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Die Beschreibung betrifft Schutzschaltungen für elektronische Bauelemente.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können beispielsweise auf Eingabe/Ausgabe(E/A)- und/oder Analog-Digital-Wandler(ADW)-Versorgunsbauelemente angewandt werden, beispielsweise im Automobilbereich.
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Die Fähigkeit Strominjektionsspezifikationen (beispielsweise 5 mA) in mehreren Kanälen zu unterstützen, wie etwa mehreren ADW-Kanälen, kann bei verschiedenen Bauelementen einen Pluspunkt repräsentieren, z. B. im Automobilbereich.
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Beispielsweise kann eine Versorgungsspannungskonfiguration derart, dass EA(Eingabe/Ausgabe)- und ADW-Versorgungen verschieden sein können, bei verschiedenen Anwendungen ein geschätztes Merkmal repräsentieren.
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Ein Weg, einer solchen Anforderung zu entsprechen, besteht darin, einen ADW-Gruppen-EA-Ring vom Rest des EA-Rings derart zu trennen, dass beide Ringe von einer dedizierten Versorgungseinheit versorgt werden können.
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Bei verschiedenen Anwendungen kann die Gesamtstromaufnahme des ADWs plus dem ADW-EA-Ring klein sein, so dass ein Injektionsstrom von beispielsweise 6,5 mA pro Kanal an der Basis von Zuverlässigkeitsproblemen sein kann, z. B. wenn die Summe des Gesamtinjektionsstroms die Gesamtstromaufnahme an einer ADW-Versorgung überschreitet.
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Ein Injektionsstrom im Eingangskanal kann von der Versorgung des EA-Rings gesammelt werden. Falls die Aufnahme am EA-Ring kleiner als der Gesamtinjektionsstrom ist, dann kann eine Versorgungsspannung am EA-Ring über eine Spezifikationsgrenze hinaus ansteigen, wobei dies wahrscheinlich der Fall ist, wenn ein externer Regler von der Art einer Quelle ist.
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US 8 605 398 B2 ist beispielhaft für eine Lösung einschließlich einer geschlossenen Schleife um einen Kontaktfeldanschluss herum. Eine Anordnung, wie sie im obigen Dokument offenbart ist, kann insofern schwer zu stabilisieren sein, als deren Stabilität von einer externen Kapazität am Kontaktfeldanschluss abhängen kann, die z. B. im Bereich von Pikofarad bis Mikrofarad variieren kann. Leckströme von einer zusätzlichen Quelle und einem Senken-MOS-Transistor können ebenfalls die Leistungsfähigkeit begrenzen.
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CN 1 04 409 456 A betrifft ein zweistufiges SOI-ESDSchutznetzwerk, wobei das Schutznetzwerk der ersten Stufe aus einer ersten Diode und einer zweiten Diode besteht und das Schutznetzwerk der zweiten Stufe eine Pufferwiderstand, einen PMOS-Transistor, einen NMOS-Transistor und einen Offset-Widerstand umfasst. Das erste Ende des Pufferwiderstands ist mit dem Eingangsende des Schutznetzwerks verbunden; das zweite Ende des Pufferwiderstands ist mit dem Drain des NMOS-Transistors verbunden; das Gitter und der Körperbereich des PMOSTransistors sind mit einem Stromversorgungsdraht verbunden; die Source des PMOSTransistors ist mit dem Eingangsende des Schutznetzwerks verbunden; der Drain des PMOSTransistors ist mit dem Gitter und dem Body-Bereich des NMOS-Transistors verbunden und über den Offset-Widerstand mit einem Erdungsdraht verbunden; Die Source des NMOSTransistors ist mit dem Erdungskabel verbunden. Gemäß dem zweistufigen ESDSchutznetzwerk von SOI wird der beim ESD-Entladungsprozess auf natürliche Weise in einem Entladungspfad erzeugte Spannungsabfall genutzt, um PMOS-Geräte im zweistufigen Schutznetzwerk schnell einzuschalten, sodass NMOS-Geräte mit dynamischem Schwellenwert ausgelöst werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit des zweistufigen Schutznetzwerkes wird erhöht und die Wahrscheinlichkeit, dass ein internes Schaltkreisnetz zusammenbricht, wird deutlich reduziert.
