DE10211891A1 - Intgrierte Halbleiterschaltung - Google Patents
Intgrierte HalbleiterschaltungInfo
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Abstract
Eine integrierte Halbleiterschaltung (10) beinhaltet einen ersten Transistor (MP2), der einen Strom von einer Quelle mit einer hohen Spannung bzw. einer Hochspannungsquelle (VDD) zu einem ersten Knoten (N1) leitet, einen zweiten Transistor (MN2), der einen Strom von dem ersten Knoten (N1) zu einer Niedrigspannungsquelle (GND) leitet. Ferner empfängt ein erster Wandler (IN1) ein Eingangssignal (A) und steuert den ersten Knoten (N1) auf der Grundlage des Eingangssignals (A) an und steuert ein zweiter Wandler (N3) einen zweiten Knoten (N2) auf der Grundlage einer Spannung des ersten Knotens (N1) an.
Description
Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung
zur Verstärkung von Eingangssignalen.
Fig. 1 zeigt einen wohlbekannten Differenzverstärker. Der
Differenzverstärker entspricht einem Verstärkertyp, der
einen aus PMOS-Transistoren TP1 und TP2 als Last
bestehenden Stromspiegel verwendet. Der Differenzverstärker
empfängt jeweils Eingangssignale A und B von Gateelektroden
von NMOS-Transistoren TN1 und TN2, verstärkt eine
Differenzspannung der Eingangssignale und gibt das
verstärkte Signal von dem Knoten N zwischen dem PMOS-
Transistor TP2 und dem NMOS-Transistor TN2 aus. Eine feste
Vorspannung wird einer Gateelektrode eines NMOS-Transistors
TN3 als einer Konstantstromquelle angelegt.
Der Differenzverstärker wird ebenso als Eingangspuffer
verwendet. Gemäß der Darstellung von Fig. 2 sind der
Eingangspuffer 4 an einem Halbleiterchip 3 und der
Ausgangspuffer 2 an einem separaten Halbleiterchip 1
ausgebildet. Der Ausgangspuffer 2 gibt das Signal A und das
dem inversen Signal des Signals A entsprechende Signal B
jeweils über die Übertragungswege 5 und 6 aus. Der
Eingangspuffer 4 beinhaltet den Differenzverstärker gemäß
der Darstellung von Fig. 1. Der Eingangspuffer 4 führt
Ausgangssignale einer in dem gleichem Halbleiterchip 3
ausgebildeten Hauptschaltung zu. Die Signale A und B werden
jeweils den Gateelektroden der MOS-Transistoren TN1 und TN2
des Eingangspuffers 4 zugeführt.
Wird der bekannte Differenzverstärker auf den
Eingangspuffer 4 gemäß der Darstellung von Fig. 2
angewendet, unterscheidet sich ein gemeinsamer Pegel eines
Eingangssignals, das der Eingangspuffer 4 empfängt, in
Abhängigkeit von dem gegenüberliegenden Ausgangspuffer 2.
Der gemeinsame Pegel entspricht einem mittleren Pegel Vc
zwischen einer maximalen Spannung VH0 und einer minimalen
Spannung VL0 einer Amplitude des Eingangssignals (Vc = (VH0
+ VL0)/2). Wird der gemeinsame Pegel für das Eingangssignal
der gleichen Amplitude gering, übersteigt die Spannung an
dem Gateanschluss in Bezug auf die Spannung an dem
Sourceanschluss von einem jeden der MOS-Transistoren TN1
und TN2 nicht leicht die eigene Schwellenspannung. Daher
bricht der Ausgangssignalverlauf zusammen und ändert sich
beispielsweise das Einschaltmaß bzw. die Einschaltdauer des
Ausgangssignals im Vergleich zu dem Einschaltmaß bzw. der
Einschaltdauer des Eingangssignals. Hat sich ferner der
gemeinsame Pegel auf ein Maß verringert, dass die Spannung
an dem Gateanschluss in Bezug auf die Spannung an dem
Sourceanschluss eines jeden der MOS-Transistoren TN1 und
TN2 vollständig nicht die eigene Schwellenspannung
übersteigt, arbeitet der Differenzverstärker nicht.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer
integrierten Halbleiterschaltung, die ein Signal ausgeben
kann, dessen Pegel sich als Reaktion auf ein Eingangssignal
ändert, selbst wenn der gemeinsame Pegel des
Eingangssignals sich geändert hat.
Die integrierte Halbleiterschaltung gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet ein Element für das
Fließen eines Stroms von einer mit einer ersten Spannung
beaufschlagten Spannungsleitung zu einem ersten Knoten und
ein zweites Element für das Fließen eines Stroms von dem
ersten Knoten zu einer mit einer zweiten Spannung
beaufschlagten zweiten Spannungsleitung, wodurch eine
vorbestimmte Vorspannung eingestellt wird.
Die integrierte Halbleiterschaltung ist ferner mit einem
ersten Wandler, dessen Ausgang mit dem ersten Knoten
verbunden ist, zur Wandlung einer Spannung des ersten
Knotens in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung
des Eingangssignals entgegengesetzten Richtung als Reaktion
auf die Spannungsänderung des Eingangssignals ausgestattet,
wodurch eine in einer Richtung einer Vorspannung
vorgespannte Spannung mit einem gemeinsamen Pegel des dem
ersten Knoten zugeführten Eingangssignal erzeugt wird.
Die integrierte Halbleiterschaltung ist ferner mit einem
zweiten Wandler, dessen Ausgang mit dem zweiten Knoten
verbunden ist, zur Änderung einer Spannung des zweiten
Knotens in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung
des ersten Knotens entgegengesetzten Richtung als Reaktion
auf die Spannungsänderung des ersten Knotens ausgestattet,
wodurch ein Signal mit einer Amplitude auf dem
vorgespannten gemeinsamen Pegel verstärkt wird. Selbst wenn
bei dieser Anordnung der gemeinsame Pegel des
Eingangssignals sich geändert hat, ist es möglich, ein
Signal auszugeben, dessen Signalpegel sich als Reaktion auf
das Eingangssignal ändert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine
integrierte Halbleiterschaltung der vorstehenden
Ausgestaltung bereitgestellt, wobei der erste Wandler ein
drittes Element, das zwischen einer mit der ersten Spannung
beaufschlagten dritten Spannungsleitung und dem ersten
Knoten angeschlossen ist, für das Fließen eines Stroms von
der dritten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten und ein
viertes Element, das zwischen einer mit der zweiten
Spannung beaufschlagten vierten Spannungsleitung und dem
ersten Knoten angeschlossen ist, für das Fließen eines
Stroms von dem ersten Knoten zu der vierten
Spannungsleitung aufweist. Fließt in dem ersten und dem
zweiten Element dabei immer ein Strom und sind die durch
das erste und das zweite Element fließenden Ströme größer
als die jeweils durch das dritte und das vierte Element
fließenden Ströme eingestellt, wird ein variabler Bereich
des gemeinsamen Pegels des Eingangssignals größer.
