抗部のレイアウトを示す平面図である。 従来のシリーズレギュレータICにおけるブリーダ抵抗部の構造を示す基板断面図、(B)はブリーダ抵抗部のレイアウトを示す平面図である。 図1の実施形態のレギュレータの変形例を示すもので、(A)はブリーダ抵抗部の素子構造を示す断面図、(B)はレイアウトを示す平面図、(C)は等価回路図である。 従来のシリーズレギュレータICの一構成例を示す回路構成図である。 (A)は従来のシリーズレギュレータICのブリーダ抵抗部の等価回路図、(B)は出力端子にマイナスサージが入った際のブリーダ抵抗部の状態を示す回路図である。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用した直流電源装置としてのシリーズレギュレータの一実施形態を示す。なお、図1において、一点鎖線で囲まれた部分は、単結晶シリコンのような半導体チップ上に半導体集積回路(レギュレータIC)10として形成され、該レギュレータIC10の出力端子OUTにコンデンサCoが接続されて安定な直流電圧を供給する直流電源装置として機能する。
本実施形態のレギュレータIC10においては、図1に示すように、直流電圧Vinが印加される電圧入力端子INと出力端子OUTとの間に、誤差アンプ11によって制御されるPNPバイポーラ・トランジスタからなる電圧制御用のトランジスタQ1が接続され、出力端子OUTと接地端子GNDに接続されたグランドラインGLとの間には、出力電圧Voutを分圧して誤差アンプ11へのフィードバック電圧VFBを生成するブリーダ抵抗R1,R2が直列に接続されている。さらに、本実施例においては、出力端子OUTとブリーダ抵抗R1との間に、電流制限用の抵抗Rxがブリーダ抵抗R1,R2と直列をなすように接続されている。
本実施例においては、ブリーダ抵抗R1,R2と電流制限用抵抗Rxは、半導体基板表面に形成される拡散層によって構成されるとともに、ブリーダ抵抗R1,R2における消費電力を抑制するため、通常はR1,R2の抵抗値は100kΩ以上とされるのに対し、抵抗Rxは該抵抗に寄生する基体ダイオード(以下、寄生ダイオードと称する)がオンしないように、つまりRxの両端子間電圧が寄生ダイオードの順方向電圧(一般に約0.7V)を越えないように、100Ω~1kΩ程度の抵抗値に形成される。すなわち、電流制限用抵抗Rxの抵抗値はブリーダ抵抗R1,R2の抵抗値の1/100以下であるようにされる。
また、電圧入力端子INと制御信号入力端子CNTには静電保護用ダイオードD1,D2が接続されているが、出力端子OUTには静電保護用ダイオードは接続されておらず、抵抗Rxが静電保護素子として機能する。抵抗Rxの静電保護機能については後に説明する。
なお、レギュレータIC10は、上記ブリーダ抵抗R1,R2により分圧された電圧VFBが、上記電圧制御用のトランジスタQ1のベース端子を制御する誤差増幅回路としての誤差アンプ11の非反転入力端子にフィードバックされている。そして、誤差アンプ11は、出力のフィードバック電圧VFBと所定の参照電圧Vrefとの電位差に応じて電圧制御用のトランジスタQ1を制御して、出力電圧Voutが所望の電位になるように制御する。
また、本実施形態のレギュレータIC10には、上記誤差アンプ11の反転入力端子に印加される参照電圧Vrefを発生するための基準電圧回路12と、誤差アンプ11や基準電圧回路12に動作電流を流すバイアス回路13と、上記出力制御用トランジスタQ1のベース端子に接続され出力電流を制限するためのカレントリミット回路14と、チップの温度が所定温度以上に上昇した場合に誤差アンプ11の動作を停止させてトランジスタQ1をオフさせるサーマルシャットダウン回路(STD)15などが設けられている。