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US 2015 / 0 263 505 A1 betrifft eine Ausgangsschaltung von Open-Drain-Typ, die ein Signal einer internen Schaltung ausgibt. Die Ausgangsschaltung umfasst einen ersten Signalausgangsanschluss, eine erste Signalleitung, eine erste schwebende Leitung, ein ersten Gleichrichterelement und eine erste ESDSchutzschaltung. Die erste Signalleitung verbindet den ersten Signalausgangsanschluss und den internen Schaltkreis. Das Potenzial der ersten Floating-Leitung ist nicht festgelegt. Das erste Gleichrichterelement ist zwischen den ersten Signalausgangsanschluss und die erste schwebende Leitung geschaltet. Die erste ESDSchutzschaltung ist zwischen der ersten erdfreien Leitung und Erdpotential geschaltet.
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US 2007 / 0 285 854 A1 betrifft eine ESD-Schutzvorrichtung, eine integrierte Schaltung und ein Verfahren zum programmierbaren Ändern einer Empfindlichkeit der ESD-Schutzvorrichtung. Genauer gesagt wird eine aktive Shunt-ESD-Schutzvorrichtung mit einem Auslöseschaltungsdesign bereitgestellt. Das Design der Triggerschaltung ermöglicht eine Änderung der Empfindlichkeit der ESD-Schutzvorrichtung durch Bereitstellung einer Vielzahl programmierbarer Elemente zum Anpassen einer RCZeitkonstante eines darin enthaltenen Anstiegsgeschwindigkeitsdetektors. Die programmierbaren Elemente ermöglichen die Änderung der RC-Zeitkonstante auf Wafer- oder Gehäuseebene und vermeiden den erheblichen Zeit- und Kostenaufwand, der typischerweise mit herkömmlichen Trial-and-Error-Einstellungsverfahren verbunden ist.
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US 2015 / 0 162 745 A1 betrifft eine Reihenschaltung, die zwischen einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten geschaltet ist und ein Impedanzelement und einen Kondensator enthält, die über einen dritten Knoten miteinander verbunden sind, einen ersten Transistor, der zwischen den ersten Knoten und einen vierten Knoten geschaltet ist und entsprechend einem Anstieg der im Impedanzelement erzeugten Spannung einschaltet, eine Spannungsteilerschaltung, die die Spannung zwischen dem vierten Knoten und dem zweiten Knoten aufteilt; einen zweiten Transistor, der entsprechend einem Anstieg der geteilten Spannung einschaltet und den im Impedanzelement fließenden Strom erhöht; eine Erkennungsschaltung, die bei Erkennung eines Ein-Zustands des zweiten Transistors ein Ausgangssignal aktiviert; und eine Entladeschaltung, die den Stromfluss vom ersten Knoten zum zweiten Knoten ermöglicht, wenn das Ausgangssignal der Erkennungsschaltung aktiviert ist.
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Ein Ziel von einer oder mehreren Ausführungsformen besteht darin, ohne die Nachteile derartiger bekannter Anordnungen auszukommen.
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Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann dieses Ziel mittels einer Schutzschaltung erreicht werden, die die in den folgenden Ansprüchen ausgeführten Merkmale aufweist.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können auch ein entsprechendes Bauelement betreffen.
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Die Ansprüche sind ein integraler Bestandteil der Offenbarung der Ausführungsformen, wie sie hier bereitgestellt sind.
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Betrieb von einer oder mehreren Ausführungsformen kann auf dem Detektieren einer Strominjektion in einem Eingangskanal und dem entsprechenden Zunehmen der Aufnahme auf z. B. der EA-Versorgung basieren, derart, dass die Gesamtstromaufnahme im EA-Ring auf einem höheren Niveau als dem Gesamtinjektionsstrom beibehalten werden kann.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun lediglich auf beispielhaftem Wege unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren beschrieben, in denen:
- - 1 ein Blockdiagramm ist, das beispielhaft für eine oder mehrere Ausführungsformen ist, und
- - 2 ein Schaltungsdiagramm ist, das beispielhaft für eine oder mehrere Ausführungsformen ist.
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In der nachfolgenden Beschreibung sind ein oder mehrere Details veranschaulicht, die auf das Liefern eines tieferen Verständnisses der Beispiele der Ausführungsformen dieser Beschreibung abzielen. Die Ausführungsformen können ohne eines oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. erhalten werden. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht verdeutlicht oder im Detail beschrieben, so dass gewisse Aspekte der Ausführungsformen nicht verschleiert werden.