Ferner wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung eine integrierte Halbleiterschaltung der
vorstehenden Ausgestaltung bereitgestellt, wobei die
integrierte Halbleiterschaltung ferner einen dritten
Wandler zur Änderung einer Spannung des zweiten Knotens in
einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung eines
weiteren Eingangssignals entgegengesetzten Richtung als
Reaktion auf die Spannungsänderung des weiteren
Eingangssignals beinhaltet. Ist das weitere Eingangssignal
logisch invers zu dem Eingangssignal, wirkt der dritte
Inverter zur Erhöhung der Spannungsänderung des ersten
Knotens.
Der zweite Wandler beinhaltet einen MOS-Transistor, dessen
Drainanschluss mit dem zweiten Knoten verbunden ist und
dessen Gateanschluss mit dem ersten Knoten N1 verbunden
ist. Der dritte Wandler beinhaltet einen MOS-Transistor,
dessen Drainanschluss mit dem zweiten Knoten verbunden ist
und dessen Gateanschluss zum Empfang des weiteren
Eingangssignals dient. Ist die Ansteuerkapazität bzw.
Ansteuerfähigkeit des MOS-Transistors des dritten Wandler
geringer als die des zweiten Wandlers, wird ein variabler
Bereich des gemeinsamen Pegels des Eingangssignals größer.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine
integrierte Halbleiterschaltung der vorstehenden
Ausgestaltung bereitgestellt, wobei die integrierte
Halbleiterschaltung ferner ein zwischen einer
Energieversorgungsleitung zum Empfang einer
Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung
angeschlossenes drittes Element für das Fließen eines
Stroms von der Energieversorgungsleistung zu der ersten
Spannungsleitung beinhaltet. Die erste Spannungsleitung ist
gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Wandler verbunden.
Es ist möglich, den Energieverbrauch durch Einstellung der
Größe des durch das dritte Element fließenden Stroms zu
verringern. In gleichartiger Weise beinhaltet die
integrierte Halbleiterschaltung ferner ein zwischen einer
Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der
zweiten Spannungsleitung angeschlossenes viertes Element
für das Fließen eines Stroms von der zweiten
Spannungsleitung zu der Masseleitung. Die zweite
Spannungsleitung ist gemeinsam mit dem ersten und dem
zweiten Wandler verbunden. Es ist möglich, den
Energieverbrauch durch Einstellen der Größe des durch das
vierte Element fließenden Stroms zu verringern.
Der erste Wandler beinhaltet beispielsweise einen ersten P-
Kanal-Transistor mit einem Sourceanschluss zum Empfang
einer ersten Spannung, einem mit dem ersten Knoten
verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum
Empfang eines Eingangssignals und einen zweiten N-Kanal-
Transistor mit einem Sourceanschluss zum Empfang der
zweiten Spannung, einem mit dem ersten Knoten verbundenen
Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines
Eingangssignals. Ferner beinhaltet der zweite Wandler
beispielsweise einen dritten P-Kanal-MOS-Transistor mit
einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung,
einem mit dem zweiten Knoten verbundenen Drainanschluss und
einem mit dem ersten Knoten verbundenen Gateanschluss und
einen vierten N-Kanal-MOS-Transistor mit einem
Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem dem
zweiten Knoten verbundenen Drainanschluss und einem mit dem
ersten Knoten verbundenen Gateanschluss.
Der dritte Wandler beinhaltet beispielsweise einen fünften
P-Kanal-MOS-Transistor mit einem Sourceanschluss zum
Empfang der ersten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten
verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum
Empfang eines weiteren Eingangssignals und einen sechsten
N-Kanal-MOS-Transistor mit einem Sourceanschluss zum
Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten
verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum
Empfang des weiteren Eingangssignals.
Da hier eine geringe Zahl von in Serie verbundenen
Elementen zwischen den zwei mit der ersten und der zweiten
Spannung beaufschlagten Spannungsleitungen vorhanden sind,
ist es möglich, die Spannung zu verringern.
Das erste Element beinhaltet einen zwischen der ersten
Spannungsleitung und dem ersten Knoten angeschlossenen
siebten MOS-Transistor und das zweite Element beinhaltet
einen zwischen dem ersten Knoten und der zweiten
Spannungsleitung angeschlossenen achten MOS-Transistor. Der
erste und der zweite MOS-Transistor haben eine
Ansteuerkapazität bzw. Ansteuerfähigkeit, die jeweils
geringer als die des siebten und des achten MOS-Transistors
ist. Ist der dritte Wandler bereitgestellt, weisen der
fünfte und der sechste MOS-Transistor eine
Ansteuerfähigkeit auf, die jeweils geringer als die des
dritten und des vierten MOS-Transistors ist. Mit dieser
Anordnung wird ein variabler Bereich des gemeinsamen Pegels
des Eingangssignals größer.
Sind dabei die Ansteuerfähigkeiten des dritten und des
vierten MOS-Transistors jeweils gleich zu denen des siebten
und des achten MOS-Transistors eingestellt, verstärkt der
zweite Wandler die vorgespannte Spannung des ersten Knotens
stark.
Entsprechen der siebte und der achte MOS-Transistor jeweils
dem P-Kanal-MOS-Transistor und dem N-Kanal-MOS-Transistor,
wird die Zahl der P-Kanal-MOS-Transistoren gleich zu der
Zahl der N-Kanal-MOS-Transistoren.
Vorzugsweise ist der Drainanschluss jeweils des siebten und
des achten MOS-Transistors mit dem Gateanschluss verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet
die integrierte Halbleiterschaltung ein zwischen einer
Energieversorgungsleitung zum Empfang einer
Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung
angeschlossenes drittes Element für das Fließen eines
Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten
Spannungsleitung und/oder ein zwischen einer Masseleitung
zum Empfang einer Massespannung und der zweiten
Spannungsleitung angeschlossenes viertes Element für das
Fließen eines Stroms von der zweiten Spannungsleitung zu
der Masseleitung. Die erste Spannungsleitung ist gemeinsam
mit zumindest den Sourceanschlüssen des ersten und des
dritten MOS-Transistors verbunden. Die zweite
Spannungsleitung ist gemeinsam mit zumindest den
Sourceanschlüssen des zweiten und des vierten MOS-
Transistors verbunden.