基準電圧回路12は、直列形態の抵抗およびツェナーダイオードなどで構成することができる。バイアス回路13には、チップ外部のマイコン(CPU)などから制御信号入力端子CNTに入力される制御信号Contに応じて、誤差アンプ11へのバイアス電流を供給したり遮断したりする機能が設けられている。カレントリミット回路14は、負荷の異常などで出力電流が増加して出力電圧Voutが低下し誤差アンプ11がトランジスタQ1により多くの電流を流すようにベース電圧を下げようとしたときに、所定以上にベース電流が大きくならないようにクランプをかけることで出力電流を制限する。
さらに、本実施形態のレギュレータIC10においては、上記電圧制御用のトランジスタQ1と並列に設けられ、Q1と共にカレントミラー回路を構成するバイポーラ・トランジスタQ2が設けられ、このトランジスタQ2の制御端子としてのベース端子に、電圧制御用のトランジスタQ1のベース端子に印加される電圧と同一の電圧が印加されている。これにより、Q2には、素子のサイズ比Nに応じて、Q1のコレクタ電流に比例した電流(1/Nの電流)が流れるようにされている。カレントリミット回路14は、このカレントミラー・トランジスタQ2の電流を監視することで出力電流の増加を検出してトランジスタQ1のベース電圧をクランプするように構成されている。
次に、本実施形態のレギュレータIC10における電流制限用の抵抗Rxの静電保護機能について、図2を用いて説明する。図2において、(A)は通常動作時のブリーダ抵抗部の等価回路図、(B)は異常動作時(OUTへのマイナスサージ印加時)のブリーダ抵抗部の等価回路図である。
ブリーダ抵抗R1,R2が半導体基板表面に形成された拡散層によって構成されている場合、その等価回路は、図2(A)に示すように、出力端子OUTから接地端子GNDに向かって逆方向となる寄生ダイオードDi1が、抵抗R1,R2と並列に接続されたような回路となる。また、電流制限用の抵抗Rxには、出力端子OUTから接地端子GNDへ向かって順方向となる寄生ダイオードDi2が並列に接続されたような回路となる。
従って、通常動作時には、逆方向の寄生ダイオードDi1には電流が流れず、電流制限用の抵抗Rx側からの電流はすべてブリーダ抵抗R1,R2に流れる。また、前述したように、本実施例では、抵抗Rxが数100Ω~数kΩ程度の抵抗値を有するように形成されている。そのため、該抵抗Rxに通常動作時の数100nA~数mA程度の電流が流れても、Rxの両端子間電圧がダイオードの順方向電圧である0.7Vを越えることがなく、寄生ダイオードDi2がオンすることはないとともに、抵抗値の小さな抵抗Rxでの電圧降下量は小さいので、フィードバック電圧VFBにほとんど影響を与えることはない。また、設計時に、ブリーダ抵抗R1,R2の抵抗比に替えて、(Rx+R1)とR2の比でフィードバック電圧VFBを設定するようにしても良い。
一方、出力端子OUTへマイナスサージが印加された場合には、その等価回路は図2(B)のように、接地端子GNDから出力端子OUTへ向かって順方向となる寄生ダイオードDi1がブリーダ抵抗R1,R2と並列に接続され、電流制限用の抵抗Rxには接地端子GNDから出力端子OUTへ向かって逆方向となる寄生ダイオードDi2が並列に接続されたような回路となる。従って、このとき寄生ダイオードDi1がオン、Di2はオフになる。
そのため、電流制限用の抵抗Rxと寄生ダイオードDi2がない場合(図7(B)参照)には、ブリーダ抵抗R1,R2の寄生ダイオードDi1を通して大きなサージ電流が流れ、抵抗R1と出力端子OUTとの間の配線が溶解、溶断するおそれがあったものが、本実施例では、寄生ダイオードDi2がオフの状態になることで寄生ダイオードDi1からの電流はすべて抵抗Rxに流れ、該抵抗Rxによって電流が制限される。その結果、抵抗Rxと出力端子OUTとの間の配線が溶解、溶断するのを回避することができる。
次に、本実施形態のレギュレータIC10におけるブリーダ抵抗部と従来のレギュレータICのブリーダ抵抗部の構造上の差異について、図3および図4を用いて説明する。ここで、図3(A)は本実施形態におけるブリーダ抵抗R1,R2と電流制限用の抵抗Rxの素子構造を示す半導体基板の断面図、図3(B)はそのレイアウトを示す平面図である。また、図4(A)は従来のレギュレータICにおけるブリーダ抵抗R1,R2の素子構造を示す半導体基板の断面図、図4(B)はそのレイアウトを示す平面図である。
