[实用新型]多沟道电流扩展型半导体恒电流二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用半导体结构的物理过程实现恒电流特性的多沟道电流扩展型半导体恒电流二极管，属于二端半导体器件技术领域。

背景技术

现有技术中，恒电流源是电子设备和装置中常用的一种技术，一般采用电子模块或集成电路实现。恒电流二极管是实现恒流源的一种半导体器件。目前国际的恒流二极管通常都是小电流、小功率的产品(输出电流：0.5mA-10mA；)，主要用于电子电路中的基准电流设定。由于电流、功率过小，不能直接驱动负载，应用面有限。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种利用半导体器件结构产生的物理特性、可以直接驱动负载的多沟道电流扩展型半导体恒电流二极管，以克服现有技术的不足。

本实用新型的多沟道电流扩展型半导体恒电流二极管，在P+型半导体衬底上外延N型半导体区域，在N型半导体区域上扩散P+型半导体区域，P+型半导体区域和P+型半导体衬底连通，将N型半导体区域分为第一PN结隔离区、第二PN结隔离区；在第一PN结隔离区上栅扩散有第一P+半导体区域，在第二PN结隔离区上扩散有第二P+半导体区域；在扩散的第一P+半导体区域之间的第一PN结隔离区上扩散有第一N+半导体区域、第二N+半导体区域，在第二PN结隔离区上扩散有第三N+半导体区域；第二N+半导体区域与第三N+半导体区域通过金属电极连接；P+型半导体区域、第一N+半导体区域和第一P+半导体区域通过电极连接。

P+型半导体衬底、N型半导体区域、P+型半导体区域、第一P+半导体区域、第一N+半导体区域和第二N+半导体区域构成的N型多沟道JFET，P+半导体区域、栅扩散的P+半导体区域作为栅极和源极--N+半导体区域短接，N+半导体区域为漏极，形成多沟道叠加的恒定电流；N+半导体区域连接到PNP晶体管的基极--N+半导体区域；PNP晶体管发射极--第二P+半导体区域连接外电压正极，集电极--P+半导体衬底连接外电压负极。

本实用新型的特点是通过半导体器件结构的物理过程实现恒流特性，不是集成电路和电子模块(组件)的技术。电子模块组件是采用电子器件(包括集成电路)在电路板上按电路方式组装构成，体积较大。集成电路是将电子元器件按电路方式制作在一块半导体材料上，集成电路的结构复杂，特别是大功率集成电路。集成电路和电子模块(组件)都是多端口电子部件，安装使用不便。本实用新型利用N-JFET场效应管作为小电流恒流源，向担任电流扩展的PNP晶体管提供恒定基极电流，经过PNP晶体管成比例(线性)放大(扩展)成为大恒定电流。在半导体材料上采用半导体器件结构实现其物理功能。同现有的集成电路和电子模块(组件)技术相比，本实用新型具有利用半导体物理特性、实现恒流电路的功能，而且结构简单，采用电流扩展方法可以直接恒流驱动负载的优点，表现于现有二极管的一些技术特征，也可以作为恒电流电源直接驱动负载。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型的电极连接图；

附图3为附图2的俯视图；

附图4为本实用新型的等效电路图。

附图标记：P+型半导体衬底-1、N型半导体区域-2、第一PN结隔离区-2-1、第二PN结隔离区-2-2、P+型半导体区域-3、第一P+半导体区域-4-1、第二P+半导体区域-4-2、第一N+半导体区域-5-1、第二N+半导体区域-5-2、第三N+半导体区域-5-3、金属电极-6、电极-7。

具体实施方式

本实用新型的实施：如图1和图2所示，在P+型半导体衬底1上外延N型半导体区域2，在N型半导体区域2上扩散P+型半导体区域3，P+型半导体区域3和P+型半导体衬底1连通，将N型半导体区域2分为第一PN结隔离区2-1、第二PN结隔离区2-2；在第一PN结隔离区2-1上栅扩散出多个第一P+半导体区域4-1，在第二PN结隔离区2-2上扩散有第二P+半导体区域4-2；在扩散的第一P+半导体区域4-1之间的第一PN结隔离区2-1上扩散有第一N+半导体区域5-1、第二N+半导体区域5-2，在第二PN结隔离区2-2上扩散有第三N+半导体区域5-3。按照图2、图3所示，各半导体区域开孔淀积金属并形成连接，第二N+半导体区域5-2与第三N+半导体区域5-3通过金属电极6连接；P+型半导体区域3、第一N+半导体区域5-1和第一P+半导体区域4-1通过电极7连接。