Die erste und die zweite Spannungsleitung können jeweils
mit den Sourceanschlüssen des fünften und des sechsten MOS-
Transistors verbunden sein.
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der
nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die
angefügte Zeichnung ersichtlich.
Es zeigen
Fig. 1 eine Schaltungsstrukturdarstellung eines
Differenzverstärkers gemäß einer bekannten Technik,
Fig. 2 eine Strukturdarstellung zur Veranschaulichung einer
Struktur zur Übertragung von Signalen von einer von zwei
LSI-Einheiten zu der weiteren LSI-Einheit gemäß einer
bekannten Technik,
Fig. 3 ein Schaltbild einer integrierten
Halbleiterschaltung (Eigenvorspannungsdifferenzverstärker)
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 ein Schaltbild zur Veranschaulichung einer
äquivalenten Schaltung der integrierten Halbleiterschaltung
gemäß Fig. 3,
Fig. 5 ein Schaltbild zur Veranschaulichung von Abschnitten
von Transistoren MP2 und MN2 der integrierten
Halbleiterschaltung gemäß Fig. 4,
Fig. 6A eine Darstellung zur Veranschaulichung einer
Spannungscharakteristik eines Knotens N1 in Bezug auf eine
Spannung eines Eingangssignals A gemäß Fig. 3 und Fig. 6B
eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Charakteristik
einer Ausgangsspannung in Bezug auf eine Eingangsspannung
eines Wandlers IN3 gemäß Fig. 3,
Fig. 7 eine Signalverlaufsdarstellung zur Veranschaulichung
von Signalverläufen der Knoten N1 und N2 in Bezug auf
Signalverläufe der Eingangssignale A und B gemäß der
Darstellung von Fig. 3,
Fig. 8A eine Darstellung zur Veranschaulichung einer
Spannungscharakteristik eines Knotens N1 in Bezug auf eine
Spannung eines Eingangssignals A gemäß Fig. 3, Fig. 8B eine
Darstellung zur Veranschaulichung einer Charakteristik
eines Ausgangssignals in Bezug auf eine Eingangsspannung
eines Wandler IN3 gemäß Fig. 3,
Fig. 9A eine Darstellung zur Veranschaulichung einer
Charakteristik einer Spannung eines Knotens N1 mit Bezug
auf eine Spannung eines Eingangssignals A gemäß Fig. 3,
Fig. 9B eine Darstellung zur Veranschaulichung einer
Charakteristik eines Ausgangssignals in Bezug auf eine
Eingangsspannung eines Wandlers IN3 gemäß Fig. 3,
Fig. 10 ein Schaltbild einer integrierten
Halbleiterschaltung (Eigenvorspannungsdifferenzverstärker)
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 11 ein Schaltbild einer integrierten
Halbleiterschaltung (Eigenvorspannungsdifferenzverstärker)
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 12A bis 12C Schaltbilder zur Veranschaulichung eines
weiteren Beispiels einer Schaltung zur Erzeugung einer
Vorspannung Vb gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter
Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung erläutert. Die
gleichen Bezugszeichen und Symbole werden in der Zeichnung
als Bezug auf identische oder entsprechende Abschnitte
verwendet.
Fig. 3 zeigt eine Struktur einer integrierten
Halbleiterschaltung 10 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die integrierte
Halbleiterschaltung 10 entspricht einer selbstvorgespannten
Differenzverstärkerschaltung bzw. einer
Eigenvorspannungsdifferenzverstärkerschaltung mit einer
Variable-Vorspannungs-Erzeugungsschaltung 12, die ein
Signal mit einem nahe einer vorbestimmten Vorspannung
vorgespannten Eingangssignal A erzeugt, und einer
Verstärkerschaltung 14, die ein von der Variable-
Vorspannungs-Erzeugungsschaltung 12 ausgegebenes Signal
durch Bezug ein Eingangssignal B, dessen Logik in Bezug auf
die Logik des Eingangssignals A invertiert worden ist,
verstärkt und das verstärkte Signal ausgibt.
Die Variable-Vorspannungs-Erzeugungsschaltung 12 beinhaltet
p-Kanal-MOS-Transistoren MP1 und MP2 und n-Kanal-MOS-
Transistoren MN1 und MN2. Der Sourceanschluss des PMOS-
Transistors MP1 ist mit der Energieversorgungsspannung VDD
verbunden, sein Drainanschluss ist mit dem Knoten N1
verbunden und sein Gateanschluss empfängt das
Eingangssignal A. Der Sourceanschluss des NMOS-Transistors
MN1 ist mit der Massespannung GND (= 0 V) verbunden, die
geringer als die Energieversorgungsspannung VDD ist, sein
Drainanschluss ist mit dem Knoten N1 verbunden und sein
Gateanschluss empfängt das Eingangssignal A. Der
Sourceanschluss des PMOS-Transistors MP2 ist mit der
Energieversorgungsspannung VDD verbunden und sein
Drainanschluss und sein Gateanschluss sind gemeinsam mit
dem Knoten N1 verbunden. Der Sourceanschluss des NMOS-
Transistors MN2 ist mit der Massespannung GND verbunden und
sein Drainanschluss und sein Gateanschluss sind gemeinsam
mit dem Knoten N1 verbunden.
Die Verstärkerschaltung 14 beinhaltet p-Kanal-MOS-
Transistoren MP3 und MP4 und n-Kanal-MOS-Transistoren MN3
und MN4.
Der Soureanschluss des PMOS-Transistors MP3 ist mit der
Energieversorgungsspannung VDD verbunden, sein
Drainanschluss ist dem Knoten N2 verbunden und sein
Gateanschluss ist mit dem Knoten N1 verbunden. Der
Sourceanschluss des n-MOS-Transistors MN3 ist mit der
Massespannung GND, sein Drainanschluss ist mit dem Knoten
N2 verbunden und sein Gateanschluss ist mit dem Knoten N1
verbunden. Der Sourceanschluss des PMOS-Transistors MP4 ist
mit der Energieversorgungsspannung VDD verbunden, sein
Drainanschluss ist mit dem Knoten N2 verbunden und sein
Gateanschluss empfängt das Eingangssignal B. Der
Sourceanschluss des NMOS-Transistors MN4 ist mit der
Massespannung GND verbunden, sein Drainanschluss ist mit
dem Knoten N2 verbunden und sein Gateanschluss empfängt das
Eingangssignal B.