図3(A),(B)において、一点鎖線C-Cより右側はブリーダ抵抗R1,R2の構造およびレイアウトを、左側は電流制限用の抵抗Rxの構造およびレイアウトを示す。
図3(A)に示すように、P型単結晶シリコンのような半導体基板(P-sub)20の上に形成されたN型エピタキシャル層(N-epi)21と半導体基板20との境界に局所的にN型埋込層22Aが形成されるとともに、N型エピタキシャル層(N-epi)21を貫通しN型埋込層22Aを囲むようにP型アイソレーション領域(P-ISO)23が形成され、該P型アイソレーション領域(P-ISO)23に囲繞されたN型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21Aの表面に形成されたP型拡散層24A,24Bによって、ブリーダ抵抗R1,R2が構成されている。
また、上記と同様にして形成されたN型埋込層22Bおよび該N型埋込層22Bを囲むように形成されたP型アイソレーション領域(P-ISO)23に囲繞されたN型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21Bの表面に形成されたP型拡散層24Cによって、電流制限用の抵抗Rxが構成されている。
そして、上記P型アイソレーション領域(P-ISO)23の表面と、島領域21A,21Bの表面と、P型拡散層24A,24B,24Cの表面に、アルミニウムなどの導電体からなる電極25a~25kが電気的に接触された状態で形成されている。
そのうち、P型アイソレーション領域(P-ISO)23の表面に形成された電極25a,25g,25kには、基板と素子間を常に逆バイアス状態にするため、アルミ配線26a(図3(B)参照)を介して接地端子(パッド)GNDに接続されて接地電位が印加される。また、N型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21A,21Bの表面に形成された島吊り用の電極25f,25hは、ブリーダ抵抗R1としてのP型拡散層24Aと電流制限用の抵抗RxとしてのP型拡散層24Cとを接続するアルミ配線26b(図3(B)参照)に接続されている。
上記のような素子構造においては、ブリーダ抵抗R2としてのP型拡散層24BとN型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21Aとの間に寄生ダイオードDi1が存在し、電流制限用の抵抗RxとしてのP型拡散層24CとN型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21Bとの間に寄生ダイオードDi2が存在することとなる。
一方、図4(A),(B)に示す従来のレギュレータICにおけるブリーダ抵抗R1,R2の素子構造とレイアウトは、図3(A),(B)における一点鎖線Cより右側のブリーダ抵抗R1,R2の構造およびレイアウトと同じであり、ブリーダ抵抗R2としてのP型拡散層24BとN型エピタキシャル層(N-epi)の島領域21Aとの間に寄生ダイオードDi1が存在する。
図4(A)に示す従来の素子構造において出力端子OUTへマイナスサージが印加されると、接地端子GNDから電極25b-寄生ダイオードDi1-島吊り電極25fを通して出力端子OUTへ大きなサージ電流が流れ、図4(B)において破線Eで囲まれているアルミ配線26cの部位が溶解、溶断するおそれがある。これに対し、図3(A)に示す本実施例の素子構造においては、出力端子OUTへマイナスサージが印加された際に寄生ダイオードDi1を通って電極26fから出る電流は電流制限用の抵抗Rxに流れるため、図3(B)における抵抗Rxと出力端子OUTとの間の配線26cが溶解、溶断するのを回避することができる。
