DE102017126060A1

DE102017126060A1 - Ansteuerschaltung für ein transistorbauelement

Info

Publication number: DE102017126060A1
Application number: DE102017126060.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ferianz
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2037-11-09
Also published as: CN109756212B; US10608628B2; CN109756212A; US20190140638A1; DE102017126060B4

Abstract

Beschrieben wird eine Ansteuerschaltung für ein Transistorbauelement. Die Ansteuerschaltung umfasst: einen Ausgang, der dazu ausgebildet ist, an einen Ansteuereingang (11, 12) eines Transistorbauelements (1) angeschlossen zu werden und der einen ersten Ausgangsknoten (21) und einen zweiten Ausgangsknoten (22) aufweist; einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, ein auf ein Bezugspotential (GND) bezogenes Eingangssignal (V_IN) zu erhalten und der einen ersten Eingangsknoten (23) und einen zweiten Eingangsknoten (24) aufweist; eine Differenzverstärkeranordnung (3), die an den ersten Eingangsknoten (23), den zweiten Eingangsknoten (24) und den zweiten Ausgangsknoten (22) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal (S_DRV) basierend auf dem Eingangssignal (V_IN) zu erzeugen; und eine Treiberschaltung (4), die dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (S_DRV) zu erhalten und eine Ansteuerspannung (VGS) zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsknoten basierend auf dem Ansteuersignal (S_DRV) zu erzeugen.

Description

Diese Anmeldung betrifft allgemein eine Ansteuerschaltung für ein Transistorbauelement, insbesondere ein Leistungstransistorbauelement.
Transistoren, wie beispielsweise MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors) sind spannungsgesteuerte Bauelemente, die abhängig von einer an einem Ansteuereingang anliegenden Spannung ein- oder ausschalten.
Der Ansteuereingang kann einen Steueranschluss und einen ersten Lastanschluss des Transistors umfassen, die bei einem MOSFET üblicherweise als Gateanschluss und Sourceanschluss bezeichnet werden. Es gibt allerdings auch Transistoren, insbesondere Leistungstransistoren, bei denen der Ansteuereingang den Steueranschluss und einen weiteren Steueranschluss umfasst und der erste Lastanschluss und ein zweiter Lastanschluss zusätzlich vorhanden sind. Der zusätzliche Steueranschluss wird bei einem MOSFET üblicherweise als Kelvin-Source-Anschluss bezeichnet.
Leistungstransistoren sind Transistoren mit einer Spannungsfestigkeit von mehreren zehn Volt (V) bis hin zu mehreren hundert Volt (V), wie beispielsweise 600V oder 750V. Solche Leistungstransistoren umfassen üblicherweise einen Halbleiterchip und ein Gehäuse, in dem der Halbleiterchip angeordnet ist. In dem Halbleiterchip sind aktive Bauelementgebiete integriert. Die oben genannten Steueranschlüsse und Lastanschlüsse sind von außen an dem Gehäuse zugängliche Anschlüsse, die innerhalb des Gehäuses an die in dem Halbleiterchip integrierten aktiven Bauelemente angeschlossen sind. So ist beispielsweise bei einem MOSFET ein Sourceanschluss, der einen ersten Lastanschluss bildet, an wenigstens ein Sourcegebiet, das in dem Halbleiterchip integriert sind, angeschlossen, ein Drainanschluss der einen zweiten Lastanschluss bildet, ist an wenigstens ein Draingebiet, das in dem Halbleiterchip integriert sind, angeschlossen, und ein Gateanschluss, der einen Steueranschluss bildet, ist an eine Gateelektrode, die auf oder in dem Halbleiterkörper integriert ist, angeschlossen. Bei einem MOSFET mit Kelvin-Source-Anschluss, der einen weiteren Steueranschluss bildet, ist dieser Anschluss ebenfalls an das wenigstens eine Sourcegebiet angeschlossen.
Die Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen des Gehäuses und dem Halbleiterchip bilden üblicherweise eine parasitäre Induktivität, so dass in diesen Verbindungsleitungen Spannungen induziert werden können, wenn sich der Strom in diesen Verbindungsleitungen ändert. Starke Stromänderungen treten bei einem Leistungstransistor beim Ein- und Ausschalten insbesondere im Lastpfad, also der Strecke zwischen den zwei Lastanschlüssen auf. Bei Vorsehen eines weiteren Steueranschlusses zusätzlich zu dem ersten Lastanschluss kann die Ansteuerung des Transistors weitgehend unbeeinflusst von induzierten Spannungen in der Verbindungsleitung zwischen dem ersten Lastanschluss und dem Halbleiterchip erfolgen.
Zur Ansteuerung eines Transistors mit einem zusätzlich zu dem ersten Lastanschluss vorhandenen Steueranschluss kann eine Ansteuerschaltung verwendet werden, die ein Eingangssignal erhält, das auf das Potenzial an dem ersten Lastanschluss bezogen ist, und die basierend auf diesem Eingangssignal eine Ansteuerspannung erzeugt, die auf das Potenzial an dem weiteren Steueranschluss bezogen ist. Da sich die elektrischen Potenziale an dem weiteren Steueranschluss und dem ersten Lastanschluss aufgrund der oben erläuterten induzierten Spannungen unterscheiden können, enthalten solche Ansteuerschaltungen üblicherweise eine Potenzialbarriere, wie beispielsweise einen Transformator, was allerdings teuer ist. Es besteht daher ein Bedarf nach einer kostengünstigen und zuverlässigen Ansteuerschaltung für einen Transistor mit zwei Steueranschlüssen und zwei Lastanschlüssen.
Ein Beispiel einer solchen Ansteuerschaltung umfasst einen Eingang, einen Ausgang, eine Differenzverstärkeranordnung und eine Treiberschaltung. Der Ausgang ist dazu ausgebildet ist, an einen Ansteuereingang eines Transistorbauelements angeschlossen zu werden und umfasst einen ersten Ausgangsknoten und einen zweiten Ausgangsknoten. Der Eingang ist dazu ausgebildet, ein auf ein Bezugspotential bezogenes Eingangssignal zu erhalten und umfasst einen ersten Eingangsknoten und einen zweiten Eingangsknoten. Die Differenzverstärkeranordnung ist an den ersten Eingangsknoten, den zweiten Eingangsknoten und den zweiten Ausgangsknoten angeschlossen und ist dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen. Die Treiberschaltung ist dazu ausgebildet, das Ansteuersignal zu erhalten und eine Ansteuerspannung zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsknoten basierend auf dem Ansteuersignal zu erzeugen.
Beispiele sind nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung bestimmter Prinzipien, so dass nur solche Aspekte dargestellt sind, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.

1 zeigt ein Beispiel einer Schaltung mit einem Transistorbauelement und einer Ansteuerschaltung, die dazu ausgebildet ist, das Transistorbauelement anzusteuern, und die eine Differenzverstärkeranordnung und eine Treiberschaltung aufweist;
2A und 2B zeigen einen Querschnitt und eine Draufsicht auf ein Transistorbauelement, das ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse angeordneten Halbleiterchip aufweist;
3 zeigt ein Beispiel einer Differenzverstärkeranordnung, die eine Eingangsstufe und einen Differenzverstärker aufweist;
4 zeigt ein Beispiel eines in der Eingangsstufe gemäß 3 verwendbaren elektrischen Widerstands, der eine Widerstandsanordnung mit mehreren deaktivierbaren Widerstandselementen aufweist;
5 zeigt ein Beispiel eines Differenzverstärkers, der eine differentielle Eingangsstufe und eine differentielle Ausgangsstufe aufweist;
6 zeigt ein Beispiel der differentiellen Eingangsstufe des Differenzverstärkers;
7 zeigt eine Abwandlung der Eingangsstufe gemäß 3;
8 zeigt ein Beispiel eines in der Differenzverstärkeranordnung gemäß der 6 und 7 verwendbaren Kondensators, der eine Kondensatoranordnung mit mehreren deaktivierbaren Kondensatorelementen aufweist;
9 zeigt eine Eingangsstufe gemäß 3, die zusätzlich ESD-(Electrostatic Discharge)-Schutzelemente aufweist;
10 zeigt ein Beispiel einer Treiberschaltung der Ansteuerschaltung;
11 zeigt ein weiteres Beispiel der Treiberschaltung; und
12 zeigt ein Beispiel eines Spannungswandlers, der ein Transistorbauelement und eine Ansteuerschaltung gemäß 1 aufweist.

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen nachfolgend erläuterten Beispiele miteinander kombiniert werden, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
1 zeigt ein Beispiel einer Ansteuerschaltung 2, die dazu ausgebildet ist, ein Transistorbauelement 1 anzusteuern. Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Ansteuerschaltung 2 zeigt 1 außer der Ansteuerschaltung 2 auch ein Beispiel des Transistorbauelements 1. Das Transistorbauelement 1 umfasst einen Ansteuereingang mit einem ersten Steueranschluss 11 und einem zweiten Steueranschluss 12, einen ersten Lastanschluss 13 und einen zweiten Lastanschluss 14. Der erste Lastanschluss 13 und der zweite Lastanschluss 14 sind zusätzlich zu dem ersten Steueranschluss 11 und dem zweiten Steueranschluss 12 des Transistorbauelements 1 vorhanden. Das Transistorbauelement 1 ist dazu ausgebildet, eine Ansteuerspannung VGS an dem Ansteuereingang, also zwischen dem ersten Steueranschluss 11 und dem zweiten Steueranschluss 12, zu erhalten und leitet oder sperrt abhängig von einem Spannungspegel dieser Ansteuerspannung VGS. Das Transistorbauelement 1 leitet, wenn ein Spannungspegel der Ansteuerspannung VGS oberhalb einer Schwellenspannung (die üblicherweise als V_th bezeichnet wird) liegt, und sperrt, wenn der Spannungspegel der Ansteuerspannung VGS unterhalb der Schwellenspannung liegt. Wenn das Transistorbauelement 1 leitet, kann ein Laststrom zwischen dem ersten Lastanschluss 13 und dem zweiten Lastanschluss 14 des Transistorbauelements fließen, wenn eine Spannung zwischen den Lastanschlüssen 13, 14 (die üblicherweise als Laststreckenspannung bezeichnet wird) anliegt. Wenn das Bauelement sperrt, fließt kein Laststrom zwischen den Lastanschlüssen 13, 14, solange die Laststreckenspannung unterhalb der Sperrspannungsfestigkeit des Transistorbauelements 1 liegt. Diese Sperrspannungsfestigkeit ist abhängig von der Art des verwendeten Transistorbauelements 1. Gemäß einem Beispiel ist das Transistorbauelement ein Leistungsbauelement mit einer Sperrspannungsfestigkeit von mehr als 100 V, insbesondere mehr als 500 V.