Die Transistoren MP1 und MN1 bilden einen CMOS-Wandler IN1
zum Empfang des Eingangssignals A, wobei sein Ausgang mit
dem Knoten N1 verbunden ist. Die Transistoren MP2 und MN2
bilden einen CMOS-Wandler IN2, dessen Eingang und Ausgang
gemeinsam mit dem Knoten N1 verbunden ist. Die Transistoren
MP3 und MN3 bilden einen CMOS-Wandler IN3, dessen Eingang
mit dem Knoten N1 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem
Knoten N2 verbunden ist. Die Transistoren MP4 und MN4
bilden einen CMOS-Wandler IN4 zum Empfang des
Eingangssignals B, wobei dessen Ausgang mit dem Knoten N2
verbunden ist. Daher ist die integrierte
Halbleiterschaltung 10 äquivalent zu einer Schaltung gemäß
der Darstellung von Fig. 4.
Die integrierte Halbleiterschaltung 10 wird auf einen
Eingangspuffer 4 gemäß der Darstellung von Fig. 2 wie in
dem bekannten Fall angewendet und die Signale A und B gemäß
der Darstellung von Fig. 2 werden jeweils den Wandlern IN1
und TN4 angelegt.
Der Drainanschluss und der Gateanschluss jeweils der MOS-
Transistoren MP2 und MN2 sind diodenartig verbunden. Gemäß
der Darstellung von Fig. 5 ist der Transistor MP2
äquivalent zu einem Diodenelement D1, wobei die mit der
Energieversorgungsspannung VDD beaufschlagte
Energieversorgungsleitung mit dem Knoten N1 in einer
Richtung verbunden wird, um eine in Durchlassrichtung
gerichtete Vorspannung zu bilden. Der Transistor MN2 ist
äquivalent zu einem Diodenelement D2, wobei der Knoten N1
mit der mit der Massespannung GND beaufschlagten
Masseleitung in einer Richtung verbunden wird, um eine in
Durchlassrichtung gerichtete Vorspannung zu bilden. Solange
daher die Spannung des Knotens N1 um eine Schwellenspannung
des MOS-Transistors MP2 geringer als die
Energieversorgungsspannung VDD ist, wird der MOS-Transistor
MP1 zu einem Element, das einen Strom von der
Energieversorgungsspannung VDD zu dem Knoten N1 leitet.
Solange andererseits eine Spannung des Knotens N1 um die
Schwellenspannung des MOS-Transistors MN2 höher als die
Massespannung GND ist, wird der MOS-Transistor MN1 zu einem
Element, das einen Strom von dem Knoten N1 zu der
Massespannung GND leitet.
Sind die MOS-Transistoren MP1 und MN1 nicht mit dem Knoten
N1 verbunden und sind nur die MOS-Transistoren MP2 und MN2
mit dem Knoten N1 verbunden, ist der Knoten N1 auf eine
bestimmte Spannung zwischen der Energieversorgungsspannung
und der Massespannung fixiert. Die feste Spannung wird als
Vorspannung Vb bezeichnet. Die Transistoren MP2 und MN2
sind so aufgebaut, dass die Vorspannung Vb der Hälfte der
Energieversorgungsspannung VDD entspricht.
Der durch die MOS-Transistoren MP1 und MN1 aufgebaute
Wandler IN1 führt als Reaktion auf eine Spannungsänderung
eines Eingangssignals einen Strom zu dem Knoten N1 und
ändert die Spannung des Knotens N1 in einer zu einer
Richtung der Spannungsänderung des Eingangssignals
entgegengesetzten Richtung. Fig. 6A zeigt eine Darstellung
zur Veranschaulichung einer Spannungscharakteristik des
Knotens N1 in Bezug auf das Eingangssignal A.
Die MOS-Transistoren MP1 und MN1 haben Ansteuerkapazitäten
bzw. -fähigkeiten, die jeweils geringer als die der MOS-
Transistoren MP2 und MP1 sind. Eine große und eine kleine
Ansteuerfähigkeit wird durch einen großen und einen kleinen
Einschaltwiderstand ausgedrückt, der erlangt wird, wenn
eine Spannung über den Gateanschluss und den
Sourceanschluss angelegt werden, die gleich zu der einem
Vergleichs-MOS-Transistor angelegten Spannung ist. Je
größer der Einschaltwiderstand ist, desto geringer ist die
Ansteuerfähigkeit. Je größer die Transistorgröße
(Gatebreite/Gatelänge) eines MOS-Transistors ist, desto
geringer ist der Einschaltwiderstand. Daher werden die
Transistorgrößen der Transistoren MP1 und MN1 jeweils
kleiner ausgeführt als die Transistorgrößen der
Transistoren MP2 und MN2.
Die MOS-Transistoren MP2 und MN2 leiten immer einen Strom.
Diese Ströme sind in ausreichender Weise größer als die
jeweils durch die MOS-Transistoren MP1 und MN2 fließenden
Ströme. Daher steuert der Wandler IN1 den Knoten N1 so an,
dass er die Spannung des Knotens N1 geringfügig von der
Vorspannung Vb gemäß dem Eingangssignal vorspannt bzw.
beeinflußt. Gemäß der Darstellung von Fig. 6A ändert sich
die Spannung des Knotens N1 mit einer geringen Rate in
Bezug auf eine Änderung der Spannung des Eingangssignals A.
Diese Änderungsrate wird geringer, wenn die
Ansteuerfähigkeiten der MOS-Transistoren MP1 und MN1
jeweils geringer als die Ansteuerfähigkeiten der MOS-
Transistoren MP2 und MN2 werden. Wird die Spannung des
Eingangssignals A gleich zu der Vorspannung Vb, ist die
Spannung des Knotens N1 ebenso gleich zu der Vorspannung
Vb.
Der durch die MOS-Transistoren MP3 und MN3 aufgebaute
Wandler IN3 führt einen Strom zu dem Knoten N2 als Reaktion
auf eine Spannungsänderung des Knotens N1 und ändert die
Spannung des Knotens N2 in einer zu einer Richtung der
Spannungsänderung des Knotens N1 entgegengesetzten
Richtung. Fig. 6B zeigt eine Darstellung zur
Veranschaulichung der Spannungscharakteristik der
Eingangsspannung in Bezug auf die Ausgangsspannung des
durch die Transistoren MP3 und MN3 aufgebauten Wandlers
IN3.
