DE102011005213A1

DE102011005213A1 - Verfahren und Vorrichtungen zum Durchführen einer Gleichtaktimpulskompensation in einem Opto-Isolator

Info

Publication number: DE102011005213A1
Application number: DE102011005213A
Authority: DE
Inventors: Richard A. Baumgartner; Kwee Chong Chang
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2011-12-15
Also published as: JP5666351B2; US20100155627A1; JP2011187960A; US8116055B2

Abstract

In einem Opto-Isolator wird eine Gleichtaktimpulskompensationsschaltung bereitgestellt, die erfasst, wenn ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, und die Strom zu dem LED-Ansteuerstrom hinzufügt, um ein Verringern in dem LED-Ansteuerstrom zu kompensieren, dass durch den Auftritt des Ereignisses verursacht wird. Die Gleichtaktimpulskompensationsschaltung ist in der Lage, effektiv über einen sehr weiten Bereich von Gleichtaktimpulssteigungen zu arbeiten, indem automatisch der Betrag an Strom, der zu dem LED-Ansteuerstrom hinzugefügt wird, basierend auf zumindest teilweise der Steigung des gemessenen Gleichtaktimpulses angepasst wird. Zusätzlich ist die Gleichtaktimpulskompensationsschaltung in der Lage, mit LEDs implementiert zu werden, die bei sehr niedrigen Ansteuerströmen arbeiten, was erlaubt, dass die Energieverbrauchsanforderungen des Opto-Isolators reduziert werden.

Description

KREUZREFERENZ ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part der Anmeldungseriennummer 11/766,336, eingereicht am 21. Juni 2007, mit dem Titel „METHODS AND APPARATUSES FOR PERFORMING COMMON MODE PULSE COMPENSATION IN AN OPTO-ISOLATOR”, welche gewährt wurde, aber bis jetzt nicht als Patent erteilt wurde.
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Opto-Isolatoren und insbesondere auf das Durchführen einer Gleichtakt-Impulskompensation in einem Opto-Isolator.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Opto-Isolator ist eine Vorrichtung, die ein Signal optisch zwischen zwei elektrischen Schaltungen überträgt, während sie, zu derselben Zeit, die Schaltungen elektromagnetisch voneinander isoliert. Opto-Isolatoren werden verwendet, um Signale zwischen Schaltungen zu übertragen, die bei unterschiedlichen Potentialen arbeiten, einen Teil eines Systems von einem anderen Teil aus elektrischen Rausch- oder Sicherheitsgründen zu isolieren, und Schaltungen gegen Schaden von Spannungsstößen zu schützen. Eine Transmitter- bzw. Sender-Schaltung auf der Transmitter- bzw. Senderseite des Opto-Isolators weist einen Elektrisch-zu-Optisch-Wandler (EOC) auf, wie beispielsweise eine sichtbares oder infrarotes Licht emittierende Diode (LED), die das elektrische Signal in ein optisches Signal umwandelt. Eine Empfängerschaltung auf der Empfängerseite des Opto-Isolators weist einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler, wie eine Fotodiode, auf, der das optische Signal zurück in ein elektrisches Signal umwandelt.
Die Sender- und Empfängerschaltungen eines Opto-Isolators sind üblicherweise integrierte Schaltungen (ICs). Es ist wünschenswert, diese ICs innerhalb desselben IC-Gehäuses (IC package) zu integrieren, um die Gesamtgröße des Opto-Isolators klein zu halten. Jedoch resultiert die große Nähe der Sender- und Empfängerschaltungen in einer kapazitiven Kopplung zwischen der Bezugsmasse des Empfänger-ICs und den Leitungen, die die Sender-LED ansteuern. Diese kapazitive Kopplung kann verursachen, dass die Gleichtaktimpulse zwischen den Massenbezugspunkten der zwei Schaltungen den Ansteuer- bzw. Antriebsstrom an den LED-Leitungen entweder erhöhen oder verringern. Dieser erhöhte oder verringerte Ansteuerstrom kann die AN- und AUS-Zustände der LED beeinflussen, und dementsprechend die Leistung des Opto-Isolators.
1 stellt ein Blockdiagramm eines typischen Opto-Isolators 2 dar, der einen Sender-IC 3 und einen Empfänger-IC 4 aufweist. Der Sender-IC 3 weist eine LED-Steuerschaltung 5, die eine Eingangsschnittstellenlogik (nicht gezeigt) zum Empfangen eines elektrischen Eingangssignals aufweist, und eine LED-Ansteuer- bzw. Treiberschaltung (nicht gezeigt) zum Erzeugen eines Ansteuerstroms auf, der eine LED 6 ansteuert. Die LED 6 ist üblicherweise getrennt von dem Sender-IC 3 und wird üblicherweise unter Verwendung einer III-V-Verfahrenstechnik hergestellt. Die LED 6 ist mittels Drahtverbindungen (nicht gezeigt) mit dem Sender-IC 3 verbunden. Eine Versorgungsspannung VDD1 und eine Massenreferenz bzw. Bezugsmasse GND1 werden dem Sender-IC 3 bereitgestellt. Der Sender-IC 3 weist eine Stromquelle 7 zum Anschalten der LED 6 und einen Kurzschlussschalter Schalter 8 auf, um sicherzustellen, dass die LED 6 abgeschaltet ist, wenn sie in dem AUS-Zustand sein soll. Der Sender-IC 3 weist auch eine Eingangslogikschnittstelle (nicht gezeigt) auf. Es gibt eine kleine, aber signifikante, verstreute parasitäre Kapazität zwischen den Bonddrähten, die zu der LED 6 gehen, und dem Massenreferenz-, GND2, Knoten des Empfänger-ICs 4. Diese parasitäre Kapazität wird durch den Kondensator 9 dargestellt.