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Bezugnahme auf eine „Ausführungsform“ oder genau „eine Ausführungsform“ soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung anzeigen, dass eine bestimmte unter Bezugnahme auf die Ausführungsform beschriebene Konfiguration, Struktur oder Charakteristik in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Folglich beziehen sich Ausdrücke wie „in einer Ausführungsform“ oder „in genau einer Ausführungsform“, die bei einem oder mehreren Punkten der vorliegenden Beschreibung möglicherweise vorhanden sind, nicht notwendigerweise auf ein und dieselbe Ausführungsform. Darüber hinaus können bestimmte Konformationen, Strukturen oder Charakteristiken in einer oder mehreren Ausführungsformen auf beliebige adäquate Weise kombiniert sein.
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Die hier verwendeten Bezugnahmen sind lediglich zwecks Bequemlichkeit angegeben und definieren somit keinesfalls das Ausmaß des Schutzes oder den Schutzumfang der Ausführungsformen.
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In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 10 die Gesamtheit einer Schaltung zum Speisen einer Last L (die möglicherweise z. B. einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADW) beinhalten kann) von einem Eingangsanschluss (Kontaktfeld).
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Es versteht sich, dass die Last L ein eigenständiges Element aus den Ausführungsformen sein kann und/oder ein anderes Bauelement als einen ADW-Wandler beinhalten kann.
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Der Anschluss 12 kann ein Einzelanschluss sein oder eine schematische Repräsentation für eine Vielzahl von Anschlüssen oder Kontaktstiften. Ein Anschluss kann beispielsweise ein Eingangsanschluss zum Empfangen elektrischer Signale von einem externen Bauelement sein (in den Zeichnungen nicht sichtbar), das mit dem Anschluss 12 gekoppelt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der für die Last L beispielhafte ADW über eine Treiberschaltung 14, die als ESD (elektrostatische Entladung - ElectroStatic Discharge) und Eingabe/Ausgabe(EA)-Treiberschaltung um den Kontaktfeldanschluss 12 herum wirkt, mit dem Anschluss 12 gekoppelt sein.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können berücksichtigen, dass exzessive elektrostatische Entladung (ESD), z. B., wenn ein elektronisches Bauelement, wie etwa der ADW L mit einem externen Anschluss oder Kontaktstift, wie etwa dem Kontaktfeld 12 verbunden wird, zu einer Strominjektion führen kann. ESD kann zu einem plötzlichen und kurzzeitigen elektrischen Strom führen, der zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichen elektrostatischen Potentialen fließen kann, was durch direkten Kontakt oder durch ein elektrostatisches Feld induziert erfolgt. ESD kann beispielsweise durch menschliches Handhaben eines Chips verursacht werden. Sie kann von elektrostatischer Elektrizität herrühren, die beispielsweise durch Reibungsaufladung oder durch elektrostatische Induktion verursacht wird, wenn ein elektrisch geladenes Objekt elektrisch von Masse/Erde isoliert nahe einem leitenden Objekt platziert wird. Ein ESD-Ereignis kann auftreten, wenn dieses Objekt in Kontakt mit einem leitfähigen Pfad gerät. Aufgrund von Größenverringerung bei IC-Technologien kann eine Verringerung von Schichtgrößen eine Schichtempfindlichkeit gegenüber ESD erhöhen. Von daher kann ESD-Schutz in verschiedenen Anwendungen eine Rolle spielen. Strominjektion in Kontaktstifte oder Anschlüsse eines Halbleiterbauelements kann beispielsweise zu einer Bauelementfehlfunktion führen aufgrund von Trägerwechselwirkung im Substrat oder von unerwünschter Versorgungspegelmodifikation, die korrekten Betrieb des Bauelements stören oder das Bauelement beschädigen können.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Schaltung 14 zwischen eine Eingabe/Ausgabe(EA)-Versorgungsleitung 16 und Masse G gesetzt werden.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Schaltung ein Paar von Dioden D1, D2, beinhalten, die in Reihe geschaltet zwischen der EA-Versorgungsleitung 16 und Masse G mit deren Kathoden zur Versorgungsleitung 16 hin angeordnet sind, und wobei der Anschluss 12 (das Kontaktfeld) an den Zwischenpunkt zwischen den Dioden D1, D2 gekoppelt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Schaltung 14 auch ein Paar von Transistoren 18a, 18b beinhalten, die zwischen die EA-Leitung 16 und Masse G gesetzt sind, wobei deren Strompfade (Source-Drain, im Falle von Feldeffekttransistoren) in Reihenschaltung miteinander angeordnet sind.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können die Transistoren 18a, 18b MOSFETs beinhalten, deren Steueranschlüsse (Gates) mit Spannungen PBIAS (mit einem Eingangsinverter) und NBIAS vorgespannt sind.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Kontaktstift (das Kontaktfeld) 12 mit dem Zwischenpunkt zwischen den Dioden D1 und D2 sowie mit dem Zwischenpunkt zwischen den Transistoren 18a, 18b gekoppelt sein.