Die MOS-Transistoren MP3 und MN3 haben jeweils die gleichen
Transistorgrößen wie die Transistorgrößen der MOS-
Transistoren MP2 und MN2 und haben somit die gleichen
Ansteuerfähigkeiten. Hat daher der Wandler IN3 eine zu der
Vorspannung Vb äquivalente Eingangsspannung empfangen, gibt
der Wandler IN3 eine der Vorspannung Vb gleiche Spannung
aus. Gemäß einer durchgezogenen Linie K2 weist der Wandler
IN3 einen hohen Verstärkungsfaktor (Änderungsrate einer
Ausgangsspannung in Bezug auf eine Eingangsspannung) nahe
der Vorspannung Vb auf. Die Ausgangsspannung verringert
sich in starker Weise, selbst wenn die Eingangsspannung
geringfügig höher als die Vorspannung Vb ist und die
Ausgangsspannung steigt stark an, selbst wenn die
Eingangsspannung geringfügig geringer als die Vorspannung
Vb ist.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 6A zeigt der Knoten N1
eine Spannung VL, wenn die Spannung des Eingangssignals A
gleich der Energieversorgungsspannung VDD ist und zeigt der
Knoten N1 eine Spannung VH, wenn die Spannung des
Eingangssignals A gleich der Massespannung GND ist (VL < Vb
< VH). Beginnt die Ausgangsspannung sich dabei zu
verringern, nachdem die Eingangsspannung des Wandlers IN3
von 0 V allmählich angestiegen ist, wird gemäß Fig. 6B die
Eingangsspannung zu dem Zeitpunkt des Beginns des Abfalls
der Ausgangsspannung als VA ausgedrückt. Beginnt im
Gegensatz dazu die Ausgangsspannung sich zu erhöhen,
nachdem die Eingangsspannung des Wandlers IN3 von VDD sich
allmählich verringert hat, wird die Eingangsspannung zu dem
Zeitpunkt des Beginns des Anstiegs der Ausgangsspannung als
VB ausgedrückt.
Die Ansteuerfähigkeiten der MOS-Transistoren MP1 und MN1
sind jeweils um die Größe geringer als die
Ansteuerfähigkeiten der MOS-Transistoren MP2 und MN2, so
daß die Spannungen VL und VH auf Werte festgelegt sind, die
näher der Vorspannung Vb als die Spannungen VA und VB sind.
Ist die Spannung des Knotens N1 jeweils VH und VL, zeigt
der Knoten N2 jeweils eine Spannung VLx und eine Spannung
VHx (VLx < Vb < VHx) und ist eine Differenz (VHx - VLx)
ausreichend größer als eine Differenz (VH - VL). Der Wandler
IN3 verstärkt eine Spannung des Signals an dem Knoten N1
mit einer Amplitude nahe der Vorspannung Vb.
Fig. 7 zeigt eine Verlaufsdarstellung zur Veranschaulichung
von Spannungsänderungen jeweils der Eingangssignale A und B
und der N1 und N2.
Die integrierte Halbleiterschaltung 10 empfängt die
Eingangssignale A und B mit einem gemeinsamen Eingangspegel
Ac, der geringer als die Vorspannung Vb ist, einer
maximalen Hochpegelspannung VH1 und einer minimalen
Niedrigpegelspannung VL1. Die maximale Spannung VH1 ist
größer als die Vorspannung Vb. Die minimale Spannung VL ist
geringer als die Vorspannung Vb. Der gemeinsame
Eingangspegel Vc1 ist geringer als die Vorspannung Vb. Es
wird dabei angenommen, dass die Amplitude (VH1 - VL1) des
Eingangsignals geringer als die Energieversorgungsspannung
VDD ist. Beispielsweise ist diese Amplitude etwa ein
Fünftel der Energieversorgungsspannung VDD.
Die Fig. 8A und 8B sind jeweils gleichartig zu den Fig. 6A
und 6B. Nimmt in Fig. 8A das Eingangssignal A die maximale
Spannung VH1 und die minimale Spannung VL1 an, nimmt der
Knoten N1 jeweils die Spannungen VL2 und Vh2 an. Nimmt der
Knoten N1 die Spannung VH2 und VL2 gemäß Fig. 8B an, nimmt
der Knoten N2 jeweils Spannungen VL3 und VH3 an.
Ändert sich das Eingangssignal A von dem hohen Pegel auf
den niedrigen bzw. geringen Pegel, steigt am Knoten N1 der
niedrige Pegel der Spannung VL2 auf den hohen Pegel der
Spannung VH2 an. Ändert sich im Gegensatz dazu das
Eingangssignal A von dem geringen Pegel auf den hohen
Pegel, fällt der hohe Pegel der Spannung VH2 an dem Knoten
N1 auf den geringen Pegel der Spannung VL2. Die Amplitude
(VH2-VL2) des Knotens N1 wird geringer als (VH1 - VL1). Der
gemeinsame Pegel Vc2 (= (VH2 + VL2)/2) des Knotens N1 gelangt
jedoch näher an die Vorspannung Vb als der gemeinsame Pegel
Vc des Eingangssignals A. Ändert sich der Knoten N1 von dem
geringen Pegel auf den hohen Pegel verringert sich der hohe
Pegel der Spannung VH3 an dem Knoten N2 auf den geringen
Pegel der Spannung VL3. Ändert sich an dem Knoten N1 der
hohe Pegel zu dem geringen Pegel, steigt an dem Knoten N2
der geringe Pegel auf den hohen Pegel an.
Der durch die MOS-Transistoren MP4 und MN4 aufgebaute
Wandler IN4 führt einen Strom von dem Knoten N2 als
Reaktion auf eine Spannungsänderung des Eingangssignals B
und ändert eine Spannung des Eingangssignals B in einer zu
einer Richtung der Spannungsänderung des Eingangssignals B
entgegengesetzten Richtung. Da der Wandler IN4 zur
Verbesserung des Verstärkungsfaktors des Wandlers IN3
dient, ändert der Wandler IN4 die Spannung des Knotens N3
mit einer hohen Geschwindigkeit.
Gemäß Fig. 6A und Fig. 6B sind die Spannungen VH und VL auf
Werte eingestellt, die in dem Bereich der Spannung VA bis
zu der Spannung VB näher an der Vorspannung Vb liegen.
Selbst wenn daher jeweils die gemeinsamen Eingangspegel Vc1
der Eingangssignale A und B sich viel näher zu der
Massespannung GND als in dem in Fig. 7 gezeigten Fall hin
geändert haben, oder wenn der gemeinsame Pegel Vc1 sich
über die Vorspannung Vb hinweg näher zu der
Energieversorgungsspannung VDD hin geändert haben, kann die
integrierte Halbleiterschaltung von dem Knoten N2 ein
Signal ausgeben, dessen Spannung sich als Reaktion auf das
Eingangssignal A ändert.