Lediglich zur Erläuterung sei angenommen, dass das Transistorbauelement 1 ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor), insbesondere in selbstsperrender n-Kanal (n-leitender) MOSFET ist. Ein solcher MOSFET leitet, wenn die Ansteuerspannung VGS zwischen dem ersten Steueranschluss 11 und dem zweiten Steueranschluss 12 eine positive Spannung ist, die oberhalb der Schwellenspannung liegt. Die Schwellenspannung liegt beispielsweise im Bereich zwischen 2V und 8V. Der MOSFET sperrt, wenn die Ansteuerspannung VGS unterhalb der Schwellenspannung liegt, beispielsweise bei 0V. Selbstverständlich ist die Ansteuerschaltung 2 nicht darauf beschränkt einen MOSFET als Transistorbauelement 1 anzusteuern. Die Ansteuerschaltung 2 eignet sich auch zur Ansteuerung eines beliebigen anderen Transistorbauelements, das einen Steuereingang mit zwei Steueranschlüssen aufweist, die zusätzlich zu Lastanschlüssen vorhanden sind.
Das Transistorbauelement 1 umfasst einen Halbleiterchip, in dem aktive Bauelementgebiete, wie beispielsweise wenigstens ein Sourcegebiet, wenigstens ein Draingebiet und wenigstens ein Bodygebiet bei einem MOSFET, integriert sind. Ein MOSFET weist außerdem wenigstens eine in oder auf dem Halbleiterchip angeordnete Gateelektrode auf. Anschlüsse oder Metallisierungen direkt an diesem Halbleiterchip werden nachfolgend als interne Anschlüsse des Transistorbauelements 1 bezeichnet. So weist beispielsweise ein als MOSFET ausgebildetes Transistorbauelement, einen Sourceanschluss als internen ersten Lastanschluss, einen Drainanschluss als internen zweiten Lastanschluss und einen Gateanschluss als internen Steueranschluss auf. Das in 1 dargestellte Schaltsymbol eines MOFET repräsentiert den Halbleiterchip, S bezeichnet den ersten Lastanschluss (Sourceanschluss), D bezeichnet den zweiten Lastanschluss (Drainanschluss) und G bezeichnet den Steueranschluss (Gateanschluss).
Der interne Steueranschluss G, der interne erste Lastanschluss S und der interne zweite Lastanschluss D sind über Leitungsverbindungen, die auf unterschiedliche Weise realisiert werden können, an die zuvor erläuterten ersten und zweiten Steueranschlüsse 11, 12 und die ersten und zweiten Lastanschlüsse 13, 14 angeschlossen. Die Leitungsverbindungen können Bonddrähte, elektrisch leitende Bügel oder dergleichen enthalten. Bei dem in 1 gezeigten Transistorbauelement ist der interne Steueranschluss G an den ersten Steueranschluss 11 angeschlossen, der interne erste Lastanschluss S ist an den zweiten Steueranschluss 12 und den ersten Lastanschluss 13 angeschlossen, und der interne zweite Lastanschluss D ist an den zweiten Lastanschluss 14 angeschlossen.
Wie in 1 gestrichelt dargestellt ist, kann das Transistorbauelement 1 als elektronischer Schalter dienen, dessen Laststrecke in Reihe zu einer Last Z zwischen einen Anschluss für ein positives Versorgungspotential V1 und ein negatives Versorgungspotential bzw. Bezugspotential GND geschaltet ist. Die „Laststrecke“ verläuft zwischen dem ersten Lastanschluss 13 und dem zweiten Lastanschluss 14 des Transistorbauelements.
Insbesondere beim Ein- und Ausschalten des Transistorbauelements 1 kann es zu starken Änderungen eines über die Laststrecke, also zwischen den Lastanschlüssen 14, 13 fließenden Laststroms kommen. Diese Stromänderungen können Spannungen in parasitären Induktivitäten der Zuleitungen zwischen dem internen ersten Lastanschluss S und dem Anschluss für das Bezugspotential und auch zwischen dem internen zweiten Lastanschluss D und der Last Z hervorrufen. Im Zusammenhang mit der nachfolgend erläuterten Ansteuerschaltung 2 ist insbesondere die Zuleitungsinduktivität zwischen dem internen ersten Lastanschluss S und dem Anschluss für das Bezugspotential GND von Interesse, die in 1 explizit dargestellt ist. Andere parasitäre Induktivitäten sind nicht dargestellt, wenngleich sie vorhanden sind. Die Zuleitungsinduktivität zwischen dem internen ersten Lastanschluss S und dem Anschluss für das Bezugspotential kann eine erste parasitäre Induktivität Lsi umfassen, die durch Zuleitungen innerhalb des Transistorbauelements 1 zwischen dem internen ersten Lastanschluss S und dem ersten Lastanschluss 13 gebildet ist, und eine zweite parasitäre Induktivität L_S2 umfassen, die durch eine Zuleitung zwischen dem ersten Lastanschluss 13 und dem Anschluss für das Bezugspotential GND gebildet ist. Diese weitere Zuleitungsinduktivität L_S2 kann beispielsweise durch Leiterbahnen auf einer Platine gebildet sein, auf der das Transistorbauelement 1 angeordnet sein kann.
Die 2A und 2B zeigen schematisch ein Beispiel, wie das Transistorbauelement 1 realisiert sein kann. 2A zeigt einen Querschnittsansicht des Transistorbauelements 1, das ein Gehäuse 130 und einen in dem Gehäuse 130 angeordneten Halbleiterchip 100 aufweist, und 2B zeigt eine horizontale Schnittansicht des Transistorbauelements 1. Bezug nehmend auf die 2A und 2B weist das Transistorbauelement einen internen Steueranschluss 111, der bei einem MOSFET den Gateanschluss G bildet, und einen internen ersten Lastanschluss 113, der bei einem MOSFET den Sourceanschluss S bildet, an einer Seite des Halbleiterchips 100 auf. Ein interner zweiten Lastanschluss 114, der bei einem MOSFET den Drainanschluss D bildet, ist an einer der Seite mit dem internen Steueranschluss 111 und dem internen ersten Lastanschluss 113 gegenüberliegenden Seite des Halbleiterchips 100 angeordnet. Diese internen Anschlüsse 111, 113, 114 können beispielsweise durch Metallisierungen auf dem Halbleiterchip 100 realisiert sein, wobei diese Metallisierungen mit entsprechenden aktiven Bauelementgebieten (wie beispielsweise Sourcegebiete und Draingebiete bei einem MOSFET) in dem Halbleiterchip 100 elektrisch leitend verbunden sind. Dass die ersten und zweiten internen Lastanschlüsse 113, 114 an gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterchips 100 angeordnet sind, ist lediglich ein Beispiel. Diese Lastanschlüsse können bei anderen Beispielen auch auf derselben Seite des Halbleiterchips angeordnet sein.
Bezug nehmend auf die 2A und 2B ist der Halbleiterchip 100 in einem Gehäuse 130 angeordnet, aus dem Anschlussbeine 121-124 heraus ragen, wobei diese Anschlussbeine 121-124 die oben erläuterten ersten und zweiten Steueranschlüsse 11, 12 und die ersten und zweiten Lastanschlüsse 13, 14 bilden. Ein erstes Anschlussbein 121 ist innerhalb des Gehäuses 130 elektrisch leitend mit dem internen Steueranschluss 111 verbunden und bildet den ersten Steueranschluss 11 des Transistorbauelements 1. Ein zweites Anschlussbein 122 ist innerhalb des Gehäuses 130 mit dem internen ersten Lastanschluss 113 verbunden und bildet den zweiten Steueranschluss 12 des Transistorbauelements. Ein drittes Anschlussbein 123 ist innerhalb des Gehäuses 130 elektrisch leitend mit dem internen ersten Lastanschluss 113 verbunden und bildet den ersten Lastanschluss 13 des Transistorbauelements. Und ein viertes Anschlussbein 124 ist elektrisch leitend mit dem internen zweiten Lastanschluss 114 verbunden und bildet den zweiten Lastanschluss 14 des Transistorbauelements 1. Elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem ersten, zweiten und dritten Anschlussbein 121, 122, 123, und den jeweiligen internen Anschlüssen 111, 112, 113 umfassen beispielsweise Bonddrähte, die in 2 durch dicke Linien dargestellt sind. Die Verwendung von Bonddrähten ist lediglich ein Beispiel. Alternativ oder zusätzlich können Flachleiter (Anschlussbügel) verwendet werden. Das vierte Anschlussbein 124 ist in dem dargestellten Beispiel Teil eines Flachleiters (der üblicherweise als Leadframe bezeichnet wird), mit dem der interne zweite Lastanschluss 114 elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrisch leitende Verbindung kann beispielsweise eine Lötverbindung, eine elektrisch leitende Klebeverbindung oder ähnliches umfassen.