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Bei einer wie in 1 verdeutlichten Anordnung kann folglich die Signalausgabe vom Kontaktfeldanschluss 12 zur Last L (z. B. ein ADW) über einen zwischen dem Zwischenpunkt zwischen den Transistoren 18a, 18b und dem ADW angeordneten Widerstand 19 fortschreiten.
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Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen externen Regler in dessen Gesamtheit. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Regler 20 einen Linearregler beinhalten, der zum Treiben der EA-Versorgungsleitung 16 verwendet wird.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsfonnen kann der Regler 20 einen (Leistungs-)Transistor 21 beinhalten, der mit seinem Strompfad (Source-Drain, im Falle eines Feldeffekttransistors) zwischen eine (Hochspannungs-)Versorgungsleitung (HV) und die EA-Versorgungsleitung 16 der Schaltung 10 gesetzt angeordnet ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Steueranschluss (z. B. das Gate, im Falle eines FETs, wie etwa einem MOSFET-Transistor) des Transistors 21 mit dem Ausgang eines Fehlerverstärkers 22 (möglicherweise mit einer logischen Inversion) gekoppelt sein, der ausgelegt ist zum Vergleichen der Spannung auf der Versorgungsleitung 16 mit einer Referenzspannung VREF.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein (Stabilisierungs-)Kondensator 24 zwischen dem Ausgang des Leistungstransistors 21 (das ist der mit der EA-Versorgungsleitung 16 gekoppelte Anschluss) und der (Chip-)Masse G angeordnet sein.
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Die Spannung VREF kann eine externe Referenzspannung sein, der vom Regler 20 gefolgt wird, um die EA-Versorgungsleitung 16 über den Leistungstransistor 21 von der externen Reglerversorgungsspannung HV zu regeln.
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Eine positive (Strom-)Injektion auf dem Anschluss (dem Kontaktfeld) 12 kann dazu führen, dass die (ESD-)Diode D1 leitend wird, so dass Injektionsstrom in den Kondensator 24 fließen und ihn auf einen Spannungspegel jenseits einer Spezifikation für die EA-Versorgungsleitung 16 aufladen kann. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn die Bauelementaufnahme kleiner als der Injektionsstrom ist.
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Es versteht sich, dass in dieser Hinsicht Strominjektion auf verschiedenen Kontaktfeldern auftreten kann (das heißt an verschiedenen Anschlüssen 12).
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Folglich kann das Halten der EA-Versorgungsleitung 16 innerhalb einer gegebenen Spezifikation erleichtert werden, wenn der Gesamtinjektionsstrom kleiner als der aus der EA-Versorgungsleitung 16 entnommene Gesamtstrom bleibt, was zu einer Begrenzung des Maximalinjektionsstroms oder der maximalen Anzahl von Kanälen, bei denen eine Injektion stattfinden kann, führen kann.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann einer derartigen unerwünschten Betriebsart entgegengewirkt werden, indem in die Schaltung 14 eine Einheit oder ein Modul 100 aufgenommen wird.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Einheit oder das Modul 100 einen Pegelschieber 102, einen Komparator 104 und eine Stromsenke 106 beinhalten.
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Im Übrigen versteht sich, dass:
- - bei einer oder mehreren Ausführungsformen möglicherweise nicht alle solche Elemente vorhanden sind, und/oder
- - bei einer oder mehreren Ausführungsformen ein beliebiges derartiges Element durch alternative Schaltungen ersetzt sein kann.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Komparator 104 ausgelegt sein zum Erfassen (möglicherweise unter Mitwirkung des Pegelschiebers 102, wie im Folgenden erörtert wird) der Spannung am Kontaktfeldanschluss 12 und der Spannung auf der EA-Versorgungsleitung 16 und kann möglicherweise die Stromsenke 106 aktivieren als Reaktion darauf, dass die Spannung am Kontaktfeldanschluss 12 die Spannung auf der EA-Versorgungsleitung 16 übersteigt, z. B. ab einer gewissen Interventionsschwelle (z. B. 250 mV).