Fig. 9A und Fig. 9B sind jeweils gleichartig zu der Fig. 6A
und der Fig. 6B. Sind gemäß diesen Figuren die
Hochpegelspannung VH1 und die Niedrigpegelspannung VL1 des
Eingangssignals A jeweils geringer als die Vorspannung Vb,
weist die Spannung des Knotens N1 jeweils eine Amplitude
zwischen der Spannung VL2 und der VH2 auf, die höher als
die Vorspannung Vb ist. Der gemeinsame Pegel Vc2 weist
jedoch im Vergleich zu dem gemeinsamen Pegel Vc1 des
Eingangssignals A eine näher an die Vorspannung Vb
heranreichende Vorspannung auf. Da der Wandler IN3 das
Signal mit einer Amplitude nahe der Vorspannung Vb
verstärken kann, hat die Spannung des Knotens N2 eine
Amplitude zwischen der Spannung VH3 und der Spannung VL3,
die geringer als die Vorspannung Vb sind.
Hat sich der gemeinsame Pegel des Eingangssignals
wesentlich geändert, interferiert der Wandler IN4 mit dem
Wandler IN3 bei der Verstärkung des Signals. Um diese
Schwierigkeit zu überwinden, weisen die MOS-Transistoren
MP4 und MN4 Ansteuerfähigkeiten (d. h. Transistorgrößen)
auf, die jeweils geringer als die Ansteuerfähigkeiten der
MOS-Transistoren MP2 und MN3 sind. Somit ist die
Ansteuerfähigkeit des Wandlers IN4 geringer als die
Ansteuerfähigkeit des Wandlers IN3 ausgeführt. Folglich
wird ein Signal von dem Knoten N2 erlangt, das eine im
Wesentlichen zu der Spannung VH3 gleiche Hochpegelspannung
und eine im Wesentlichen zu der Spannung VL3 gleiche
Niedrigpegelspannung aufweist.
Sind ferner die gemeinsamen Pegel Vc1 der Eingangssignale A
und B jeweils gleich der Massespannung GND oder geringer
als die Massespannung GND geworden oder gleich der
Energieversorgungsspannung VDD oder höher als die
Energieversorgungsspannung VDD geworden, wird ein Signal
von dem Knoten N2 ausgegeben, dessen Spannung sich als
Reaktion auf das Eingangssignal A ändert.
Es wird bevorzugt, dass die in den Wandlern IN1 und IN4
verwendeten vier MOS-Transistoren zu MOS-Transistoren mit
einer höheren Stehspannung bzw. Spannungsfestigkeit
geändert werden, um sie für einen Fall vorzubereiten, in
dem die Spannungen der Eingangssignale A und B geringer als
die Massespannung GND oder höher als die
Energieversorgungsspannung VDD werden.
Wie vorstehend erläutert wandeln die MOS-Transistoren MP2
und MN2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den
gemeinsamen Pegel des Eingangssignals A zu einem Signal,
das eine Vorspannung nahe der Vorspannung Vb an dem Knoten
N1 aufweist. Danach verstärkt der Wandler IN3 die Spannung
des Knotens N1. Selbst wenn daher der gemeinsame Pegel des
Eingangssignals A sich geändert hat, ist es möglich, ein
Signal von dem Knoten N2 als Reaktion auf das
Eingangssignal A auszugeben.
Da ferner die MOS-Transistoren MP3 und MN3
Ansteuerfähigkeiten haben, die jeweils im Wesentlichen
gleich zu den Ansteuerfähigkeiten der MOS-Transistoren MP2
und MN2 sind, ist der Wandler IN3 so eingestellt, dass er
einen großen Verstärkungsgrad nahe der Vorspannung Vb hat.
Folglich ist es möglich, die Spannung an dem Knoten N1 mit
hoher Geschwindigkeit zu verstärken.
Da ferner die Ansteuerfähigkeiten der MOS-Transistoren MP1
und MN1 jeweils geringer als die Ansteuerfähigkeiten der
MOS-Transistoren MP2 und MN2 eingestellt sind, ist es
möglich, einen großen Änderungsbereich des gemeinsamen
Pegels des Eingangssignals A zu erlangen.
Ferner sind in der bekannten Schaltung gemäß Fig. 1 drei
MOS-Transistoren in Serie zwischen den mit zwei
Ansteuerspannungen (der Energieversorgungsspannung VDD und
der Massespannung GND) beaufschlagten Spannungsleitungen
angeschlossen. Insbesondere ist der MOS-Transistor TP1
diodenartig angeschlossen und erfordert die über den
Sourceanschluss und den Drainanschluss des MOS-Transistors
TP1 angelegte Spannung zumindest eine Schwellenspannung. Da
andererseits gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nur zwei
MOS-Transistoren verbunden sind, ist die Struktur für eine
Niedrigspannungsenergieversorgung geeignet.
Darüber hinaus ist bei der bekannten Schaltung ein
Mechanismus zur Erzeugung einer der Konstantstromquelle TN3
anzulegenden Vorspannung erforderlich. Daher erfordert
diese Struktur einen Energieverbrauch. Da andererseits
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Vorspannung nicht
notwendig ist, ist es möglich, den Energieverbrauch zu
verringern.
Gemäß Fig. 2 gibt der Ausgangspuffer 2 die zwei Signale A
und B mit gegenseitig entgegengesetzten Phasen aus. Zur
Ausgabe eines einzigen Signals ist der Eingangspuffer 4
jedoch durch eine Verstärkerschaltung mit einem Anschluss
aufgebaut. Fig. 10 zeigt eine Strukturdarstellung zur
Veranschaulichung einer integrierten Halbleiterschaltung 20
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die
integrierte Halbleiterschaltung 20 entspricht einer
Verstärkerschaltung mit einem Anschluss zur Verstärkung
eines einzigen Eingangssignals A. Die Schaltung hat eine
Struktur, die exakt äquivalent zu der Struktur von Fig. 3
ist, nachdem der Wandler IN4 entfernt worden ist.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich, kann nur
ein Wandler IN3 einen Knoten N3 in ausreichender Weise
ansteuert, da die Ansteuerfähigkeit des Wandlers IN4
ausreichend geringer als die des Wandlers IN3 ist. Ein
Eingangssignals A eines Knotens N1 und eine
Spannungsänderung eines Ausgangssignals sind praktisch
identisch zu den in Fig. 7 dargestellten Verläufen.
Eine Verstärkerschaltung mit einem Anschluss kann durch
Anlegen einer festen Bezugsspannung Vref an den Transistor
TN2 anstelle des Signals B beispielsweise nach der in Fig.