Die Verbindungen zwischen den internen Anschlüssen 111, 112, 113 und den außen am Gehäuse 130 zugänglichen Anschlussbeinen 121, 122, 123, 124, aber auch die Anschlussbeine 121, 122, 123, 124 bilden parasitäre Induktivitäten, von denen die zwischen dem internen ersten Lastanschluss 113 und dem zugehörigen Anschlussbein gebildete Induktivität zu der in Figur dargestellten Zuleitungsinduktivität Lsi beitragen. Entsprechende Induktivitäten sind auch zwischen den anderen internen Anschlüssen und den (äußeren) Anschlüssen 11, 12 und 14 bzw. Anschlussbeinen 121, 122, 124 vorhanden. Diese Induktivitäten sind in 1 jedoch nicht dargestellt.
Die in der Zuleitungsinduktivität L_S1, L_S2 beim Schalten des Transistorbauelements 1 induzierte Spannung, die in 1 mit V_L bezeichnet ist, kann zu erheblichen Potentialdifferenzen zwischen dem Bezugspotential GND und dem elektrischen Potential an dem zweiten Steueranschluss 12 kommen. In Verbindung mit parasitären Kapazitäten des Transistorbauelements 1 (die in den Figuren nicht dargestellt sind, können insbesondere Oszillationen mit Amplituden von 100 V und mehr auftreten, d.h. die Spannung V_L kann eine oszillierende Spannung mit einer Amplitude von 100V oder mehr sein. Gemäß einem Beispiel ist die Ansteuerschaltung 2 dazu ausgebildet, als Eingangssignal V_IN eine Spannung zu erhalten, die auf das Bezugspotential GND bezogen ist, und basierend auf diesem Eingangssignal V_IN die Ansteuerspannung VGS zu erzeugen, die auf das Potential an dem zweiten Steueranschluss 12 bezogen ist. Diese Eingangsspannung kann durch eine zentrale Steuerschaltung 10, wie beispielsweise einen Microcontroller erzeugt werden.
Aufgrund der erläuterten Zuleitungsinduktivität Lsi, L_S2 können die Bezugspotentiale für das Eingangssignal V_IN und die Ansteuerspannung VGS besonders beim Ein- und Ausschalten des Transistorbauelements 1 erheblich voneinander abweichen. Herkömmliche Ansteuerschaltungen enthalten eine Potentialbarriere, wie beispielsweise einen Transformator, zwischen dem Eingang und dem Ausgang, um Probleme, die durch diese Potentialdifferenz entstehen können, zu vermeiden. Eine solche Potentialbarriere ist bei der Ansteuerschaltung 2 gemäß 1 nicht erforderlich, wodurch diese Ansteuerschaltung im Vergleich zu einer herkömmlichen Ansteuerschaltung kostengünstiger realisierbar ist.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Ansteuerschaltung 2 einen Ausgang 21, 22, der dazu ausgebildet ist, an den Ansteuereingang 11, 12 des Transistorbauelements 1 angeschlossen zu werden und die Ansteuerspannung VGS bereitzustellen, und einen Eingang zum Erhalten des Eingangssignals V_IN . Der Ausgang 21, 22 umfasst einen ersten Ausgangsknoten 21, der dazu ausgebildet ist, an den ersten Steueranschluss 11, des Transistorbauelements 1 angeschlossen zu werden, und einen zweiten Ausgangsknoten 22, der dazu ausgebildet ist, an den zweiten Steueranschluss 12 des Transistorbauelements 1 angeschlossen zu werden. Der Eingang 23, 24 umfasst einen ersten Eingangsknoten 23 und einen zweiten Eingangsknoten 24. Gemäß einem Beispiel ist der zweite Eingangsknoten 24 während des Betriebs der Ansteuerschaltung 2 an den Anschluss für das Bezugspotential GND angeschlossen, an den auch der erste Lastanschluss 13 des Transistorbauelements 1 angeschlossen ist.
Die Ansteuerschaltung 2 umfasst außerdem eine Differenzverstärkeranordnung 3, die an den ersten Eingangsknoten 23, den zweiten Eingangsknoten 24 und den zweiten Ausgangsknoten 22 angeschlossen ist. Die Differenzverstärkeranordnung 3 ist dazu ausgebildet, ein Ansteuersignal S_DRV basierend auf dem am Eingang 23, 24 erhaltenen Eingangssignal V_IN zu erzeugen. Eine Treiberschaltung 4 erhält dieses Ansteuersignal S_DRV und ist dazu ausgebildet, die Ansteuerspannung VGS am Ausgang 21, 22 basierend auf diesem Ansteuersignal S_DRV zu erzeugen.
3 zeigt ein Beispiel der Differenzverstärkeranordnung 3 im Detail. Diese Differenzverstärkeranordnung 3 umfasst eine Eingangsstufe und einen Differenzverstärker 35. Die Eingangsstufe 31 ist an den ersten Eingangsknoten 23, den zweiten Eingangsknoten 24 und den zweiten Ausgangsknoten 22 angeschlossen. Der Differenzverstärker 35 umfasst einen Eingang 351, 352, der an die Eingangsstufe 31 angeschlossen ist, und einen Ausgang 353. Der Differenzverstärker 35 ist dazu ausgebildet, das Ansteuersignal S_DRV an seinem Ausgang 353 auszugeben. Gemäß einem Beispiel ist das Ansteuersignal S_DRV eine auf das elektrische Potential an dem zweiten Ausgangsknoten 22 bezogene Spannung.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel umfasst die Eingangsstufe 31 einen ersten Spannungsteiler, der zwischen den ersten Eingangsknoten 23 und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet ist, und der einen Abgriff 34₁ aufweist. Dieser Abgriff 34₁ des ersten Spannungsteilers ist an einen ersten Eingangsknoten 351 des Eingangs 351, 352 des Differenzverstärkers 35 angeschlossen. Die Eingangsstufe 31 umfasst außerdem einen zweiten Spannungsteiler, der zwischen den zweiten Eingangsknoten 24 und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet ist und der einen Abgriff 34₂ aufweist. Der Abgriff 34₂ des zweiten Spannungsteilers ist an einen zweiten Eingangsknoten 352 des Eingangs 351, 352 des Differenzverstärkers 35 angeschlossen. Der erste Spannungsteiler und der zweite Spannungsteiler umfassen jeweils einen ersten Widerstand 32₁ , 32₂ . Der erste Widerstand 32₁ des ersten Spannungsteilers ist zwischen den zweiten Eingangsknoten 23 und den Abgriff 34₁ des ersten Spannungsteilers geschaltet, und der erste Widerstand 32₂ des zweiten Spannungsteilers ist zwischen den zweiten Eingangsknoten 24 und den Abgriff 34₂ des zweiten Spannungsteilers geschaltet. Außerdem umfassen der erste Spannungsteiler und der zweite Spannungsteiler jeweils einen zweiten Widerstand 33₁ , 33₂ . Der zweite Widerstand 33₁ des ersten Spannungsteilers ist zwischen den Abgriff 34₁ des ersten Spannungsteilers und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet, und der zweite Widerstand 33₂ des zweiten Spannungsteilers ist zwischen den Abgriff 34₂ des Spannungsteilers und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet.
Der Differenzverstärker 35 erhält als Eingangssignal Spannungen V34₁ , V34₂ , die jeweils zwischen den Abgriffen 34₁ , 34₂ der Spannungsteiler und dem zweiten Ausgangsanschluss 22 anliegen. Der Differenzverstärker 35 ist dazu ausgebildet, das Ansteuersignal S_DRV abhängig von einer Differenz V34_DIFF der Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ zu erzeugen. Gemäß einem Beispiel ist der Differenzverstärker 35 dazu ausgebildet, das Ansteuersignal S_DRV so zu erzeugen, dass es einen ersten Signalpegel aufweist, wenn die Spannungsdifferenz V34_DIFF oberhalb einer vorgegebenen ersten Spannungsschwelle ist, und einen zweiten Signalpegel aufweist, wenn die Spannungsdifferenz V34_DIFF unterhalb einer vorgegebenen zweiten Spannungsschwelle ist. Die erste und zweite Spannungsschwelle können gleich sein, können aber auch unterschiedlich sein, um eine Hysterese beim Umschalten zwischen den beiden Signalpegeln zu erhalten. Der erste Signalpegel bewirkt beispielsweise ein Einschalten des Transistorbauelements durch die Treiberschaltung 4 (vgl. 1) und der zweite Signalpegel bewirkt beispielsweise ein Ausschalten des Transistorbauelements durch die Treiberschaltung 4. Gemäß einem Beispiel sind die Spannungsteiler und das Eingangssignal V_IN so aufeinander abgestimmt, dass die Spannungsdifferenz V34_DIFF oberhalb der ersten Spannungsschwelle ist, wenn das Eingangssignal V_IN einen ersten Signalpegel hat, der anzeigt, dass das Transistorbauelement 1 eingeschaltet werden soll, und dass die Spannungsdifferenz V34_DIFF unterhalb der zweiten Spannungsschwelle ist, wenn das Eingangssignal V_IN einen zweiten Signalpegel hat, der anzeigt, dass das Transistorbauelement 1 ausgeschaltet werden soll. Der erste Signalpegel des Eingangssignals V_IN ist beispielsweise 3,3V oder 5V und der zweite Signalpegel ist beispielsweise 0 (null) V. Dieser erste Signalpegel des Eingangssignals V_IN wird nachfolgend auch als Ein-Pegel bezeichnet, und der zweite Signalpegel wird nachfolgend auch als Aus-Pegel bezeichnet. Beispiele, wie der Differenzverstärker realisiert werden kann, sind weiter unten erläutert.