Der Empfänger-IC 4 weist eine Silizium-Fotodiode 11, einen Transimpedanzverstärker (TIA) 12 mit einem Rückkopplungswiderstand rfb1, einem Vergleicher 13 und einem Ausgangstreiber 14. Der optische Ausgang der LED 6 ist mit der Fotodiode 11 an dem Empfänger-IC 4 gekoppelt. Der Photoneneingang zu der Fotodiode 11 erzeugt einen entsprechenden Fotostrom in der Diode 11. Dieser Strom wird in dem TIA 12 verstärkt und der Ausgang wird dann an den Vergleicher 13 gesendet. Der Vergleicher 13 vergleicht den Ausgang des TIA 12 mit einer Referenzspannung, VTH1, um zu bestimmen, ob der Ausgang einem logischen 0 oder logischen 1 Zustand entspricht und stellt ein Ausgangssignal an den Ausgangstreiber 14 bereit, der das Ausgangstreibersignal für den Opto-Isolator 2 am Knoten 15 erzeugt.
Üblicherweise resultieren die Operationen des TIA 12, des Komparators 13 und des Ausgangstreibers 14 in einer logischen 0, die von dem Opto-Isolator 2 am Knoten 15 ausgegeben wird, wenn die LED 6 angeschaltet ist und der Empfänger-Fotostrom über dem Schwellenwertpegel VTH1 ist. Eine logische 1 wird auftreten, wenn die LED 6 abgeschaltet ist. Dies funktioniert gut, wenn es kein signifikantes Störsignal zwischen dem Sender-IC 3 und dem Empfänger-IC 4 gibt. Eine Gleichtakt-Interferenz bzw. -Störung ist definiert als ein Signal zwischen den GND1- und GND2-Referenzpunkten. Eine Schlüsselfunktion des Opto-Isolators 2 ist es, die Übertragung von logischen Signalen zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Systemen zu gestatten, die bei im Wesentlichen unterschiedlichen Spannungspotentialen arbeiten können. Diese Schlüsselfunktion wird solange gut durchgeführt, solange es keine übermäßige transiente Komponente zwischen den zwei Massenreferenzpunkten gibt. Eine übermäßige transiente Komponente ist ein Signal, das den Betrieb des Isolators unterbrechen wird.
Wenn die Steigung der Wellenform, die den Gleichtaktimpuls zwischen den GND1- und GND2-Referenzen darstellt, eine Steigung großer als ungefähr –10 KV/μs (Kilovolt/Mikrosekunde) hat, wird es einen signifikanten Strom geben, der von den Verbindungsdrähten, die zu der LED 6 gehen, durch den parasitären Kondensator 9 gezogen wird. Die Beziehung zwischen dieser Steigung, der parasitären Kapazität und dem Strom, der von der LED 6 weggezogen wird, wird ausgedrückt als: I_error = Cparasitic·–dV/dT, wobei I_error den Teil des Ansteuerstroms, der von der LED 6 durch den parasitären Kondensator 9 weggezogen wird, darstellt, Cparasitic die parasitäre Kapazität darstellt und dV/dT die Steigung des Gleichtaktimpulses darstellt. Das negative Vorzeichen bedeutet, dass das GND2-Potential in Bezug auf GND1 abnimmt. Unter Verwendung dieser Gleichung kann bestimmt werden, dass für einen Gleichtaktimpuls, der eine Steigung von –10 KV/μs aufweist, der Strom I_error durch einen üblichen Cparasitic-Wert von 50 Femptofarad (fF) 0,5 Milliampere (mA) ist. Dieser Strompegel ist relativ hoch, was bedeutet, dass ein signifikanter Teil des Ansteuerungsstroms für die LED 6 durch die parasitäre Kapazität weggezogen wurde und dadurch von der LED 6 abgeleitet wurde. Dies reduziert den optischen Ausgang der LED 6 und kann verursachen, dass der entsprechende Signalausgang von dem TIA 12 unter den Schwellwertpegel des Vergleichers 13 fällt, was in Fehlern resultiert, die während des Betriebs des Opto-Isolators 2 auftreten.
Während eines Experiments wurde beobachtet, dass für ein Gleichtaktsignal zwischen GND1 und GND2 mit einer Steigung von –30 KV/us und Cparasitic = 100 fF die Reduzierung des LED-Ansteuerstroms aufgrund von Verlusten durch Cparasitic verursacht, dass der optische Ausgang der LED 6 bis zu dem Punkt reduziert wird, an dem Fehler auftreten. Die Reduzierung in dem Ansteuerstrom verursachte, dass der elektrische Ausgang von dem Fotodetektor 11 reduziert wurde, was im Gegenzug verursachte, dass der Spannungssignalausgang von dem TIA 12 unter die Schwellwertspannung VTH1 des Vergleichers 13 fiel. Wenn dies geschah, resultierte ein einzelner LED-AN-Impuls, der durch den Empfänger 4 empfangen wurde, in zwei Ausgangsimpulsen an dem Ausgangsknoten 15 des Opto-Isolators 2, was ein ungenaues Ergebnis ist.
Der herkömmliche Ansatz, der verwendet wurde, um dieses Problem zu korrigieren, ist, die Große der parasitären Kapazität zwischen den Verbindungsdrähten zu der LED 6 und GND 2 zu verringern. Dies kann helfen, aber da die IC-Gehäusegeometrien kleiner werden, machen die Dimensionen zwischen Elementen mit Potential für parasitäre Kapazitäten diese Anpassung schwieriger zu erreichen. Ein anderer Ansatz, der verwendet wird, um dieses Problem zu korrigieren, ist, den LED-Ansteuerstrom bis zu dem Punkt zu erhöhen, dass Perturbationen bzw. Störungen in dem Ansteuerstrom, die durch das Auftreten von Gleichtaktimpulsen zwischen GND1 und GND2 verursacht werden, nicht länger den AN-Zustand der LED beeinflussen. Die Verwendung von erhöhtem LED-Ansteuerstrom erhöht jedoch auch den Energieverbrauch des Opto-Isolators, was in direktem Konflikt mit den dualen Zielen des Bereitstellens von Niedrigenergiebetrieb in Opto-Isolatoren und adäquater Isolation in verschiedenen technologischen Anwendungen ist.