1 dargestellten bekannten Technik verwirklicht werden. Die
Verstärkerschaltung arbeitet jedoch nicht, wenn als
Ergebnis einer Änderung des eingegebenen gemeinsamen Pegels
des Eingangssignals A der hohe Pegel des Signals A gleich
oder geringer als die Bezugsspannung Vref wird oder der
niedrige Pegel des Signals A gleich oder höher als die
Bezugsspannung Vref wird. Andererseits wird gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel ein Signal, dessen Spannung
sich als Reaktion auf das Eingangssignal A ändert,
unabhängig von dem eingegebenen gemeinsamen Pegel des
einzelnen Eingangssignal A ausgegeben.
Da ferner die Bezugsspannung Vref nicht erforderlich ist,
ist eine Struktur zur Erzeugung der Bezugsspannung Vref
nicht notwendig. Folglich kann der Energieverbrauch
verringert werden.
Fig. 11 zeigt eine Strukturdarstellung zur
Veranschaulichung einer integrierten Halbleiterschaltung 30
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die
integrierte Halbleiterschaltung 30 beinhaltet eine jeweils
gemeinsam mit Sourceanschlüssen von Transistoren MP1 bis
MP4 verbundene Spannungsleitung 36, eine jeweils gemeinsam
mit Sourceanschlüssen von Transistoren MN1 bis MN4
verbundene Spannungsleitung 38, eine mit einer
Energieversorgungsspannung VDD beaufschlagte
Energieversorgungsleitung 37, ein zwischen der
Energieversorgungsleitung 37 und der Spannungsleitung 36
angeschlossenes Element C für den Fluss eines Stroms von
der Energieversorgungsleitung 37 zu der Spannungsleitung
36, eine mit einer Massespannung GND beaufschlagte
Masseleitung 39 und ein zwischen der Masseleitung 39 und
Spannungsleitung 38 angeschlossenes Element D für den Fluss
eines Strom von der Spannungsleitung 38 zu der Masseleitung
39. Die weiteren Strukturen sind identisch zu den in Fig. 1
gezeigten Strukturen. Die Struktur mit den Elementen C und
D kann ebenso auf die integrierte Halbleiterschaltung des
zweiten Ausführungsbeispiels angewendet werden. Mit anderen
Worten kann in Fig. 11 der Wandler IN4 eliminiert sein.
Das Element C beinhaltet einen PMOS-Transistor MP5, dessen
Sourceanschluss mit der Energieversorgungsspannung VDD
verbunden ist, dessen Drainanschluss mit der
Energieversorgungsleitung 36 verbunden ist und dessen
Gateanschluss mit der Masseleitung GND verbunden ist und
somit immer leitfähig ist. Das Element D beinhaltet einen
NMOS-Transistor MN5 dessen Sourceanschluss mit der
Masseleitung GND verbunden ist, dessen Drainanschluss mit
der Energieversorgungsleitung 38 verbunden ist und dessen
Gateanschluss mit der Energieversorgungsleitung VDD
verbunden ist und immer leitfähig ist.
Die Funktion der Elemente C und D besteht in der
Verringerung des Energieverbrauchs der Schaltung durch
Integration der Energiequellen zur Zufuhr von Leistung zu
den Wandler IN1 bis IN4.
Die Elemente C und D können den Wandlern IN1 bis IN4
zugeführte Ströme einstellen, wodurch sie zur Verringerung
des Energieverbrauchs in dem Bereich zur Sicherstellung des
Schaltungsbetriebs eingerichtet sind. Im Einzelnen können
durch Einstellung der Transistorgrößen der Transistoren MP5
und MN5 die Werte der erzeugten Ströme eingestellt werden.
In der Energieversorgungsleitung 37 und der Masseleitung 39
erzeugtes Rauschen bzw. erzeugte Störsignale werden jeweils
durch die Elemente C und D gedämpft und jeweils zu den
Spannungsleitungen 36 und 38 weitergeleitet. Somit ist auch
eine Wirkung hinsichtlich der Verringerung von Rauschen
bzw. Störsignalen vorhanden.
Die MOS-Transistoren MP5 und MN5 können durch einen Betrieb
im gesättigten Bereich als Konstantstromquellen arbeiten
oder können als Widerstände durch Betrieb im linearen
Bereich wirken. Ferner können die Elemente C und D einfache
Widerstandselemente anstelle der MOS-Transistoren
beinhalten.
Zur Verringerung der Energieversorgungsspannung VDD kann
darüber hinaus eine Anordnung vorgesehen sein, dass das
Element C oder D mit der Energieversorgungsleitung 36 oder
der Masseleitung 38 verbunden ist und die
Energieversorgungsspannung VDD oder die Massespannung GND
direkt dem anderen zugeführt wird.
In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel kann der die
Vorspannung Vb erzeugende Wandler IN2 durch eine Struktur
mit den MOS-Transistoren MN5 und MN6 des gleichen
Leitungstyps (n-Kanal-Typ gemäß der Zeichnung) gemäß Fig.
12A ersetzt werden. Der MOS-Transistor MN6 hat einen
Drainanschluss zum gewöhnlichen Empfang einer
Energieversorgungsspannung VDD und einen mit einem Knoten
N1 verbundenen Sourceanschluss. Der MOS-Transistor MN5 ist
identisch zu dem MOS-Transistor MN1.
Ferner können gemäß Fig. 12B zwei Dioden D1 und D2
verwendet werden, die einen einfachen PN-Übergang
aufweisen. Die Diode D1 weist eine Verbindung von einer
Energieversorgungsspannung VDD zu einem Knoten N1 in
Durchlassrichtung auf. Die Diode D2 weist eine Verbindung
von dem Knoten N1 zu einer Massespannung GND in einer
Durchlassrichtung auf.
Ferner kann der Wandler IN2 durch eine Struktur gemäß Fig.
12C ersetzt sein, die einen zwischen der
Energieversorgungsleitung zum Empfang der
Energieversorgungsspannung VDD und dem Knoten N1
angeschlossenen Widerstand R1 und einen zwischen dem Knoten
N1 und der Masseleitung zum Empfang der Massespannung GND
angeschlossenen Widerstand R2 aufweist.
Ist eine der in Fig. 12A bis Fig. 12C gezeigte Struktur
anstelle des Wandlers IN2 verwendet, legen das erste
Element für das Fließen eines Stroms von der
Energieversorgungsspannung VDD zu dem Knoten N1 und das
zweite Element für das Fließen eines Stroms von dem Knoten
N1 zu der Massespannung GND den Einschaltwiderstand kleiner
als den Einschaltwiderstand der zwei Elemente MP1 und MN1
fest, die jeweils den Wandler IN1 bilden. Folglich leiten
das erste und das zweite Element größere Ströme als die
jeweils durch die Elemente MP1 und MN1 fließenden Ströme.