Die Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ des Differenzverstärkers 35 sind proportional zu Spannungen V31₁ , V31₂ , die über den Spannungsteilern anliegen, die also zwischen dem ersten Eingangsknoten 23 und dem ersten Ausgangsknoten 22 und zwischen dem zweiten Eingangsknoten 24 und dem Ausgangsknoten anliegen. Für diese Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ gilt: $V 34_{1} = \frac{R 33_{1}}{R 33_{1} + R 32_{1}} \cdot V 31_{1}$
$V 34_{2} = \frac{R 33_{2}}{R 33_{2} + R 32_{2}} \cdot V 31_{2}$
wobei R32₁ der Widerstandswert des ersten Widerstands 32₁ des ersten Spannungsteilers, R32₂ der Widerstandswert des ersten Widerstands 32₂ des zweiten Spannungsteilers, R33₁ der Widerstandswert des zweiten Widerstands 33₁ des ersten Spannungsteilers und R33₂ der Widerstandswert des zweiten Widerstands 33₂ des zweiten Spannungsteilers ist. Gemäß einem Beispiel sind die Widerstandswerte R32₁ , R32₂ der ersten Widerstände 32₁ , 32₂ jeweils gleich (R32₁ = R32₂ ) und die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ sind jeweils gleich (R33₁ = R33₂ ). In diesem Fall sind die Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ in gleicher Weise proportional zu den Spannungen V31₁ , V31₂ , das heißt, ein Proportionalitätsfaktor zwischen der ersten Eingangsspannung V34₁ und der Spannung V31₁ über dem ersten Spannungsteiler ist gleich einem Proportionalitätsfaktor zwischen der zweiten Eingangsspannung V34₂ und der Spannung V31₂ über dem zweiten Spannungsteiler. Es gilt also $V 34_{1} = c 1 \cdot V 31_{1}$
$V 34_{2} = c 1 \cdot V 31_{2}$
wobei cl den Proportionalitätsfaktor zwischen den Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ des Differenzverstärkers 36 und den jeweils über den Spannungsteilern anliegenden Spannungen V31₁ , V312 bezeichnet. Die Spannungen V31₁ , V31₂ über dem ersten und zweiten Spannungsteiler sind wie folgt von der Eingangsspannung V_IN und der Spannung V_L (vergleiche 1) über der Zuleitungsinduktivität L_S1 , L_S2 abhängig: $V 31_{1} = V_{I N} + V_{L}$
$V 31_{2} = + V_{L}$
Wie anhand der Gleichungen (3a) und (3b) ersichtlich ist, wirkt die Spannung V_L über der Zuleitungsinduktivität als Gleichtaktstörung, die sich in gleicher Weise auf die Spannungen V31₁ , V31₂ über den Spannungsteilern und damit in gleicher Weise (vergleiche die Gleichungen (2a) und (2b)) auf die Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ auswirkt. Indem der Differenzverstärker 35 das Ansteuersignal S_DRV abhängig von der Differenz V34_DIFF seiner Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ erzeugt, wird die aus dieser Spannung V_L über der Zuleitungsinduktivität L_S1 , L_S2 resultierende Gleichtaktstörung unterdrückt, so dass sie die Erzeugung des Ansteuersignals S_DRV nicht beeinflusst.
Gemäß einem Beispiel sind die Widerstandswerte R31₁ , R31₂ , R33₁ , R33₂ der zuvor erläuterten Widerstände 31₁ , 31₂ , 33₁ , 33₂ des ersten und zweiten Spannungsteilers und die Eingangswiderstände 365₁ , 365₂ des Differenzverstärkers 36 so gewählt, dass der Proportionalitätsfaktor cl zwischen den Eingangsspannungen V34₁ , V34₂ des Differenzverstärkers 35 und den Spannungen V31₁ , V31₂ über den Spannungsteilern zwischen 1/100 (10^-2) und 1/10 (10^-1), insbesondere zwischen 1/60 und 1/20 beträgt. Gemäß einem Beispiel betragen die Widerstandswerte R31₁ , R31₂ der ersten Widerstände 31₁ , 31₂ jeweils 33 kΩ und die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ betragen jeweils 1k Ω, also das 33-fache der Widerstandswerte R31₁ , R31₂ ersten Widerstände 31₁ , 312. Der Proportionalitätsfaktor cl beträgt in diesem Fall 1/34.
Gemäß einem Beispiel ist die Ansteuerschaltung 2 wenigstens teilweise in einer integrierten Schaltung IC angeordnet. In diesem Fall können die ersten Widerstände 32₁ , 32₂ der beiden Spannungsteiler außerhalb der integrierten Schaltung IC, also als diskrete externe Widerstände realisiert werden, während die übrigen zuvor erläuterten Widerstände in der integrierten Schaltung IC integriert sein können. Dies ist in 3 schematisch durch die gestrichelt dargestellte, mit dem Bezugszeichen IC bezeichnete Linie veranschaulicht, die die Grenzen der integrierten Schaltung IC veranschaulicht.
Gemäß einem Beispiel sind die zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ der beiden Spannungsteiler einstellbare (trimmbare) Widerstände, um die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ dieser beiden Widerstände möglichst exakt aufeinander und insbesondere auf die Widerstandswerte der ersten Widerstände 31₁ , 31₂ abstimmen zu können. Wie erwähnt, können die ersten Widerstände 31₁ , 312 diskrete Widerstände sein. Solche diskreten Widerstände können so genau hergestellt werden, dass der tatsächliche Widerstandswert weniger als 1% oder sogar nur weniger als 0,1% von einem Sollwert abweicht. Widerstandswerte integrierter Widerstände, wie beispielsweise der zweiten Widerstandwerte unterliegen hingegen stärkeren herstellungsbedingten Schwankungen. Die Widerstandswerte von solchen integrierten Widerständen, die beispielsweise Polysiliziumwiderstände sind, können herstellungsbedingt bis zu 20% von einem gewünschten Sollwert abweichen. Durch Einstellen der Widerstandswerte R33₁ , R33₂ der zweiten Widerstände kann insbesondere das Spannungsteilerverhältnis der beiden Spannungsteiler, also der anhand der Gleichungen (2a) und (2b) erläuterte Proportionalitätsfaktor cl eingestellt werden. Das Einstellen dieser beiden zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ erfolgt beispielsweise unter Verwendung einer Testschaltung 7, die in 3 gestrichelt dargestellt ist und die in der integrierten Schaltung IC integriert sein kann. Diese Testschaltung 7 ist dazu ausgebildet, nach Abschluss des Herstellungsprozesses die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ zu messen und die Widerstandswerte anzupassen, wenn diese von einem vorgegebenen Sollwert abweichen.
Gemäß einem Beispiel umfasst jeder der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ eine Widerstandsanordnung mit mehreren deaktivierbaren Widerstandselementen. Ein Beispiel einer solchen Widerstandsanordnung ist in 4 gezeigt, wobei das Bezugszeichen 33 in 4 einen beliebigen der beiden Widerstände 33₁ , 33₂ repräsentiert. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel umfasst die Widerstandsanordnung mehrere parallel geschaltete Widerstandselemente 331_N , wobei zu wenigstens einigen dieser Widerstandselemente 331₁ -331_N ein elektronischer Schalter 332₁ -332_N in Reihe geschaltet ist. Die Schalter 332₁ -332_N dienen dazu, das jeweils in Reihe dazu geschaltete Widerstandselement 331₁ -331_N zu aktivieren (bei geschlossenem Schalter) oder zu deaktivieren (bei geöffnetem Schalter. Der Gesamtwiderstandswert dieser Widerstandsanordnung ist gegeben durch den Widerstandswert der Parallelschaltung der aktivierten Widerstandselemente. Die elektronischen Schalter 332₁ -332_N können beliebige elektronische Schalter, wie beispielsweise Transistoren sein. Das Vorsehen eines 332₁ -332_N in Reihe zu jedem der Widerstandselements 331₁ -331_N ist nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Beispiel ist wenigstens eines der Widerstandselemente 331₁ -331_N nicht deaktivierbar, hat also keinen Schalter in Reihe dazu geschaltet.
Die Schalter 332₁ -332_N werden durch eine Ansteuerschaltung 333 angesteuert. Die Ansteuerschaltung 333 ist an einen Speicher 334 angeschlossen und erhält von dem Speicher 334 die Information, welche der Widerstandselemente 331₁ -331_N aktiviert und welche deaktiviert werden sollen, welche der Schalter 332₁ -332_N also eingeschaltet und welche ausgeschaltet werden sollen. Der Speicher 334 kann ein beliebiger Speicher, insbesondere ein beliebiger einmal beschreibbarer Speicher sein, wie beispielsweise ein Array mit mehreren Sicherungen (Fuses). Bei einem Beispiel ist vorgesehen, dass jedem Widerstandselement eine solche Sicherung zugeordnet ist, wobei der Zustand der Sicherung - intakt oder durchgebrannt - anzeigt, ob das zugeordnete Widerstandselement aktiviert oder deaktiviert werden soll.
Das Programmieren des Speichers 334, beispielsweise durch Auslösen einzelner Sicherungen (wenn der Speicher Sicherungen enthält), kann durch die Testschaltung 7 oder durch eine externe, für das Einstellen der Widerstandswerte an die Differenzverstärkeranordnung 3 angeschlossene Schaltung erfolgen, die in der Lage ist, den Speicher zu programmieren. Diese Schaltung erhält von der Testschaltung 7 beispielsweise das Messergebnis und programmiert unter Berücksichtigung dieses Messergebnisses den Speicher (334 in 4) der jeweiligen Widerstandsanordnung, um dadurch den Widerstandswert einzustellen. Eine Schnittstelle zwischen der Testschaltung 7 und dieser externen Schaltung kann eine beliebige Schnittstelle sein, die in den Figuren jedoch nicht dargestellt ist. Gemäß einem weiteren Beispiel ist auch die Testschaltung 7 eine externe Schaltung und wird nur am Ende des Herstellungsprozesses über eine geeignete Schnittstelle an die integrierte Schaltung angeschlossen, um die die Widerstandswerte der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ zu messen und den Speicher (334 in 4) zu programmieren.