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Als Ergebnis des Aktivierens kann die Stromsenke 106 Strom von der Leitung 16 versenken (und somit vom Kondensator 24), wie durch die gestrichelte Linie CS in 1 schematisch angedeutet ist, sodass das Erreichen einer Bedingung erleichtert wird, bei der der Strom auf der EA-Versorgungsleitung 16 höher ist als der in den Kontaktfeldanschluss 12 injizierte Strom. Beispielsweise kann die Stromsenke 106 bei einer oder mehreren Ausführungsformen im Hinblick auf eine Spitzeninjektionsstromspezifikation für beispielsweise ein einzelnes EA-Kontaktfeld designt sein.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine, wie die hier verdeutlichte, Schaltung eine offene Schleife um den Kontaktfeldanschluss 12 herum verwenden, so dass die Verwendung einer Stabilitätskapazität am Kontaktfeldanschluss vermieden werden kann. Es versteht sich allerdings, dass ein derartiger Kondensator, beispielsweise auf Kundenebene, angepasst werden kann, um gewissen Anforderungen zu entsprechen, allerdings ohne dass ein derartiger Kondensator von einer Strominjektionsdetektionslogik berücksichtigt werden muss.
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Das Diagramm von 2 ist beispielhaft für eine mögliche Schaltungsimplementation des Pegelschiebers 102, des Komparators 104 und der Stromsenke 106.
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Beispielsweise sind die Signalpegel bei einer oder mehreren Ausführungsformen am Kontaktfeldanschluss 12 und auf der EA-Versorgungsleitung 16 unter Verwendung von zwei Transistoren M1 und M2 (z. B. MOSFET-Transistoren) in einer Source-Folgerkonfiguration pegelverschoben.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verbindungslayout des Transistors M1 beinhalten, dass der Kontaktstift (das Kontaktfeld) 12 mit dem Steueranschluss (z. B. dem Gate, im Falle eines FETs) des Transistors M1 gekoppelt ist, wobei sich der Transistor M1 in Reihenschaltung zwischen der EA-Versorgungsleitung 16 und Masse G befindet, die Folgendes beinhaltet:
- - den Transistor M1, bezogen auf die EA-Versorgungsleitung 16;
- - einen Widerstand R1 und einen Widerstand R3; und
- - einen weiteren (Bias-)Transistor M3 (z. B. einen MOSFET-Transistor), bezogen auf Masse G.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verbindungslayout des Transistors M2 beinhalten, dass die EA-Versorgungsleitung 16 mit dem Steueranschluss (z. B. dem Gate, im Falle eines FETs) des Transistors M2 gekoppelt ist, wobei sich der Transistor M2 in Reihenschaltung zwischen der EA-Versorgungsleitung 16 und Masse G befindet, die Folgendes beinhaltet:
- - den Transistor M2, bezogen auf die EA-Versorgungsleitung 16;
- - einen Widerstand R2 und einen Widerstand R4; und
- - einen weiteren (Bias-)Transistor M4 (z. B. einen MOSFET-Transistor), bezogen auf Masse G.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können somit die pegelverschobenen Signale INP und INM an dem Zwischenpunkt des Spannungsteilers R1, R3 (INP) und zwischen dem Transistor M2 und den Widerständen R2, R4 (INM) verfügbar sein und dabei jeweils einen DC-Versatz bezüglich den Spannungen am Kontaktfeldanschluss 12 und auf der EA-Versorgungsleitung 16 aufweisen.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann INM zwischen der Source von M2 und R2 „abgegriffen“ werden und der Widerstandswert der Kombination aus R2 und R4 kann verwendet werden zum Schaffen eines Versatzes zwischen INM und INP mit einer angemessenen Gleichtaktspannung.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können die pegelverschobenen Signale INP, INM den Differenzeingängen eines Komparators 104 zugeführt werden, der zwei Transistorpaare M7, M9 und M8, M10 (z. B. MOSFET-Transistoren) beinhaltet, gemäß einer konventionellen Komparatoranordnung, der z. B. über einen weiteren Transistor (z. B. MOSFET) M6 vorgespannt („gebiast“) ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der von dem Pegelschieber 102 möglicherweise hinzugefügte DC-Versatz das Erreichen einer Bedingung erleichtern, bei der die Stromsenke 106 (nur) als Ergebnis aktiviert wird, dass die Spannung am Kontaktfeldanschluss 12 die Spannung auf der EA-Versorgungsleitung 16 um einen vorgegebenen (Schwellen-)Wert übersteigt.