Dementsprechend existiert ein Bedürfnis nach einer Möglichkeit, Probleme in Opto-Isolatoren zu korrigieren, die durch die Effekte von Gleichtaktimpulsen zwischen den Massenreferenzen GND1 und GND2 den Sender- und Empfänger-ICs 3 und 4 und der parasitären Kapazität zwischen den Verbindungsdrähten zu der LED 6 und GND2 verursacht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt Verfahren und Vorrichtungen zum Kompensieren der Effekte von Gleichtaktimpulsen bereit, die in einem Opto-Isolator auftreten. Der Opto-Isolator weist eine Senderschaltung, einen Elektrisch-zu-Optisch-Wandler (EOC) und eine Empfängerschaltung auf. Die Senderschaltung hat eine EOC-Steuerschaltung zum Steuern des EOC, eine Primärstromquelle zum Erzeugen eines Ansteuerstroms zum Antreiben des EOC und eine Gleichtaktimpulskompensations(CMPC)-Schaltung, die fühlt, ob ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, und wenn ja, einen Kompensationsstrom erzeugt, der von einem ersten Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung an die Stromquelle ausgegeben wird. Bei der Stromquelle werden der Kompensationsstrom und der Ansteuerstrom zusammenaddiert, um einen neuen Ansteuerstrom zu erzeugen, der verwendet wird, um den EOC anzusteuern. Ein Gleichtaktimpulsereignis entspricht einer Gleichtaktimpulswellenform, die zwischen einer Referenzmasse, GND1, der Senderschaltung und einer Referenzmasse, GND2, der Empfängerschaltung auftritt. Der EOC ist operativ mit der Senderschaltung verbunden und empfängt den neuen Ansteuerstrom von der CMPC-Schaltung und erzeugt ein optisches Signal, das auf dem neuen Ansteuerstrom, der durch den EOC empfangen wird, basiert.
Die Empfängerschaltung hat einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler (OEC), einen Verstärker, einen Vergleicher und einen Ausgangstreiber. Der OEC empfängt das optische Signal, das durch den EOC erzeugt wird, wandelt das optische Signal in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal aus. Der Verstärker verstärkt den elektrischen Signalausgang von dem OEC. Der Vergleicher vergleicht das verstärkte elektrische Signal mit einem Referenzsignal und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal basierend auf dem Vergleich. Der Ausgangstreiber empfängt das elektrische Ausgangssignal und erzeugt ein elektrisches Ausgangssteuersignal für den Opto-Isolator.
Das Verfahren weist das Folgende auf: in einer CMPC-Schaltung eines Opto-Isolators, wenn die CMPC-Schaltung fühlt, dass ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, antwortet es durch Erzeugen eines Kompensationsstroms in der CMPC-Schaltung, der zu einem EOC-Ansteuerstrom hinzugefügt werden soll, der verwendet wird, um einen EOC des Opto-Isolators anzusteuern, durch Ausgeben des Kompensationsstroms von einem Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung zu einer Stromquelle der Senderschaltung des Opto-Isolators, durch Hinzufügen des Kompensationsstroms zu einem Ansteuerstrom, der durch die Stromquelle erzeugt wird, um einen neuen Ansteuerstrom zu erzeugen, und durch Verwenden des neuen Ansteuerstroms, um den EOC des Opto-Isolators anzusteuern. Verwenden des neuen Ansteuerstroms, um den EOC des Opto-Isolators anzusteuern, kompensiert Störungen in dem Ansteuerstrom, der durch die Stromquelle erzeugt wird, die durch das Auftreten eines Gleichtaktimpulsereignisses verursacht werden.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüche ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Blockdiagramm eines bekannten Opto-Isolators dar, der einen Sender-IC und einen Empfänger-IC aufweist.
2 stellt ein Blockdiagramm eines Opto-Isolators gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform dar.
3 stellt ein schematisches Diagramm der CMPC-Schaltung gezeigt in 2 gemäß einer Ausführungsform dar.
4 stellt ein Flussdiagramm dar, das das Verfahren zum Kompensieren der Effekte von Gleichtaktimpulsereignissen in einem Opto-Isolator gemäß einer Ausführungsform darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORM
Gemäß der Erfindung wird eine Gleichtaktimpulskompensationsschaltung bereitgestellt, die fühlt, wenn ein Gleichtaktimpulsereignis in einem Opto-Isolator auftritt, und Strom zu dem LED-Treiberstrom hinzufügt, um eine Verringerung in dem LED-Ansteuerstrom, die durch den Auftritt des Ereignisses verursacht wird, zu kompensieren. Die Gleichtaktimpulskompensationsschaltung ist in der Lage, effektiv über einen sehr weiten Bereich von Gleichtaktimpulssteigungen zu arbeiten, indem die Menge an Strom, der zu dem LED-Ansteuerstrom hinzugefügt wird, basierend zumindest teilweise auf der Steigung des gemessenen Gleichtaktimpulses automatisch angepasst wird. Zusätzlich ist die Gleichtaktimpulskompensationsschaltung in der Lage, mit LEDs implementiert zu werden, die bei sehr niedrigen Ansteuerströmen arbeiten, was erlaubt, dass die Energieverbrauchsanforderungen des Opto-Isolators reduziert werden. Diese und andere Merkmale werden nun mit Bezugnahme auf 2–4 beschrieben. Das Folgende beschreibt veranschaulichende Ausführungsformen der Gleichtaktimpulskompensationsschaltung und -Verfahren.