なお、図示しないが、図1における誤差アンプ11を含む制御回路は、上記半導体基板20の内部に形成されたN型(第1導電型)の埋込層をコレクタ領域とし、前記埋込層の上方のエピタキシャル層からなる島領域の表面に形成されたP型(第2導電型)の拡散層をベース領域とし、該ベース領域の内側に形成されたN型(第1導電型)の拡散層をエミッタ領域とする縦型NPNバイポーラ・トランジスタを能動素子として構成されている。そして、ブリーダ抵抗R1,R2および電流制限用の抵抗Rxを構成するP型拡散層24A,24B,24Cは、上記縦型NPNバイポーラ・トランジスタのベース領域となるP型拡散層と同時に形成することができる。これにより、抵抗となる拡散層を形成するためだけの工程を設けることなく半導体基板20上に抵抗を形成することができ、プロセスを簡略化することができる。
一方、本実施形態では、出力制御用トランジスタQ1にはPNPバイポーラ・トランジスタが使用されており、このPNPバイポーラ・トランジスタQ1は、上記制御回路と同一の半導体基板(P型)上に、横型バイポーラ・トランジスタとして構成されている。ただし、これに限定されるものでなく、PNPバイポーラ・トランジスタQ1は、コレクタ領域となるP型埋込層を有する縦型バイポーラ・トランジスタとして構成することも可能である。横型、縦型いずれのPNPバイポーラ・トランジスタの構造も公知であり、本実施形態においては公知の構造のトランジスタを使用しているので、構造の図示は省略する。
(変形例)
次に、上記実施形態のレギュレータIC10の変形例について、図5を用いて説明する。なお、図5において、(A)は変形例におけるブリーダ抵抗R1,R2と電流制限用の抵抗Rxの素子構造を示す半導体基板の断面図、(B)はレイアウトを示す平面図、(C)は等価回路図である。
図5の変形例の構成は、図3の実施例の構成とほぼ同じである。異なるのは、ブリーダ抵抗R1としてのP型拡散層24Bの電極25eが図3では島吊り電極25fに接続されているのに対し、図5の変形例では、(B)に示すように、電極25eはアルミ配線26dを介して出力端子(パッド)OUTに接続されている点である。
この変形例は、図5(A)に破線で示すように、ブリーダ抵抗R1,R2としてのP型拡散層24A,24Bと基板(N型エピタキシャル層,N型埋込層)との間に存在する寄生PNPバイポーラ・トランジスタQiが存在し、図5(C)に示すように、この寄生バイポーラ・トランジスタQiのコレクタ端子と出力端子OUTとの間に電流制限用の抵抗Rxを接続した回路と等価となる。
出力端子OUTへマイナスサージが印加されると、接地端子GNDから電極25b-トランジスタQi-電極25eを通して出力端子OUTへ向う大きなサージ電流が流れようとするので、図5(C)のように、寄生トランジスタQiと出力端子OUTとの間に抵抗Rxを接続することによってサージ電流を制限することができ、配線26cが溶解、溶断するのを回避することができる。
なお、この変形例では、出力端子OUTへマイナスサージが印加された際に、寄生PNPバイポーラ・トランジスタQiに電流が流れることとなるが、このとき寄生ダイオードDi2は逆バイアスでオフであり、寄生トランジスタQiのべース電流は電流制限用の抵抗Rxによって抑制されるため、寄生トランジスタQiに大電流が流れることはなく、配線や基板にダメージを与えるおそれはない。また、この変形例では、通常動作時には制限用の抵抗Rxに電流が流れないので、抵抗Rxの両端子間電圧がその寄生ダイオードDi2の順方向電圧を越えないように抵抗値を設定するという制約もない。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、従来のレギュレータICにおいて出力端子と接地端子との間に設けられていた静電保護用のダイオード(図6のD3)を省略して、代わりに電流制限用の抵抗Rxを設けているが、静電保護用のダイオード(図6のD3)を残したまま電流制限用の抵抗Rxを設けることも可能である。
また、前記実施例においては、本発明をシリーズレギュレータICに適用したものについて説明したが、本発明はブリーダ抵抗が接続された出力端子を有する半導体集績回路一般に広く利用することができる。