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Wie bereits erörtert wurde, kann eine Strominjektion in den Kontaktfeldanschluss 12 dazu führen, dass die Kontaktfeldspannung anzusteigen beginnt. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann beim Übersteigen der Spannung am Kontaktfeldanschluss 12 der Spannung auf der EA-Versorgungsleitung 16, um z. B. 250 mV, den Komparator 104 veranlassen, einen Stromsenkenschalter (z. B. einen Transistor, wie etwa einen MOSFET M11) einzuschalten (d. h. leitend zu machen), der möglicherweise vom Ausgang des Komparators 104 über einen Puffer 108 getrieben wird.
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Dies wird zu einem Ansteigen der Gesamtaufnahme auf der EA-Versorgungsleitung 16 führen, so dass die Aufnahme auf der EA-Versorgungsleitung 16 höher als der Injektionsstrom bleibt.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Stromsenkenspezifikation als eine Funktion des Spitzenstroms eingestellt sein, der möglicherweise in die Versorgungsleitung des Eingangskanals injiziert wird.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine derartige Spezifikation durch Auswählen des Widerstandswerts eines Widerstands R6 eingestellt sein, der in den Strompfad (Source-Drain, im Falle eines FETs) des Schalters M1 Σ zwischen die EA-Versorgungsleitung 16 und Masse G eingesetzt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen erleichtert Aktivierung der Schutzschaltung entlang der Leitung, so wie sie im Vorhergehenden erörtert wurde, das Erreichen einer Bedingung, bei der der Gesamtinjektionsstrom in das System die EA-Ringgesamtaufnahme nicht übersteigt, und somit das Bauelement, z. B. den für die Last beispielhaften ADW, vor Überspannungsbedrohungen schützt.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein versorgungsabhängiges Bias-Netzwerk für die Einheit oder das Modul 100 einen Transistor M5 (z. B. einen MOSFET) und einen Widerstand R5, der in den Strompfad (Source-Drain, im Falle eines FETs) des Transistors M5 zwischen die EA-Versorgungsleitung 16 und Masse G eingesetzt ist, beinhalten.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen können der Pegelschieber 102 und der Komparator 104 somit nur unter Verwendung von Widerständen vorgespannt sein, wodurch Verwendung eines Stromgenerators für diesen Zweck vermieden wird, wobei verschiedene Stromsenken dafür ausgelegt sind, durch Widerstände ersetzt zu werden.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Verwendung getrennter Töpfe für die Pegelschiebertransistoren (z. B. M1 und M2) vermieden werden, wodurch Einsparen von Siliciumfläche erleichtert wird. Eine oder mehrere Ausführungsformen können zu getrennten Töpfen greifen, wodurch somit das Entfernen von Volumenbiaseffekten erleichtert wird.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen erleichtert versorgungsabhängiges Vorspannen den Betrieb der Schaltung über einen weiten Bereich von möglichen Versorgungsvariationen, während auch mögliche Prozess-Spannung-TemperaturVariationen bzw. PVT-Variationen (Process-Voltage-Temperature - PVT) der Detektionsschwellenspannung verringert werden, was zum Anschalten (d.h. leitend machen) der Stromsenke 106 (Transistor M11) führt.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können alternative, im Stand der Technik bekannte Schemata zur Stromerzeugung einsetzen.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Ausgang des Komparators 106 unter Verwendung eines einfachen (z. B. CMOS) Puffers (z. B. 108) gepuffert werden, der das Treiben des Schalters M11 der Stromsenke 106 erleichtert.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können beispielsweise einen MOS-Transistor ohne einen Widerstand als eine Stromsenke verwenden, was mit einer gewissen Genauigkeitsstrafe einhergeht.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann anstelle eines Widerstands, z. B. R6, eine Konstantstromsenke zum Einstellen des Werts des Senkenstroms verwendet werden.