2 stellt ein Blockdiagramm des Opto-Isolators 20 gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform dar. Wie der der Opto-Isolator 2 gezeigt in 1 weist der Opto-Isolator 20 einen Sender-IC 30 und einen Empfänger-IC 60 auf, die üblicherweise in einem einzelnen IC Gehäuse implementiert sind. Der Sender-IC 30 weist eine Elektrisch-zu-Optisch-Wandler(EOC)-Steuerschaltung 35 auf, die eine Eingangsschnittstellenlogik (nicht gezeigt) zum Empfangen eines elektrischen Eingangssignals zu dem Opto-Isolator 20 aufweist, das verwendet wird, um die Operationen eines EOCs 36 zu steuern. Der EOC 36 ist üblicherweise getrennt von dem Sender-IC 30 und wird üblicherweise unter Verwendung einer III-V-Verfahrenstechnik hergestellt. Da der EOC 36 üblicherweise eine LED ist, wird der EOC 36 hierin später als die „LED 36” bezeichnet und die EOC-Steuerschaltung wird hierin später als die „LED-Steuerschaltung 35” bezeichnet. Die LED 36 ist mit Drahtverbindungen (nicht gezeigt) mit dem Sender EC 30 verbunden. Eine Versorgungsspannung VDD1 und Massenreferenz GND1 werden an den Sender-IC 30 bereitgestellt. Der Sender-IC 30 weist eine Stromquelle 37 zum Anschalten der LED 36 und einen Kurzschlussschalter 38, der durch die LED-Steuerschaltung 35 gesteuert wird, auf, um sicherzustellen, dass die LED 36 abgeschaltet ist, wenn sie in dem AUS-Zustand sein soll.
Der Kondensator 39 stellt die parasitäre Kapazität, Cparasitic1, zwischen den Bonddrähten, die zu der LED 36 und dem Massenreferenzknoten, GND2, des Empfänger-ICs 60 gehen, dar. Der Sender-IC 30 weist eine Gleichtaktimpulskompensations(CMPC)-Schaltung 50 auf, die den Strom an einem Abschnitt des Drahtes 41 fühlt, und veranlasst, dass Strom zu dem Ansteuerstrom der LED 36 hinzugefügt wird, wenn die CMPC-Schaltung 50 fühlt, dass ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt. Der Draht 41 hat eine parasitäre Kapazität, Cparasitic2, die durch den Kondensator 42 dargestellt ist. Der Draht 41 ist mit einer Eingangskontaktstelle (nicht gezeigt) der CMPC-Schaltung 50 verbunden und weist eine inhärente parasitäre Kapazität zu dem nahen GND2 des Empfänger-ICs 60 auf. Dieser gefühlte Strom entspricht einem Gleichtaktimpuls. Die CMPC-Schaltung 50 hat einen Sensor 50a und eine Hilfsstromquelle 50b, die, wie unten mit Bezug auf 3 beschrieben wird, in einer einzelnen Schaltung kombiniert sind.
Wenn der Sensor 50a einen Gleichtaktimpuls fühlt, der eine negative Steigung hat, und der in der Menge ausreichend groß ist, um zu verursachen, dass der Opto-Isolator 20 ungenau arbeitet, gibt die Hilfsstromquelle 50b einen positiven Impuls an die Stromquelle 37 aus. Ein Gleichtaktimpuls, der eine negative Steigung hat und der ausreichend groß in der Menge ist, um zu verursachen, dass der Opto-Isolator 20 ungenau arbeitet, wird hierin als ein „Gleichtaktimpulsereignis” bezeichnet. Der positive Impuls, der von der Hilfsstromquelle 50b ausgegeben wird, kompensiert Störungen in dem Ansteuerstrom, die durch das gemessene Gleichtaktimpuls verursacht werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Stromquelle 37 einen Strom ausgeben wird, der geeignet ist, die LED 36 anzusteuern.
Wie der Empfänger-IC 4 gezeigt in 1 weist der Empfänger-IC 60 des Opto-Isolators 20 gezeigt in 2 einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler (OEC) 61, einen TIA 62, einen Vergleicher 63 und einen Ausgangstreiber 64 auf. Da der OEC 61 üblicherweise eine Fotodiode ist, wird der OEC 61 hierin später als die „Fotodiode 61” bezeichnet. Der optische Ausgang der LED 36 ist mit der Fotodiode 61 an dem Empfänger-IC 60 gekoppelt. Der Photoneneingang zu der Fotodiode 61 erzeugt einen entsprechenden Fotostrom in der Diode 61. Dieser Strom wird in dem TIA 62 verstärkt und dann wird der Ausgang an den Vergleicher 63 gesendet. Der Vergleicher 63 vergleicht den Ausgang von dem TIA 62 mit der Referenzspannung, VTH1, um zu bestimmen, ob der Ausgang einem logischen 0 oder logischen 1 Zustand entspricht und stellt ein Ausgangssignal an den Ausgangstreiber 64 bereit, der das Ausgangsansteuersignal für den Opto-Isolator 20 am Knoten 65 erzeugt. Der Wert von Cparasitic2 ist üblicherweise in dem Bereich von 10 fF. Der Sensor 50a ist üblicherweise konfiguriert, um einen Gleichtaktimpuls mit einer negativen Steigung, die größer als oder gleich ungefähr –10 KV/μs (Kilovolt/Mikrosekunde) ist. Wie oben angedeutet, wenn ein solches Gleichtaktimpulsereignis durch den Sensor 50a gefühlt bzw. erfasst wird, gibt die Hilfsenergiequelle 50b einen positiven logischen Impuls an die Stromquelle 37 aus, um die Große des Ansteuerstroms zu erhöhen, der an die LED 36 bereitgestellt wird. Die CMPC-Schaltung 50 wird nun mit Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 stellt ein schematisches Diagramm der CMPC-Schaltung 50 gemäß einer Ausführungsform dar. Da der Sensor 50a und die Hilfsstromquelle 50b in einer einzelnen CMPC-Schaltung 50 implementiert sind, und aufgrund der relativ niedrigen Komplexität des CMPC-Schaltunges 50 können Gleichtaktimpulsereignisse bei einer sehr hohen Geschwindigkeit, wie sie auftreten, zum Beispiel in dem Bereich von Nanosekunden, gefühlt und kompensiert werden. Die CMPC-Schaltung 50 ist aus einer Mehrzahl von n-leitenden und p-leitenden Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und einigen Dioden hergestellt. Ein erster Eingangsanschluss 61 der CMPC-Schaltung 50 empfängt einen Vorspannungsstrom, NBIAS. Der Vorspannungsstrom NBIAS hat eine positive Polarität und ist ausreichend groß in der Amplitude, um einen n-leitenden MOSFET anzuschalten. Der Vorspannungsstrom NBIAS wird üblicherweise in diesem Zustand zu allen Zeiten während des Betriebs des Opto-Isolators 20 aufrechterhalten. Der Vorspannungsstrom NBIAS kann an die CMPC-Schaltung 50 durch die LED-Steuerschaltung 35 oder durch irgendeine andere Quelle extern zu der CMPC-Schaltung 50 bereitgestellt werden.