Gemäß einem Beispiel umfasst der Differenzverstärker 35 einen Operationsverstärker mit einem sehr hohen Eingangswiderstand, und einem damit vernachlässigbaren Eingangsstrom, der die Spannungsdifferenz V34_DIFF erhält und das Ansteuersignal S_DRV abhängig von der Spannungsdifferenz V34_DIFF .
Ein weiteres Beispiel des Differenzverstärkers 35 ist in 5 dargestellt. Dieser Differenzverstärker umfasst eine differentielle Eingangsstufe 36, einen Strom-Spannungswandler 37 und eine differentielle Ausgangsstufe 38. Die differentielle Eingangsstufe 36 umfasst einen ersten Eingang 361, der an den ersten Eingang 531 des Differenzverstärkers 35, und damit an den Abgriff 34₁ des ersten Spannungsteilers angeschlossen ist, und einen zweiten Eingang 362, der an den zweiten Eingang 352 des Differenzverstärkers 35, und damit an den Abgriff 34₂ des zweiten Spannungsteilers angeschlossen ist. Die differenzielle Eingangsstufe 36 umfasst außerdem einen ersten Ausgang 363, der über den Strom-Spannungswandler 37 an einen Anschluss für ein Versorgungspotential V3 angeschlossen ist und einen zweiten Ausgang 364, der über den Strom-Spannungswandler 37 an den Anschluss für das Versorgungspotential V3 angeschlossen ist. Das Versorgungspotential V3 ist auf das elektrische Potential an dem zweiten Ausgangsknoten 22 bezogen und beträgt beispielsweise 3,3 V oder 5V. Der Strom-Spannungswandler 37 umfasst einen ersten Widerstand 371₁ , der den ersten Ausgang 363 der Eingangsstufe 36 an das Versorgungspotential V3 anschließt, und einen zweiten Widerstand 3712, der den zweiten Ausgang 364 der Eingangsstufe 36 an das Versorgungspotential V3 anschließt. Gemäß einem Beispiel sind Widerstandswerte dieser beiden Widerstände 371₁ , 3712 im Wesentlichen gleich groß. Optional ist eine Anpassschaltung 372 zwischen die beiden Widerstände 371₁ , 3712 und das Versorgungspotential V3 geschaltet. Ein Beispiel für die Realisierung dieser Anpassschaltung 372 und deren Funktionsweise sind weiter unten erläutert.
Die differenzielle Ausgangstufe 38 umfasst einen ersten Eingang 381, einen zweiten Eingang 382 und einen Ausgang 383. Der Ausgang 383 ist an den Ausgang 353 des Differenzverstärkers 35 angeschlossen und stellt das Ansteuersignal S_DRV zur Verfügung. Die Ausgangsstufe 38 ist beispielsweise als Schmitt-Trigger realisiert und dazu ausgebildet, das Ansteuersignal S_DRV abhängig von einer zwischen dem ersten Eingang 381 und dem zweiten Eingang 382 anliegenden Spannung V37_DIFF zu erzeugen. Diese Spannung V37_DIFF ist abhängig von Ausgangsströmen I36₁ , I36₂ der Eingangsstufe 36 und wird durch den Strom-Spannungswandler 37 abhängig von diesen Ausgangsströmen I36₁ I36₂ erzeugt. In dem in 5 dargestellten Beispiel ist die Ausgangsstufe 38 an Schaltungsknoten (Abgriffe) 374₁ , 374₂ zwischen den Ausgängen 363, 364 der differenziellen Eingangsstufe 36 und dem Stromspannungswandler 37 geschaltet. Insbesondere ist der erste Eingang 361 der Ausgangsstufe 38 an einen Schaltungsknoten 374₁ zwischen dem ersten Ausgang 363 der Eingangsstufe 36 und dem ersten Widerstand 371₁ angeschlossen, und der zweite Eingang 382 ist an einen Schaltungsknoten 374₂ zwischen dem zweiten Ausgang 364 der Eingangsstufe 36 und dem zweiten Widerstand 3712 angeschlossen. Damit sind bei dem dargestellten Beispiel die Eingänge der Ausgangsstufe 381, 382 unmittelbar an die Ausgänge 363, 364 der Eingangsstufe 36 angeschlossen. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Beispiel (nicht dargestellt) umfasst der Strom-Spannungswandler 37 einen Stromspiegel mit Eingangszweigen, die an die Ausgänge 363, 364 der Eingangsstufe 36 angeschlossen sind und in den die Ausgangsströme I36₁ I36₂ der Eingangsstufe 36 fließen, und Ausgangszweige durch welche Ströme fließen, die proportional zu den Ausgangsströmen I36₁ , I36₂ der Eingangsstufe 36 sind, und an welche die Ausgangsstufe 38 angeschlossen ist.
Die Ausgangsströme I36₁ I36₂ der Eingangsstufe 36 sind Ströme, die an den Ausgängen 363, 364 der Eingangsstufe 36 fließen. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel fließen diese Ströme I36₁ I36₂ an den Ausgängen 363, 364 in die Eingangsstufe 36 hinein, was jedoch nur ein Beispiel ist. „Eingangsströme“ I34₁ , I34₂ der Eingangsstufe 36 sind Ströme, die an den Eingängen 361, 362 der Eingangsstufe 36 fließen. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel fließen diese Ströme aus der Eingangsstufe 36 in die Abgriffe 34₁ , 34₂ der Spannungsteiler, was jedoch ebenfalls nur ein Beispiel ist. Gemäß einem Beispiel ist die Eingangsstufe 36 so realisiert, dass ein erster Eingangsstrom I34₁ im Wesentlichen dem ersten Ausgangsstrom I36₁ entspricht und ein zweiter Eingangsstrom I34₂ im Wesentlichen dem zweiten Ausgangsstrom I36₂ entspricht. Die Funktionsweise des in 5 dargestellten Differenzverstärkers 35 ist nachfolgend erläutert.
Die differenzielle Eingangsstufe 36 ist dazu ausgebildet, die Eingangsströme I34₁ I34₂ , und damit die Ausgangsströme I36₁ I36₂ abhängig von der zwischen den Eingängen 361, 362 anliegenden Spannung V34_DIFF zu erzeugen. Die Eingangsströme I34₁ , I34₂ sind gleich (I34₁ = I34₂ ), wenn die Spannung V34_DIFF Null ist, was dann der Fall ist, wenn das Eingangssignal V_IN den Aus-Pegel (0V) hat. Die Ausgangsströme I36₁ , I36₂ sind in diesem Fall ebenfalls gleich (I36₁ = I36₂ ), was dazu führt, dass Spannungen V371₁ , V371₂ über dem ersten und zweiten Widerstand 371₁ , 371₂ des Strom-Spannungswandler gleich sind, wodurch die am Eingang der Ausgangsstufe 38 anliegende Spannung V37_DIFF ebenfalls Null ist. Ist die am Eingang der Eingangsstufe 36 anliegende Spannung V34_DIFF größer als Null, so steigt der zweite Eingangsstrom I34₂ gegenüber dem ersten Eingangsstrom I34₁ und der zweite Ausgangsstrom I36₂ gegenüber dem ersten Ausgangsstrom I36₁ an. Damit steigt der Spannungsabfall V371₂ an dem zweiten Widerstand 3712 gegenüber dem Spannungsabfall V371₁ an dem ersten Widerstand 371₁ an, was dazu führt, dass die am Eingang 381, 382 der Ausgangsstufe 38 anliegende Spannung V37_DIFF größer als Null ist. Die Ausgangsstufe 38 ist bei diesem Beispiel dazu ausgebildet, den ersten Signalpegel (Ein-Pegel) des Ansteuersignals S_DRV zu erzeugen, wenn die Spannungsdifferenz V37_DIFF größer als Null ist und den zweiten Signalpegel (Aus-Pegel) des Ansteuersignals S_DRV zu erzeugen, wenn die Spannungsdifferenz V37_DIFF Null ist.
Optional ist eine Stromquelle 39 an den Schaltungsknoten zwischen dem ersten Ausgang 363 der differentiellen Eingangsstufe und dem Strom-Spannungswandler 37 angeschlossen. Diese Stromquelle 39 ist so verschaltet, dass sie zusätzlich zu dem ersten Ausgangsstrom I36₁ einen Strom I39 durch den ersten Widerstand 371₁ bewirkt. Damit ist bei gleichen Ausgangsströmen I36₁ , I36₂ der Spannungsabfall V371₁ über dem ersten Widerstand 371₁ größer als der Spannungsabfall V371₂ über dem zweiten Widerstand 3712. Damit ist bei gleichen Ausgangsströmen I36₁ I36₂ die Spannung V37_DIFF negativ. Gemäß einem Beispiel erzeugt die differentielle Eingangsstufe 36 die Ausgangsströme I36₁ I36₂ so, dass eine Differenz dieser Ausgangsströme I36₂ - 136₁ dann, wenn das Eingangssignal V_IN den Ein-Pegel hat, das Doppelte des durch die Stromquelle 39 gelieferten Stroms I39 ist. In diesem Fall ist die Spannung V37_DIFF am Eingang der Ausgangsstufe 38 beim Ein-Pegel der Eingangsspannung V_IN und beim Aus-Pegel der Eingangsspannung V_IN symmetrisch zu Null.