10……レギュレータIC、11……誤差アンプ、12……基準電圧回路、13……バイアス回路、14……カレントリミット回路、15……サーマルシャットダウン回路、20……半導体基板(P-sub)、21……N型エピタキシャル層(N-epi)、22A,22B……N型埋込層、23……P型アイソレーション領域(分離領域:P-ISO)、24A,24B……P型拡散層(ブリーダ抵抗R1,R2)、24C……P型拡散層(電流制限用抵抗Rx)、25a~25k……電極、26a~26d……アルミ配線、Q1……出力制御用トランジスタ、Q2……カレントミラー・トランジスタ、R1,R2……ブリーダ抵抗、Rx……電流制限用抵抗、Di1,Di2……寄生ダイオード

Claims (3)

  1. 直流電圧が入力される電圧入力端子と出力端子との間に接続されたバイポーラ・トランジスタからなる出力制御用トランジスタと、出力のフィードバック電圧に応じて前記出力制御用トランジスタを制御する制御回路と、出力端子と定電位点との間に接続され出力電圧を分圧することで前記フィードバック電圧を生成するブリーダ抵抗と、を備えたレギュレータ用半導体集積回路であって、
    前記ブリーダ抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた状態で半導体基板に設けられた第1の島状半導体領域の表面に形成された拡散層からなり、
    前記出力端子と定電位点との間に、前記ブリーダ抵抗と直列をなすように電流制限用抵抗が接続され、
    前記電流制限用抵抗は、
    周囲を分離領域で囲まれた前記第1の島状半導体領域とは異なる第2の島状半導体領域の表面に形成された拡散層により構成されるとともに、
    通常動作時の電流が流れることにより両端に生じる電位差が、当該電流制限用抵抗に寄生する基体ダイオードの順方向電圧を越えることがないように抵抗値が設定されていることを特徴とするレギュレータ用半導体集積回路。
  2. 直流電圧が入力される電圧入力端子と出力端子との間に接続されたバイポーラ・トランジスタからなる出力制御用トランジスタと、出力のフィードバック電圧に応じて前記出力制御用トランジスタを制御する制御回路と、出力端子と定電位点との間に接続され出力電圧を分圧することで前記フィードバック電圧を生成するブリーダ抵抗と、を備えたレギュレータ用半導体集積回路であって、
    前記ブリーダ抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた状態で半導体基板に設けられた第1の島状半導体領域の表面に形成された拡散層からなり、
    流制限用抵抗は、周囲を分離領域で囲まれた前記第1の島状半導体領域とは異なる第2の島状半導体領域の表面に形成された拡散層により構成されるとともに、前記ブリーダ抵抗が形成されている前記第1の島状半導体領域の島吊り電極と前記出力端子との間に接続されていることを特徴とするレギュレータ用半導体集積回路。
  3. 前記制御回路は、前記半導体基板の内部に形成された第1導電型の埋込層をコレクタ領域とし、前記埋込層の上方のエピタキシャル層からなる島状半導体領域の表面に形成された第2導電型の拡散層をベース領域とし、該ベース領域の内側に形成された第1導電型の拡散層をエミッタ領域とする縦型バイポーラ・トランジスタを備え、
    前記ブリーダ抵抗と前記電流制限用抵抗は、互いに電気的に絶縁されたエピタキシャル層の島状半導体領域の表面に形成された第2導電型の拡散層により構成され、
    前記出力制御用トランジスタは、横型バイポーラ・トランジスタまたは第2導電型の埋込層を有する縦型バイポーラ・トランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレギュレータ用半導体集積回路。
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