Ein zweiter Eingangsanschluss 62 der CMPC-Schaltung 50 ist mit einem Ende des Abschnitts des Drahtes 41 verbunden. Der zweite Eingangsanschluss 62 wird hierin als der PAD_SENSE bezeichnet. Somit ist der PAD_SENSE-Anschluss durch die parasitäre Kapazität Cparasitic2 mit dem GND2 des Empfänger-ICs 60 gekoppelt. Ein Ausgangsanschluss 63 der CPMC-Schaltung 50 ist mit der Stromquelle 37 verbunden. Die Fühl- und Hilfsstromquellenfunktionen, die jeweils durch den Sensor 50a und durch die Hilfsstromquelle 50b durchgeführt werden, verwenden beide die MOSFETs 65, 66 und 67, die auch jeweils als MN3, MP3 und MP4 bezeichnet sind. Die Kombination des n-leitenden MOSFETs 68, auch als MN0 bezeichnet, und des n-leitenden MOSFETs MN3 65 bilden einen 1-zu-1 Stromspiegel, der verursacht, dass der Vorspannungsstrom NBIAS an das Gate des MOSFETs MN0 68 angelegt wird, um an dem Gate des MOSFETs MN3 65 nachgebildet zu werden. Dieser Vorspannungsstrom NBIAS ist üblicherweise ein kleiner Strom, zum Beispiel 2,5 Mikroampere (uA) für die Anordnung gezeigt in 3. Der Vorspannungsstrom NBIAS schaltet auch p-leitende MOSFETs MP3 66 und MP4 67 an, so dass sie über dem Schwellenwert sind, aber bei einem niedrigeren Strompegel. Die Kombination von p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 bildet einen zweiten Stromspiegel, der verursacht, dass der gemessene Strom an dem PAD_SENSE-Eingangsanschluss 62 an die Gates der p-leitenden MOSFETs 66 und 67 angelegt wird. Der geringe Vorspannungsstrom durch die p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 stellt sicher, dass der PAD_SENSE-Knoten 71 empfindlich auf negativ geneigte Gleichtaktimpulse ist, die in die parasitäre Kapazität Cparasitic2 gekoppelt werden.
Der Drain-Anschluss des p-leitenden MOSFET MP4 67 ist mit dem Ausgangsanschluss 63 verbunden. Der p-leitende MOSFET MP4 67 hat eine Breite, die während der Entwurfsphase ausgewählt wurde, so dass der Strom, der durch ihn durchläuft, und in die Anode der LED 36 über die Stromquelle 37, den Wert haben wird, der benötigt wird, um den Strom, der durch Cparasitic1 von dem LED-Verbindungsdraht an der Anode der LED 36 verloren geht, zu kompensieren. Der Korrekturstrom, I_correction, der benötigt wird, um die LED 36 bei einem konstanten Strom oder beinahe konstanten arbeiten zu halten, wenn die LED 36 in dem AN-Zustand ist, ist durch die folgende Gleichung gegeben: I_correction = Cparasitic1·–dV/dt.
Der Strom, der in den PAD_SENSING-Knoten 71 fließt, und an das Gate des p-leitenden MOSFET MP3 66 angelegt wird, ist durch die folgende Gleichung gegeben: I_sense = Cparasitic2·–dV/dt.
Das Verhältnis von I_correction zu I_sense ist abhängig von dem Verhältnis der zwei parasitären Kapazitäten, aber nicht von dem Wert von dV/dt, was die Steigung des gemessenen Gleichtaktimpulses ist. Diese Beziehung stellt die benötigte Information bereit, von der das geeignete Stromverstärkungsverhältnis für den Stromspiegel hergestellt aus dem p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 Stromspiegel. Das Ergebnis der Verhältnissituation wird verwendet, um die Breite von MP4 relativ zu MP3 zu bestimmen.
Die folgende Gleichung bezieht die Breiten der p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 auf die parasitären Kapazitäten Cparasitic1 und Cparasitic2. W_MP4/W_MP3 = Cparasitic1/Cparasitic2.
Es gibt einen signifikanten Vorteil zu dieser Beziehung. Insbesondere wird die negative Steigung des Gleichtaktimpulses, der durch Cparasitic2 gemessen wird, darin resultieren, dass die CPMC-Schaltung 50, über Ausgangsanschluss 63, einen Korrekturstrom der Korrekturamplitude über einen weiten Bereich von Steigungswerten, zum Beispiel von ungefähr –10 KV/μs bis zu ungefähr –50 KV/μs, bereitstellt. Beispielsweise angenommen, dass Cparasitic1 100 fF und Cparasitic2 geschätzt 10 fF ist, dann ist das Verhältnis von W_MP4 zu W_MP3 10 zu 1. Daher wird die Breite des p-leitenden MOSFETs MP4 67 ausgewählt, 10 mal die Breite des p-leitenden MOSFETs MP3 66 zu sein. Da der Wert von Cparasitic2 bekannt ist und der Wert von Cparasitic1 gemessen werden kann, kann das Verhältnis von W_MP4 zu W_MP3 unter Verwendung der obigen Gleichung berechnet werden. Indem die Breiten W_MP3 und W_MP4 so gewählt werden, dass das geeignete Breitenverhältnis erreicht wird, wird die CMPC-Schaltung 50 automatisch auf Änderungen in der Höhe der Steigung eines Gleichtaktimpulsereignisses anpassbar. Dieses Merkmal erweitert den Bereich an Steigungen, für die die CMPC-Schaltung 50 reagieren kann, und stellt Kompensation bereit.