Dadurch, dass bei dem in 5 dargestellten Differenzverstärker die außer der Eingangsstufe 36 auch die Ausgangsstufe 38 eine differentielle Stufe ist, wird eine hohe Robustheit der Schaltung gegenüber Gleichtaktstörsignalen erreicht. Die Eingangsströme I34₁ , I34₂ der Eingangsstufe 36 tragen bei dieser Schaltung zusätzlich zu der Eingangsspannung V_IN und dem Gleichtaktstörsignal V_L zu den Spannungen V34₁ , V34₂ zwischen den Abgriffen 34₁ , 34₂ und dem zweiten Ausgangsknoten 22 bei. Die durch diese Ströme I34₁ , I34₂ bewirkten Anteile der Spannungen V34₁ , V34₂ sind allerdings gleich, wenn die Eingangsspannung V_IN Null ist, wenn die Eingangsspannung also den zweiten Signalpegel (Aus-Pegel) hat. Damit beeinflussen die Ströme I34₁ , I34₂ die Spannungsdifferenz V34_DIFF am Eingang der Eingangsstufe, und somit die Spannungsdifferenz V37_DIFF am Eingang der Ausgangsstufe 38 nicht, so dass die Ausgangsstufe den zweiten Signalpegel (Aus-Pegel) des Ansteuersignals S_DRV erzeugt.. Hat die Eingangsspannung V_IN den ersten Signalpegel (Ein-Pegel), wie beispielsweis 3,3V oder 5V bewirken die Eingangsströme I34₁ , I34₂ , die dann nicht mehr gleich sind, dass die Spannungsdifferenz V34_DIFF kleiner wird. Allerdings ist die Schaltung so abgestimmt, dass trotz dieser Ströme I34₁ , I34₂ die Spannungsdifferenz V34_DIFF größer als Null ist, so dass auch die am Eingang der Ausgangsstufe anliegende Spannung V37_DIFF größer als Null ist. Dadurch erzeugt die Ausgangsstufe einen ersten Signalpegel (Ein-Pegel) des Ansteuersignals S_DRV .
6 zeigt ein Realisierungsbeispiel der differentiellen Eingangsstufe 36. Bei diesem Beispiel umfasst die Eingangsstufe 36 zwei Transistoren, einen ersten Transistor 366₁ und einen zweiten Transistor, die beispielsweise als NMOS-Transistoren realisiert sind. Gateanschlüsse dieser beiden Transistoren 366₁ , 366₂ sind miteinander verbunden. Ein Sourceanschluss des ersten Transistors 366₁ ist an den ersten Eingang 361 der Eingangsstufe 36 angeschlossen und ein Sourceanschluss des zweiten Transistors 366₂ ist an den zweiten Eingang 362 der Eingangsstufe 36 angeschlossen. Eine Stromquelle 367, die zwischen das Versorgungspotential V3 und die Gateanschlüsse der beiden Transistoren 366₁ , 366₂ geschaltet ist, dient zur Einstellung der Arbeitspunkte. Die Spannungsdifferenz V34_DIFF am Eingang der Eingangsstufe ist die Spannung zwischen den Sourceanschlüssen der beiden Transistoren 366₁ , 366₂ , wobei das Sourcepotential (das Potential am Sourceanschluss) des zweiten Transistors 366₂ gegenüber dem Sourcepotential des ersten Transistors 366₁ absinkt, wenn die Spannungsdifferenz V34_DIFF größer als Null wird. Dadurch steigt die Gate-Source-Spannung des zweiten Transistors 366₂ gegenüber der Gate-Source-Spannung des ersten Transistors 366₁ an, wodurch der Strom durch den zweiten Transistor 366₂ gegenüber dem Strom durch den ersten Transistor 366₁ ansteigt. Der Strom durch den zweiten Transistor 366₂ ist in diesem Beispiel der Eingangsstrom I34₂ und auch der Ausgangsstrom I36₂ . Optional ist eine Diode 368₁ zwischen den Gateanschluss und den Sourceanschluss des ersten Transistors 366₁ und eine zweite Diode 368₂ zwischen den Gateanschluss und den Sourceanschluss des zweiten Transistors 366₂ geschaltet. Diese beiden Dioden 368₁ , 368₂ können jeweils als NMOS-Transistoren realisiert sein, deren Gateanschluss und deren Drainanschluss miteinander verbunden sind.
Bei dem in 6 dargestellten Differenzverstärker 35 können die Eigenschaften der beiden Transistoren 366₁ , 366₂ der differentiellen Eingangsstufe 36, insbesondere die Steilheit dieser Transistoren 366₁ , 366₂ in dem durch die Stromquelle eingestellten Arbeitspunkt, ein Verhältnis V37_DIFF /V34_DIFF zwischen der differentiellen Eingangsspannung V37_DIFF der Ausgangsstufe 38 und der differentiellen Eingangsspannung V34_DiFF der Eingangsstufe 32 beeinflussen. Die Steilheit der Transistoren 366₁ , 366₂ in dem eingestellten Arbeitspunkt ist bestimmt durch das Verhältnis zwischen einer Änderung des den jeweiligen Transistor 366₁ , 366₂ durchfließenden Strom und einer Änderung der Gate-Source-Spannung, die diese Änderung hervorruft. Durch geeignete Auswahl der Transistoren 373₁ , 373₂ der Anpassschaltung 372 kann erreicht werden, dass dieses Verhältnis V37_DIFF /V34_DIFF nur bestimmt ist durch die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ und Widerstandswerte R371₁ , R371₂ der Widerstände 371₁ , 371₂ des Strom-Spannungswandlers 37.
Gemäß einem Beispiel ist vorgesehen, dass die Widerstandswerte R33₁ , R33₂ der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ jeweils gleich sind, so dass R331 = R33₂ = R33 gilt, und dass die Widerstandswerte R373₁ , R373₂ der Widerstände 371₁ , 3712 des Strom-Spannungswandlers 37 jeweils gleich sind, so dass R371₁ = R371₂ = R371 gilt. Bei diesem Beispiel ist weiterhin vorgesehen, dass die Transistoren 366₁ , 366₂ identisch dimensioniert sind und jeweils eine Steilheit gm₃₆₆ besitzen und dass die Transistoren 373₁ , 373₂ der Anpassschaltung 372 identisch dimensioniert sind und eine Steilheit gm₃₇₃ besitzen. Außerdem sind bei diesem Beispiel die Transistoren 366₁ , 366₂ der Eingangsstufe 36 und die Transistoren 373₁ , 373₂ der Anpassschaltung so ausgewählt, dass deren Steilheiten gm₃₆₆ , gm₃₇₃ so an die Widerstandswerte R33, R373 angepasst sind, dass gilt: $R 33 \cdot g m_{366} = R 371 \cdot g m_{371}$
In diesem Fall ist das Verhältnis V37_DIFF /V34_DIFF der Eingangsspannungen V37_DIFF und V34_DIFF nur bestimmt durch die Widerstandswerte R33, R371 der zweiten Widerstände 33₁ , 33₂ und der Widerstände 371₁ , 3712 des Strom-Spannungswandlers 37. Es gilt: $\frac{V 37_{D I F F}}{V 34_{D I F F}} = \frac{R 371}{R 33}$
Umfasst die differentielle Eingangsstufe 36 außerdem zwei jeweils als Diode 368₁ , 368₂ verschaltete Transistoren, die jeweils eine Steilheit gm₃₆₈ in dem eingestellten Arbeitspunkt besitzen, so ist Gleichung (5) dann erfüllt, wenn die einzelnen Transistoren so gewählt sind, dass gilt: $R 33 \cdot (g m_{366} + g m_{368}) = R 371 \cdot g m_{371}$
7 zeigt ein weiteres Beispiel der Eingangsstufe 31 der Differenzverstärkeranordnung 3. Bei diesem Beispiel ist ein erster Kondensator 61₁ zwischen den Abgriff 34₁ des ersten Spannungsteilers und den zweiten Ausgangsknoten 22 und ein zweiter Kondensator 61₂ zwischen den Abgriff 34₂ des zweiten Spannungsteilers und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet. Jeder dieser Kondensatoren 61₁ , 61₂ bildet mit dem ersten Widerstand 32₁ , 32₂ des jeweiligen Spannungsteilers ein Tiefpassfilter, das Gleichtaktsignale, deren Frequenz oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters liegt, dämpft. Die Grenzfrequenz dieser beiden Tiefpassfilter erster Ordnung beträgt beispielsweise 15 MHz. In diesem Fall werden hochfrequente Spannungen V_L , die an den Zuleitungsinduktivitäten L_S1 , L_S2 beim Schalten des Transistorbauelements 1 auftreten können, gedämpft. Störsignale mit einer Frequenz, die dem 10-fachen der Grenzfrequenz entspricht, werden beispielsweise um den Faktor 10 (20 dB) in ihrer Amplitude reduziert. Bei der Eingangsstufe 31 gemäß 7 bestimmt bei hochfrequenten Gleichtakt-Störsignalen also nicht nur das Teilerverhältnis der resistiven Spannungsteiler das Verhältnis zwischen der Amplitude des Gleichtaktstörsignals und den Amplituden der Spannungen V34₁ , V34₂ , sondern die Tiefpassfilter bewirken zusätzlich bei hochfrequenten Störsignalen eine Reduktion der Amplituden der Spannungen V34₁ , V34₂ gegenüber den Amplituden, die sich ohne das Vorhandensein der Tiefpassfilter einstellen würden.
Die in 7 dargestellten Tiefpassfilter sind am Eingang des Differenzverstärkers 5 wirksam. Bei einer Realisierung des Differenzverstärkers 35 gemäß 5 oder gemäß 6 können Tiefpassfilter auch den Eingängen der Ausgangstufe 38 vorgeschaltet sein. Dies ist in 6 gestrichelt dargestellt. Bei diesem Beispiel ist ein erster Kondensator 62₁ zwischen den ersten Eingang 381 der Ausgangsstufe 38 und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet, und ein zweiter Kondensator 62₂ ist zwischen den zweiten Eingang 382 der Ausgangsstufe 38 und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet. Diese beiden Kondensatoren 62₁ , 62₂ bilden mit den Widerständen 371₁ , 371₂ des Strom-Spannungswandlers 37 jeweils ein Tiefpassfilter. Die Grenzfrequenzen dieser Tiefpassfilter können den Grenzfrequenzen der anhand von 7 erläuterten Tiefpassfilter entsprechen.