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Die Ausführungsformen stellen daher eine Schaltung (z. B. 10) bereit, die Folgendes beinhaltet:
- - einen Eingangsanschluss (z. B. das „Kontaktfeld“ 12),
- - eine geregelte (z. B. 20) Versorgungsleitung (z. B. 16) zum Versorgen eines elektronischen Bauelements (L, z. B. ein ADW),
- - Schutz vor elektrostatischer Entladung und Treiberschaltungsanordnung (z. B. D1, D2, 18a, 18b, 19) für das elektronische Bauelement, wobei die Versorgungsleitung mit dem Eingangsanschluss über die Schaltungsanordnung gekoppelt ist (z. B. über Diode D1), wobei in den Eingangsanschluss injizierter Strom einen Spannungsanstieg auf der geregelten Versorgungsleitung produziert,
- - einen Komparator (z. B. 104), die Spannung an dem Eingangsanschluss und die Spannung auf der Versorgungsleitung erfassend, und
- - eine Stromsenke (z. B. 106), die mit der Versorgungsleitung gekoppelt ist, wobei die Stromsenke aktivierbar ist (z. B. 108, M11) zum Senken von Strom von der Versorgungsleitung, wobei die Stromsenke mit dem Komparator gekoppelt ist, wobei der Komparator ausgelegt ist zum Aktivieren der Stromsenke als Ergebnis davon, dass die Spannung an dem Eingangsanschluss die Spannung auf der Versorgungsleitung um eine gewisse Interventionsschwelle übersteigt.
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Eine oder mehrere Ausführungsformen können einen Pegelschieber (z. B. 102) beinhalten, der Source-Folgeeingänge (z. B. M1, M2) aufweist, die mit dem Eingangsanschluss und der Versorgungsleitung verbunden sind und dem Komparator pegel verschobene Replikas (z. B. INP, INM) der Spannung an dem Anschluss und der Spannung auf der Versorgungsleitung zuführen.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Pegelschieber Source-Folgereingänge (z. B. M1, M2) beinhalten, die mit dem Eingangsanschluss und der Versorgungsleitung gekoppelt sind.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Komparator einen Ausgangspuffer (z. B. 108) beinhalten, optional einen CMOS-Puffer, der die Stromsenke treibt.
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Bei den Ausführungsformen beinhaltet die Stromsenke Folgendes:
- - einen elektronischen Schalter (z. B. M11), der einen Stromsenkenpfad zwischen der Versorgungsleitung und Masse (z. B. G) bereitstellt, und
- - einen Widerstand (z. B. R6) in dem Stromsenkenpfad.
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Bei den Ausrührungsformen beinhaltet ein elektronisches Bauelement Folgendes:
- - eine Schaltung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, und
- - ein versorgtes elektronisches Bauelement (z. B. L), das mit der Versorgungsleitung gekoppelt ist.
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Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das versorgte elektronische Bauelement einen Analog-zu-Digital-Wandler beinhalten.
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Ein Verfahren des Versorgens eines elektronischen Bauelements über eine geregelte Versorgungsleitung kann Folgendes beinhalten:
- - Bereitstellen eines Eingangsanschlusses, der mit der Versorgungsleitung über einen Schutz vor elektrostatischer Entladung und eine Treiberschaltungsanordnung gekoppelt ist, wobei ein in den Eingangsanschluss injizierter Strom einen Spannungsanstieg auf der geregelten Versorgungsleitung produziert,
- - Bereitstellen einer Stromsenke, die mit der Versorgungsleitung gekoppelt ist, wobei die Stromsenke aktivierbar ist zum Versenken von Strom von der Versorgungsleitung,
- - Erfassen der Spannung an dem Eingangsanschluss und der Spannung auf der Versorgungsleitung, und
- - Aktivieren der Stromsenke zum Versenken von Strom von der Versorgungsleitung als ein Ergebnis davon, dass die Spannung an dem Anschluss die Spannung auf der Versorgungsleitung um eine gewisse Interventionsschwelle übersteigt.
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Unbeschadet der zugrundeliegenden Prinzipien können die Details und Ausführungsformen, sogar signifikant, hinsichtlich dessen, was lediglich beispielhaft beschrieben wurde, variieren, ohne vom Schutzumfang abzuweichen.
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Der Schutzumfang wird durch die angehängten Ansprüche definiert.