Gemäß einer Ausführungsform ist die CMPC-Schaltung 50 absichtlich entworfen, um negativ geneigte Gleichtaktimpulsereignisse zu kompensieren, aber nicht positiv geneigte Gleichtaktimpulsereignisse. Ein positiv geneigtes Gleichtaktimpulsereignis wird in der Tat in einem Erhöhen in dem Ansteuerstrom der LED 36 resultieren. Jedoch, auch mit Gleichtaktimpulsereignissen, die Steigungen so groß wie 50 KV/μs haben, arbeitet der Extrastrom, der zu dem LED-Ansteuerstrom hinzugefügt wird, nur, um die LED 36 in sogar größerem Ausmaß anzuschalten, was keine Fehler aus dem Ausgangsterminal 65 des Empfänger-ICs 60 verursachen wird. LEDs sind üblicherweise entworfen, um kurze Anstiege von hohen Ansteuerströmen sowie niedrigere Strompegel von relativ langer Dauer zu handhaben. Daher ist Kompensation nicht für positiv geneigte Gleichtaktimpulsereignisse in der CMPC-Schaltung 50 notwendig. Jedoch stellt die CMPC-Schaltung 50 Schutz für ihre Komponenten gegen positiv geneigte Gleichtaktimpulsereignisse bereit, die extrem groß in der Große sind, wie unten detaillierter beschrieben wird. Wenn die LED 36 während eines positiv geneigten Gleichtaktimpulsereignisses abgeschaltet wird, muss der LED-Kurzschlussschalter 38 den Extrastrom handhaben, um sicherzustellen, dass die LED 36 abgeschaltet bleibt. Bevor die Weise, in der die CMPC-Schaltung 50 positiv geneigte Gleichtaktimpulsereignisse handhabt, beschrieben wird, wird die Weise, in der die CMPC-Schaltung 50 negativ geneigte Gleichtaktimpulsereignisse handhabt, beschrieben.
Wenn ein negativ-geneigtes Gleichtaktimpulsereignis auftritt, schaltet die negative Auslenkung der Spannung, die an dem PAD_SENSE-Eingangsanschluss 62 vorhanden ist, die p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 an, was verursacht, dass der Ausgangsanschluss 63 zu dem Versorgungsspannungspegel, AVDD, gezogen wird. In diesem Zustand verursacht die CMPC-Schaltung 50 einen zusätzlichen Betrag an Strom, der zu der Stromquelle 37 über die Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss 63 und der Stromquelle 37 hinzugefügt werden soll, die mit der Anode der LED 36 verbunden ist. Der zusätzliche Strom wird hierin später als der Kompensationsstrom bezeichnet. Der Kompensationsstrom, der zu der Stromquelle 37 hinzugefügt werden soll, ist gleich AVDD geteilt durch den Widerstand des p-leitenden MOSFETs MP4 67. Der Kompensationsstrom ist im Allgemeinen gleich dem Strom, der von der Stromquelle 37 als ein Ergebnis des negativ-geneigten Gleichtaktimpulsereignisses weggezogen wird.
Die CMPC-Schaltung 50 weist zusätzliche MOSFETs MN1 81, MN2 82, MP1 83, MP2 84, und MP5 85, und zwei Dioden D0 86 und D1 87 auf, die verwendet werden, um Schutz gegen sehr große positiv geneigte Gleichtaktimpulsereignisse bereitzustellen. Die Kombination der MOSFETs MN1 81, MN2 82, MP1 83 und MP2 84 erzeugt eine Vorspannung für das Gate des MOSFETs 85, der sowohl für Temperatur als auch Verarbeitung kompensiert wird. Wenn die Spannungsauslenkung an dem PAD_SENSE-Anschluss 62 eine positive Steigung hat und über den Pegel ansteigt, der benötigt wird, um die p-leitenden MOSFETs MP3 66 und MP4 67 abzuschalten, wird der MOSFET MP5 85 anschalten, wodurch verursacht wird, dass der PAD_SENSE-Knoten 71 leicht unter dem AVDD-Versorgungsspannungspegel beschränkt wird, aber hoch genug, so dass MP3 66 und MP4 67 aus sind. Dies verursacht, dass die Spannung an dem PAD_SENSE-Knoten 71 bei einem Pegel geklemmt wird, der nicht über den AVDD-Versorgungsspannungspegel hinausgeht. Die zwei Dioden D0 86 und D1 87 sind zusätzliche Elemente, um Schutz der Schaltungselemente vor übermäßigen Gleichtakttransienten bereitzustellen.
Es sollte beachtet werden, dass die CMPC-Schaltung 50 nicht auf die Konfiguration gezeigt in 3 beschränkt ist. Eine Anzahl von unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen kann verwendet werden, um die Kompensationsfunktionen, die oben mit Bezugnahme auf 3 beschrieben wurden, durchzuführen. Zusätzlich, während die negativ-geneigten Gleichtaktimpulsereignisse durch die CMPC-Schaltung 50 kompensiert werden, könnte die CMPC-Schaltung 50 entworfen werden, um sowohl negativ-geneigte als auch positiv-geneigte Ereignisse zu kompensieren, oder positiv-geneigte Ereignisse statt negativ-geneigten Ereignissen zu kompensieren. Im Allgemeinen könnte dies durch Ersetzen der p-leitenden MOSFETs mit n-leitenden MOSFETs oder durch Hinzufügen von zusätzlichen n-leitenden MOSFETs, die die Funktionen, die oben beschrieben wurden, die durch die p-leitenden MOSFETs durchgeführt werden, duplizieren, erreicht werden.