Gemäß einem Beispiel sind die zuvor erläuterten Kondensatoren 61₁ , 61₂ , 62₁ , 62₂ einstellbare (trimmbare) Kondensatoren, um deren Kapazitätswert einstellen bzw. aufeinander abstimmen zu können. Ein einstellbarer Kondensator umfasst beispielsweise mehrere parallel geschaltete Kapazitätselemente, von denen eines oder mehrere aktivierbar oder deaktivierbar sind. Ein Beispiel eines solchen einstellbaren Kondensators ist in 8 dargestellt. Das Bezugszeichen 60 in 8 repräsentiert einen beliebigen der zuvor erläuterten Kondensatoren 61₁ , 61₂ , 62₁ , 62₂ . Wie in 8 dargestellt ist, umfasst der einstellbare Kondensator mehrere Kapazitätselemente 601₁ -601_M , die parallel geschaltet sind und denen jeweils ein elektronischer Schalter 602₁ -602_M in Reihe geschaltet ist. Die einzelnen Kapazitätselemente 601₁ -601_M können durch die Schalter 602₁ -602_M aktiviert oder deaktiviert werden. Die einzelnen Schalter 602₁ -602_M werden durch eine Ansteuerschaltung 603 abhängig von einer in einem Speicher 604 abgelegten Information eingeschaltet oder ausgeschaltet, um dadurch die Kapazitätselemente 601₁ -601_M zu aktivieren oder zu deaktivieren. Eine Gesamtkapazität des Kondensators 60 ist abhängig davon, welche der Kapazitätselemente 601₁ -601_M aktiviert sind. Nach der Herstellung der integrierten Schaltungen werden die Kapazitätswerte der einzelnen Kondensatoren beispielsweise durch die Testschaltung 7 gemessen und die Testschaltung 7 programmiert daraufhin den Speicher 604, um die Kapazität der einzelnen Kondensatoren einzustellen.
9 zeigt eine weitere Modifikation der Eingangsstufe 31. Bei diesem Beispiel umfasst die Eingangsstufe 31 mehrere ESD-Schutzelemente. Diese ESD-Schutzelemente umfassen in dem dargestellten Beispiel zwei antiparallel geschaltete Dioden 82₁ , 82₂ zwischen den Abgriffen 34₁ , 34₂ der Spannungsteiler sowie jeweils zwei antiseriell geschaltete Zenerdioden 83₁ , 84₁ bzw. 83₂ , 84₂ zwischen den Eingängen der integrierten Schaltung IC und dem zweiten Ausgangsknoten 22. Die „Eingänge der integrierten Schaltung“ sind die Schaltungsknoten zwischen den ersten Widerständen 31₁ , 31₂ und den Abgriffen 34₁ , 34₂ der Spannungsteiler. Außerdem sind Widerstände 81₁ , 81₂ zwischen die (externen) ersten Widerstände 32₁ , 32₂ und die Abgriffe 34₁ , 34₂ geschaltet. Diese Widerstände 81₁ , 81₂ sind integrierte Widerstände, die beispielsweise einstellbar (trimmbar) sind. Diese Widerstände 81₁ , 81₂ sind Teil der Spannungsteiler und dienen dazu, im Fall eines ESD-Ereignisses die zwischen den Abgriffen 34₁ , 34₂ über die Dioden 82₁ , 82₂ fließenden Ströme zu begrenzen.
10 zeigt ein Beispiel der Treiberschaltung 4. Die in 10 gezeigte Treiberschaltung 4 umfasst eine Steuerschaltung 41, der das Ansteuersignal S_DRV zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Ansteuersignal S_DRV einen ersten Schalter 42 und einen zweiten Schalter 43 anzusteuern. Der erste Schalter 42 ist in Reihe zu einer Spannungsquelle 44 geschaltet, wobei die Reihenschaltung mit dem ersten Schalter 42 und der Spannungsquelle 44 so an den ersten Ausgangsknoten 21 und den zweiten Ausgangsknoten 22 angeschlossen ist, dass bei geschlossenem ersten Schalter 42 die Ansteuerspannung VGS einer durch die Spannungsquelle 44 bereitgestellten Spannung V44 entspricht. Ein Spannungspegel dieser Spannung V44 ist so gewählt, dass er höher als die Schwellenspannung des Transistorbauelements (das in 14 nicht dargestellt ist) ist.
Der zweite Schalter 43 ist zwischen den ersten Ausgangsknoten 21 und den zweiten Ausgangsknoten 22 geschaltet, so dass bei geschlossenem zweiten Schalter 43 die beiden Ausgangsknoten 21, 22 kurzgeschlossen sind, die Ansteuerspannung V_GS im Wesentlichen also 0 V beträgt. Die Steuerschaltung 41 ist dazu ausgebildet, den ersten Schalter 42 einzuschalten und den zweiten Schalter 43 auszuschalten, wenn das Ansteuersignal S_DRV einen Signalpegel aufweist, der anzeigt, dass das Transistorbauelement 1 eingeschaltet werden soll. Weiterhin ist die Steuerschaltung 41 dazu ausgebildet, den zweiten Schalter 43 zu schließen und den ersten Schalter 42 zu öffnen, wenn das Ansteuersignal S_DRV einen Signalpegel aufweist, der darauf hinweist, dass das Transistorbauelement 1 ausgeschaltet werden soll.
11 zeigt eine Abwandlung der in 10 gezeigten Treiberschaltung 4. Bei diesem Beispiel ist der zweite Schalter 43 in Reihe zu einer zweiten Spannungsquelle 45 geschaltet, die eine zweite Spannung V45 bereitstellt, wobei eine Reihenschaltung dieser zweiten Spannungsquelle 45 und des zweiten Schalters 43 so zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsknoten 21, 22 geschaltet ist, dass bei geschlossenem zweiten Schalter 43 die Ansteuerspannung VGS der invertierten zweiten Spannung, als -V45 entspricht. Bei dieser Treiberschaltung kann also zum Ausschalten des Transistorbauelements 1 eine negative Ansteuerspannung VGS eingestellt werden.
Die in den 7 und 8 gezeigten ersten und zweiten Spannungsquellen sind beispielsweise Teil einer Spannungsversorgungsschaltung 5, die in 1 gestrichelt dargestellt ist. Diese Spannungsversorgungsschaltung 5 ist zwischen einen Versorgungsanschluss 25 und den zweiten Ausgangsanschluss 22 geschaltet und dazu ausgebildet, eine auf das Potential an dem zweiten Ausgangsanschluss bezogene Versorgungsspannung V_SUP zu erhalten und daraus interne Versorgungsspannungen für die Ansteuerschaltung 2, wie beispielsweise die Spannungen V44, V45 gemäß der 7 und 8 oder die Versorgungsspannung V3 für die Differenzverstärkeranordnung 3 zu erzeugen.
Eine Schaltung mit einer Ansteuerschaltung 2 und einem Transistorbauelement 1, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist, kann beispielsweise in einem Hochsetzsteller, wie zum Beispiel einem Hochsetzsteller einer PFC-(Power Factor Correction)-Stufe verwendet werden. Ein Beispiel eines solchen Hochsetzstellers ist in 12 gezeigt.
Der Hochsetzsteller umfasst einen Eingang 81, 82 zum Erhalten einer auf das Bezugspotential GND bezogenen Eingangsspannung V_INPUT und einen Ausgang 83, 84 zum Bereitstellen einer auf das Bezugspotential GND bezogenen Ausgangsspannung V_OUTPUT . Diese Ausgangsspannung V_OUTPUT kann einer Last (nicht dargestellt) zugeführt werden. Ein zwischen Ausgangsklemmen 83, 84 des Ausgangs geschalteter Ausgangskondensator 87 ist optional und kann zur Stabilisierung der Ausgangsspannung V_OUTPUT dienen. Die Laststrecke des Transistorbauelements 1 ist in Reihe zu einer Induktivität 85, wie beispielsweise einer Drossel geschaltet, wobei diese Reihenschaltung zwischen eine erste Eingangsklemme 81 des Eingangs und den Knoten für das Bezugspotential GND geschaltet ist. Optional is ein Messwiderstand (Shunt-Widerstand) in Reihe zu der Laststrecke des Transistorbauelements 1 geschaltet. Ein Gleichrichterelement ist zwischen einen Schaltungsknoten, an den das Transistorbauelement 1 und die Induktivität 85 angeschlossen sind, und eine erste 83 der Ausgangsklemmen geschaltet.
Die Steuerschaltung 10 erzeugt das Eingangssignal V_IN der Ansteuerschaltung 2 als pulsweitenmoduliertes Signal mit einem variablen Tastverhältnis und regelt durch Einstellen des Tastverhältnisses die Ausgangsspannung V_OUTPUT . Das Transistorbauelement 1 schaltet in der oben erläuterten Weise nach Maßgabe des Eingangssignals V_IN ein und aus, wobei bei eingeschaltetem Transistorbauelement 1 Energie magnetisch in der Spule gespeichert wird und die gespeicherte Energie anschließend bei ausgeschaltetem Transistorbauelement 1 über das Gleichrichterelement 86 an den Ausgang übertragen wird. Zur Regelung der Ausgangsspannung erhält die Steuerschaltung 10 wenigstens ein Ausgangsspannungssignal S_VOUTPUT , das die Ausgangsspannung repräsentiert. Gemäß einem Beispiel erhält die Steuerschaltung 10 außerdem eine Spannung über dem Messwiderstand 88, die einen Laststrom durch das Transistorbauelement 1 repräsentiert und die als weiterer Parameter für die Regelung der Ausgangsspannung V_OUTPUT verwendet werden kann.