4 stellt ein Flussdiagramm dar, das das Verfahren zum Durchführen einer Gleichtaktimpulskompensation in einem Opto-Isolator darstellt. In einer CMPC-Schaltung eines Opto-Isolators werden Gleichtaktimpulse gemessen, um zu bestimmen, ob ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, wie durch Block 101 gezeigt. Wie oben angezeigt, ist die CMPC-Schaltung in der Lage, extrem schnell zu reagieren, so dass Gleichtaktimpulsereignisse kompensiert werden, sobald die Ereignisse auftreten. Wenn ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, dann erzeugt die CMPC-Schaltung einen Kompensationsstrom, der zu dem LED-Ansteuerstrom hinzugefügt werden soll, wie durch Block 102 angezeigt. Der Kompensationsstrom wird von der CMPC-Schaltung ausgegeben, wie durch Block 103 angezeigt, und zu dem LED-Ansteuerstrom hinzugefügt, um einen neuen LED-Ansteuerstrom zu erhalten, wie durch Block 104 angezeigt. Der neue LED-Ansteuerstrom wird in dem Opto-Isolator verwendet, um die LED anzusteuern, wie durch Block 105 angezeigt.
Es sollte beachtet werden, dass die Erfindung mit Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen für den Zweck des Demonstrierens der Prinzipien und Konzepte der Erfindung beschrieben wurde. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, wie von dem Fachmann im Hinblick auf die hierin bereitgestellte Beschreibung verstanden wird.
Beispielsweise sind die Schaltungen gezeigt in 3 und 4 lediglich Beispiele von Ausführungsformen, die geeignet sind, die Funktionen, die benötigt werden, um den LED-Ansteuerstrom zu kompensieren, durchzuführen. Eine Vielzahl von Schaltungen kann entworfen werden, um diese Aufgaben durchzuführen, und alle solchen Variationen oder Modifikationen zu den hierin beschrieben Ausführungsformen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Auch, während der Opto-Isolator als einen Sender und einen Empfänger-IC aufweisend beschrieben wurde, die in demselben IC-Gehäuse enthalten sind, können diese in zwei oder mehreren ICs implementiert werden, und können sogar unter Verwendung von diskreten Komponenten implementiert werden. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl der EOC des Sender-ICs hierin als eine LED zu sein beschrieben wurde, der EOC irgendeine Art von Lichtquelle, einschließlich Laserdioden und anderen Vorrichtungen, sein kann. In ähnlicher Weise sollte beachtet werden, dass, obwohl der OEC der Empfängerschaltung hierin als eine Fotodiode zu sein beschrieben wurde, der OEC irgendeine Art von Vorrichtung sein kann, die optische Energie in elektrische Energie umwandelt. Andere Variationen und Modifikationen können zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden, wie von dem Fachmann verstanden wird, und solche Modifikationen und Variationen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.

Claims

Opto-Isolator aufweisend: eine Sender-Schaltung, die eine Elektrisch-zu-Optisch-Wandler(EOC)-Steuerschaltung zum Steuern eines EOCs, eine Primärstromquelle zum Erzeugen eines Ansteuerstroms zum Ansteuern eines EOCs, und eine Gleichtaktimpulskompensations(CMPC)-Schaltung aufweist, die erfasst, ob ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, und wenn ja, einen Kompensationsstrom erzeugt, der von einem ersten Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung zu der Stromquelle ausgegeben wird, so dass der Kompensationsstrom und der Ansteuerstrom zusammenaddiert werden, um einen neuen Ansteuerstrom zu erzeugen, der verwendet wird, um den EOC anzusteuern, und wobei ein Gleichtaktimpulsereignis einer Gleichtaktimpulswellenform entspricht, die zwischen einer Referenzmasse, GND1, der Senderschaltung und einer Referenzmasse, GND2, der Empfängerschaltung entspricht; einen Elektrisch-zu-Optisch-Wandler (EOC), der operativ mit der Senderschaltung verbunden ist, wobei der EOC den neuen Ansteuerstrom von der CMPC-Schaltung empfängt und ein optisches Signal erzeugt, das auf dem neuen Ansteuerstrom, der durch den EOC empfangen wird, basiert; und eine Empfängerschaltung, die einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler (OEC), einen Verstärker, einen Vergleicher und einen Ausgangstreiber aufweist, wobei der OEC das optische Signal empfängt, das durch den EOC erzeugt wird, das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt, und das elektrische Signal ausgibt, der Verstärker den elektrischen Signalausgang von dem OEC verstärkt, der Vergleicher das verstärkte elektrische Signal mit einem Referenzsignal vergleicht und ein elektrisches Ausgangssignal basierend auf dem Vergleich erzeugt, der Ausgangstreiber das elektrische Ausgangssignal empfängt und ein elektrisches Ausgangsansteuersignal für den Opto-Isolator erzeugt.
Opto-Isolator gemäß Anspruch 1, wobei die CMPC-Schaltung nur den Kompensationsstrom erzeugt, wenn die CMPC-Schaltung ein Gleichtaktimpulsereignis erfasst, das einer Gleichtaktimpulswellenform entspricht, die eine negative Steigung aufweist.
Opto-Isolator gemäß Anspruch 2, wobei die CMPC-Schaltung einen Schutzschaltkreis aufweist, der den Kompensationsstrom auf einen vorbestimmten Maximalpegel klemmt, wenn die CMPC-Schaltung ein Gleichtaktimpulsereignis erfasst, das einem Gleichtaktimpuls mit einer positiven Steigung entspricht, und/oder wobei die CMPC-Schaltung den Kompensationsstrom für erfasste Gleichtaktimpulsereignisse erzeugt, die negative Steigungen aufweisen, die von ungefähr –10 Kilovolt/Mikrosekunde (KV/μs) bis ungefähr –50 KV/μs reichen.
Opto-Isolator gemäß Anspruch 2, weiterhin aufweisend: einen elektrisch leitenden Abschnitt von Draht, der ein erstes und zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende des Drahtes mit einem ersten Eingangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, wobei der Draht eine inhärente parasitäre Kapazität, Cparasitic2, aufweist, und wobei die CMPC-Schaltung erfasst, ob ein Gleichtaktimpulsereignis aufgetreten ist, basierend auf einem elektrischen Strom, I_sense, der an dem ersten Eingangsanschluss vorhanden ist, wobei der elektrische Strom I_sense = Cparasitic2 × –dV/dt ist, wobei dV/dt eine Steigung der gemessenen Gleichtaktimpulsereignis-Wellenform ist und als eine Änderung in der Gleichtaktimpulsereignis-Wellenform über die Zeit definiert ist.
Opto-Isolator gemäß Anspruch 4, wobei der EOC elektrisch mit der Senderschaltung über einen Verbindungsdraht verbunden ist, wobei der Verbindungsdraht eine inhärente parasitäre Kapazität, Cparasitic1, aufweist, und wobei der Verbindungsdraht einen elektrischen Strom, I_correction, darauf aufweist, wobei der elektrische Strom I_correction gleich Cparasitic1 × –dV/dt ist, und wobei die CMPC-Schaltung einen Stromspiegel aufweist, der mit dem ersten Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, wobei der Stromspiegel zumindest einen ersten und zweiten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) aufweist, wobei der erste und zweite MOSFET jeder ein Gate aufweisen, das mit einem PAD_SENSE-Knoten der CMPC-Schaltung verbunden ist, und wobei der PAD_SENSE-Knoten mit dem ersten Eingangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, und wobei der erste und zweite MOSFET jeweils Breiten W1 und W2 aufweisen, und wobei Werte für W1 und W2 zu einer Zeit ausgewählt werden, wenn die CMPC-Schaltung entworfen wird, so dass ein Verhältnis W2/W1 gleich oder ungefähr gleich einem Verhältnis Cparasitic1/Cparasitic2 ist, wobei insbesondere der erste und zweite MOSFET p-leitende MOSFETs sind.
Verfahren zum Durchführen einer Gleichtaktimpulskompensation in einem Opto-Isolator, aufweisend: in einer Gleichtaktimpulskompensations(CMPC)-Schaltung eines Opto-Isolators, wenn die CMPC-Schaltung erfasst, dass ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, Erzeugen eines Kompensationsstroms in der CMPC-Schaltung, der zu einem Elektrisch-zu-Optisch-Wandler(EOC)-Ansteuerstrom hinzugefügt werden soll, der verwendet wird, um einen EOC des Opto-Isolators anzusteuern; Ausgeben des Kompensationsstroms von einem Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung zu einer Stromquelle der Senderschaltung des Opto-Isolators; Hinzufügen des Kompensationsstroms zu einem Ansteuerstrom, der durch die Stromquelle erzeugt wird, um einen neuen Ansteuerstrom zu erzeugen; und Verwenden des neuen Ansteuerstroms, um den EOC des Opto-Isolators anzusteuern, wobei das Verwenden des neuen Ansteuerstroms, um den EOC des Opto-Isolators anzusteuern, Störungen in dem Ansteuerstrom, der durch die Stromquelle erzeugt wird, kompensiert, die durch das Auftreten des gemessenen Gleichtaktimpulsereignisses verursacht werden.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die CMPC-Schaltung nur den Schritt des Erzeugens des Kompensationsstroms durchführt, wenn die CMPC-Schaltung das Auftreten eines Gleichtaktimpulsereignisses erfasst, das einer Gleichtaktimpulswellenform entspricht, die eine negative Steigung aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Verfahren weiterhin aufweist: wenn die CMPC-Schaltung das Auftreten eines Gleichtaktimpulsereignisses erfasst, das einem Gleichtaktimpuls entspricht, der eine positive Steigung aufweist, Klemmen des Kompensationsstroms auf einen vorbestimmten Maximalpegel im Schutzschaltkreis der CMPC-Schaltung, und/oder wobei, während des Erzeugungsschritts, die CMPC-Schaltung den Kompensationsstrom für erfasste Gleichtaktimpulsereignisse erzeugt, die Gleichtaktimpulsereigniswellenformen entsprechen, die negative Steigungen aufweisen, die von ungefähr –10 Kilovolt/Mikrosekunde (KV/μs) bis ungefähr –50 KV/μs reichen.
Verfahren gemäß Anspruch 7, weiterhin aufweisend: mit einem elektrisch leitenden Draht, der ein Ende aufweist, das mit dem ersten Eingangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, Messen eines elektrischen Stroms, I_sense in dem Draht, wobei der Draht eine inhärente parasitäre Kapazität, Cparasitic2, aufweist, und wobei die CMPC-Schaltung erfasst, ob ein Gleichtaktimpulsereignis auftritt, basierend auf dem elektrischen Strom I_sense, der an dem ersten Eingangsanschluss vorhanden ist, wobei der elektrische Strom I_sense gleich Cparasitic2 × –dV/dt ist, wobei dV/dt einer Steigung der gemessenen Gleichtaktimpulsereigniswellenform entspricht und als eine Änderung in der Gleichtaktimpulsereigniswellenform über die Zeit definiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der EOC elektrisch mit der Senderschaltung über einen Verbindungsdraht verbunden ist, wobei der Verbindungsdraht eine inhärente parasitäre Kapazität, Cparasitic1, aufweist, und wobei der Verbindungsdraht einen elektrischen Strom, I_correction, darauf aufweist, wobei der elektrische Strom I_correction gleich Cparasitic1 × –dV/dt ist, und wobei die CMPC-Schaltung einen Stromspiegel aufweist, der mit dem ersten Ausgangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, wobei der Stromspiegel zumindest einen ersten und zweiten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFETs) aufweist, wobei der erste und zweite MOSFET jeder ein Gate aufweisen, das mit einem PAD_SENSE-Knoten der CMPC-Schaltung verbunden ist, und wobei der PAD_SENSE-Knoten mit dem ersten Eingangsanschluss der CMPC-Schaltung verbunden ist, und wobei der erste und zweite MOSFET jeweils Breiten W1 und W2 aufweisen, und wobei W1 und W2 zu einer Zeit, zu der die CMPC-Schaltung entworfen wird, ausgewählt werden, so dass ein Verhältnis W2/W1 gleich oder ungefähr gleich einem Verhältnis Cparasitic1/Cparasitic2 ist, wobei insbesondere der erste und zweite MOSFET p-leitende MOSFETs sind.