Claims

Ansteuerschaltung, die aufweist: einen Ausgang, der dazu ausgebildet ist, an einen Ansteuereingang (11, 12) eines Transistorbauelements (1) angeschlossen zu werden und der einen ersten Ausgangsknoten (21) und einen zweiten Ausgangsknoten (22) aufweist; einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, ein auf ein Bezugspotential (GND) bezogenes Eingangssignal (V_IN) zu erhalten und der einen ersten Eingangsknoten (23) und einen zweiten Eingangsknoten (24) aufweist; eine Differenzverstärkeranordnung (3), die an den ersten Eingangsknoten (23), den zweiten Eingangsknoten (24) und den zweiten Ausgangsknoten (22) angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal (S_DRV) basierend auf dem Eingangssignal (V_IN) zu erzeugen; und eine Treiberschaltung (4), die dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (S_DRV) zu erhalten und eine Ansteuerspannung (VGS) zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsknoten basierend auf dem Ansteuersignal (S_DRV) zu erzeugen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, bei der die Differenzverstärkeranordnung (3) aufweist: eine Eingangsstufe (31), die an den ersten Eingangsknoten (23), den zweiten Eingangsknoten (24) und den zweiten Ausgangsknoten (22) angeschlossen ist; einen Differenzverstärker (35) mit einem Eingang (351, 352), der an die Eingangsstufe (31) angeschlossen ist, und einem Ausgang (363, 364), der dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (S_DRV) bereitzustellen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, bei der die Eingangsstufe (31) aufweist: einen ersten Spannungsteiler, der zwischen den ersten Eingangsknoten (23) und den zweiten Ausgangsknoten (22) geschaltet ist und der einen Abgriff (34₁) aufweist; und einen zweiten Spannungsteiler, der zwischen den zweiten Eingangsknoten (24) und den zweiten Ausgangsknoten (22) geschaltet ist und der einen Abgriff (34₂) aufweist, wobei der Abgriff (34₁) des ersten Spannungsteilers an einen ersten Knoten (351) des Eingangs des Differenzverstärkers (35) angeschlossen ist und der Abgriff (34₂) des zweiten Spannungsteilers an einen zweiten Knoten (352) des Eingangs des Differenzverstärkers (35) angeschlossen ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3, bei der der erste Spannungsteiler einen zwischen den ersten Eingangsknoten (23) und seinen Abgriff (34₁) geschalteten ersten Widerstand (32₁) und einen zwischen seinen Abgriff (34₁) und den zweiten Ausgangsknoten (22) geschalteten zweiten Widerstand (33₁) aufweist und der zweite Spannungsteiler einen zwischen den zweiten Eingangsknoten (24) und seinen Abgriff (34₂) geschalteten ersten Widerstand (32₁) und einen zwischen seinen Abgriff (34₂) und den zweiten Ausgangsknoten (22) geschalteten zweiten Widerstand (33₂) aufweist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Differenzverstärker (35) einen Operationsverstärker aufweist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Differenzverstärker (35) aufweist: eine differentielle Eingangsstufe (36) mit einem Eingang (361, 362), der den Eingang (351, 352) des Differenzverstärkers (35) bildet, und einem Ausgang (363, 364); einen Strom-Spannungswandler (37), der an den Ausgang der differentiellen Eingangsstufe (36) angeschlossen ist; und eine differentielle Ausgangsstufe (38), die an einen ersten und zweiten Abgriff (374₁, 374₂) des Strom-Spannungswandlers (37) angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (S_DRV) bereitzustellen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, bei der die differentielle Eingangsstufe (36) dazu ausgebildet ist, einen ersten Ausgangsstrom (I36₁) und einen zweiten Ausgangsstrom (I36₂), die jeweils in den Strom-Spannungswandler (37) fließen so zu erzeugen, dass eine Differenz zwischen dem zweiten Ausgangsstrom (I36₂) und dem ersten Ausgangsstrom (I36₁) von einer Spannung (V34_DIFF) zwischen dem Abgriff (34₁) des ersten Spannungsteilers und dem Abgriff (34₂) des zweiten Spannungsteilers abhängig ist.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 7, bei der die differentielle Ausgangsstufe (38) dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (S_DRV) abhängig von einer Spannung zwischen den Abgriffen des Strom-Spannungswandlers (37) zu erzeugen.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Strom-Spannungswandler (37) aufweist: einen ersten Widerstand (371₁), der dazu ausgebildet ist, von dem ersten Ausgangsstrom (I36₁) der differentiellen Eingangsstufe (36) oder einem dazu proportionalen Strom durchflossen zu werden und der zwischen den ersten Abgriff (3741₁) des Strom-Spannungswandlers (37) und einen Anschluss für ein Versorgungspotential (V3) geschaltet ist; und einen zweiten Widerstand (3712), der dazu ausgebildet ist, von dem zweiten Ausgangsstrom (I36₂) der differentiellen Eingangsstufe (36) oder einem dazu proportionalen Strom durchflossen zu werden und der zwischen den zweiten Abgriff (374₂) des Strom-Spannungswandlers und den Anschluss für das Versorgungspotential (V3) geschaltet ist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die differentielle Ausgangsstufe (38) einen Schmitt-Trigger aufweist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei der der Differenzverstärker (35) weiterhin aufweist: eine Stromquelle (39), die an einen (374₁) der Abgriffe des Strom-SpannungsWandlers angeschlossen ist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, die teilweise als integrierte Schaltung (IC) ausgebildet ist, wobei jeweils der zweite Widerstand (33₁, 33₂) des ersten und zweiten Spannungsteilers in der integrierten Schaltung (IC) integriert sind und jeweils der erste Widerstand (32₁, 32₂) des ersten und zweiten Spannungsteilers außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet sind.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 12, bei der der erste Spannungsteiler einen dritten Widerstand (35₁) aufweist, der zwischen den ersten Widerstand (32₁) und den Abgriff (34₁) des ersten Spannungsteilers geschaltet ist und der in der integrierten Schaltung (IC) angeordnet ist und der zweite Spannungsteiler einen dritten Widerstand (35₂) aufweist, der zwischen den ersten Widerstand (32₂) und den Abgriff (34₂) des zweiten Spannungsteilers geschaltet ist und der in der integrierten Schaltung (IC) angeordnet ist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, bei der die Eingangsstufe (32) weiterhin aufweist: einen ersten Kondensator (61₁) der parallel zu dem zweiten Widerstand (32₁) des ersten Spannungsteilers geschaltet ist; und einen zweiten Kondensator (61₂) der parallel zu dem zweiten Widerstand (32₂) des zweiten Spannungsteilers geschaltet ist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, bei der jeweils der zweite Widerstand (33₁, 33₂) des ersten und zweiten Spannungsteilers eine Widerstandsanordnung mit mehreren aktivierbaren und deaktivierbaren Widerstandselementen (331₁-331_M) aufweist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der jeweils der dritte Widerstand (35₁, 35₂) des ersten und zweiten Spannungsteilers eine Widerstandsanordnung mit mehreren aktivierbaren und deaktivierbaren Widerstandselementen (351₁-351_N) aufweist.
Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, bei der der Differenzverstärker (35) weiterhin aufweist: einen ersten Kondensator (62₁), der an den ersten Abgriff (374₁) des Strom-Spannungswandlers (37) angeschlossen ist, und einen zweiten Kondensator (62₂), der an den zweiten Abgriff (374₂) des Strom-Spannungswandlers (37) angeschlossen.
Ansteuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die weiterhin aufweist: einen Versorgungsanschluss (25), der dazu ausgebildet ist, eine auf den zweiten Ausgangsknoten (22) bezogene Versorgungsspannung (V_SUP) zu erhalten.
Ansteuerschaltung nach Anspruch 18, die weiterhin aufweist, eine zwischen den Versorgungsanschluss (25) und den zweiten Ausgangsknoten (22) geschaltete Versorgungsschaltung (5), die dazu ausgebildet ist, wenigstens eine interne Versorgungsspannung basierend auf der zwischen dem Versorgungsanschluss (25) und dem zweiten Ausgangsknoten (22) erhaltenen Versorgungsspannung (V_SUP) zu erzeugen.
Schaltung, die aufweist: eine Ansteuerschaltung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche; und ein Transistorbauelement (1) mit einem Ansteuereingang (11, 12), der an den Ausgang (21, 22) der Ansteuerschaltung angeschlossen ist, einem ersten Lastanschluss (13) und einem zweiten Lastanschluss (14).
Schaltung nach Anspruch 20, bei der das Transistorbauelement weiterhin aufweist: einen Halbleiterchip (100); ein Gehäuse (130), in dem der Halbleiterchip (100) angeordnet ist, wobei der Ansteuereingang (11, 12) und der erste und zweite Lastanschluss (13, 14) außen an dem Gehäuse (130) zugänglich sind; in dem Gehäuse (130) an dem Halbleiterchip (100), einen internen ersten Lastanschluss (113), einen internen zweiten Lastanschluss (114) und einen internen Steueranschluss (111), wobei der Ansteuereingang (11, 12) einen ersten Steueranschluss (11) aufweist, der an den internen Steueranschluss (111) angeschlossen ist, und einen zweiten Steueranschluss (11) aufweist, der an den internen ersten Lastanschluss (113) angeschlossen ist, und wobei der erste Lastanschluss (13) an den internen ersten Lastanschluss (113) angeschlossen ist und der zweite Lastanschluss (14) an den internen zweiten Lastanschluss (114) angeschlossen ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 20 und 21, bei der das Transistorbauelement einen MOSFET aufweist.