Selbst wenn der gemeinsame Pegel des Eingangssignals sich
geändert hat, ist es gemäß der integrierten
Halbleiterschaltung der Erfindung nach vorstehender
Erläuterung möglich, ein Signal auszugeben, dessen
Signalpegel sich als Reaktion auf das Eingangssignal
ändert.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bestimmtes
Ausführungsbeispiel für eine komplette und klare
Offenbarung beschrieben worden ist, sind die angefügten
Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern so ausgebildet,
dass sie alle Modifikationen und alternative Konstruktionen
beinhalten, die einem Fachmann zugänglich sind und
sicherlich in die hier grundlegende Lehre fallen.
Die integrierte Halbleiterschaltung (10) beinhaltet einen
ersten Transistor (MP2), der einen Strom von einer Quelle
mit einer hohen Spannung bzw. einer Hochspannungsquelle
(VDD) zu einem ersten Knoten (N1) leitet, einen zweiten
Transistor (MN2), der einen Strom von dem ersten Knoten
(N1) zu einer Niedrigspannungsquelle (GND) leitet. Ferner
empfängt ein erster Wandler (IN1) ein Eingangssignal (A)
und steuert den ersten Knoten (N1) auf der Grundlage des
Eingangssignals (A) an und steuert ein zweiter Wandler (N3)
einen zweiten Knoten (N2) auf der Grundlage einer Spannung
des ersten Knotens (N1) an.
Claims (18)
1. Integrierte Halbleiterschaltung mit
einem zwischen einem ersten Knoten (N1) und einer mit einer ersten Spannung beaufschlagten ersten Spannungsleitung verbundenen ersten Element (MP2) zum Leiten eines Stroms von der ersten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1),
einem zweiten Element (MN2), das zwischen dem ersten Knoten N1 und einer mit einer zweiten Spannung beaufschlagten zweiten Spannungsleitung angeschlossen ist, die geringer als die erste Spannung ist, zum Leiten eines Stroms von dem ersten Knoten (N1) zu der zweiten Spannungsleitung,
einem ersten Wandler (IN1), dessen Ausgang mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist, zur Änderung einer Spannung des ersten Knotens (N1) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung eines Eingangssignals (A) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des Eingangssignals (A) und
einem zweiten Wandler (IN3), dessen Ausgang mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist, zur Änderung einer Spannung des zweiten Knotens (N2) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung des ersten Knotens (N1) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des ersten Knotens (N1).
einem zwischen einem ersten Knoten (N1) und einer mit einer ersten Spannung beaufschlagten ersten Spannungsleitung verbundenen ersten Element (MP2) zum Leiten eines Stroms von der ersten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1),
einem zweiten Element (MN2), das zwischen dem ersten Knoten N1 und einer mit einer zweiten Spannung beaufschlagten zweiten Spannungsleitung angeschlossen ist, die geringer als die erste Spannung ist, zum Leiten eines Stroms von dem ersten Knoten (N1) zu der zweiten Spannungsleitung,
einem ersten Wandler (IN1), dessen Ausgang mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist, zur Änderung einer Spannung des ersten Knotens (N1) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung eines Eingangssignals (A) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des Eingangssignals (A) und
einem zweiten Wandler (IN3), dessen Ausgang mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist, zur Änderung einer Spannung des zweiten Knotens (N2) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung des ersten Knotens (N1) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des ersten Knotens (N1).
2. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, ferner
mit einem dritten Wandler (IN4) zur Änderung einer Spannung
des zweiten Knotens (N2) in einer zu einer Richtung einer
Spannungsänderung eines weiteren Eingangssignals (B)
entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die
Spannungsänderung des weiteren Eingangssignals (B).
3. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1,
wobei
der erste Wandler (IN1) ein zwischen einer dritten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenes drittes Element (MP1) aufweist, wobei die dritte Spannungsleitung mit der ersten Spannung beaufschlagt ist und ein Strom von der dritten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1) fließt, und ein viertes Element (MN1) aufweist, das zwischen einer vierten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossen ist, wobei die vierte Spannungsleitung mit der zweiten Spannung beaufschlagt ist und ein Strom von dem ersten Knoten (N1) zu der vierten Spannungsleitung fließt, und
das erste und das zweite Element (MP2, MN2) immer einen Strom leiten und die durch das erste und das zweite Element (MP2, MN2) fließenden Ströme jeweils größer als die durch das dritte und das vierte Element (MP1, MN1) fließenden Ströme eingestellt sind.
der erste Wandler (IN1) ein zwischen einer dritten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenes drittes Element (MP1) aufweist, wobei die dritte Spannungsleitung mit der ersten Spannung beaufschlagt ist und ein Strom von der dritten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1) fließt, und ein viertes Element (MN1) aufweist, das zwischen einer vierten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossen ist, wobei die vierte Spannungsleitung mit der zweiten Spannung beaufschlagt ist und ein Strom von dem ersten Knoten (N1) zu der vierten Spannungsleitung fließt, und
das erste und das zweite Element (MP2, MN2) immer einen Strom leiten und die durch das erste und das zweite Element (MP2, MN2) fließenden Ströme jeweils größer als die durch das dritte und das vierte Element (MP1, MN1) fließenden Ströme eingestellt sind.
4. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3, ferner
mit
einem dritten Wandler (IN4) zur Änderung einer Spannung des zweiten Knotens (N2) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung eines weiteren Eingangssignals (B) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des weiteren Eingangssignals (B), wobei
der zweite Wandler (IN3) einen MOS-Transistor beinhaltet, dessen Drainanschluss mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist und dessen Gateanschluss mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist, und
der dritte Wandler (IN4) einen MOS-Transistor mit einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang des weiteren Eingangssignals (B) beinhaltet, wobei der dritte MOS-Transistor eine Ansteuerfähigkeit aufweist, die geringer als die des zweiten MOS-Transistors ist.
einem dritten Wandler (IN4) zur Änderung einer Spannung des zweiten Knotens (N2) in einer zu einer Richtung einer Spannungsänderung eines weiteren Eingangssignals (B) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf die Spannungsänderung des weiteren Eingangssignals (B), wobei
der zweite Wandler (IN3) einen MOS-Transistor beinhaltet, dessen Drainanschluss mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist und dessen Gateanschluss mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist, und
der dritte Wandler (IN4) einen MOS-Transistor mit einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang des weiteren Eingangssignals (B) beinhaltet, wobei der dritte MOS-Transistor eine Ansteuerfähigkeit aufweist, die geringer als die des zweiten MOS-Transistors ist.
5. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, ferner
mit
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung (36) angeschlossenen dritten Element (c) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung (36) gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Wandler (IN1, IN3) verbunden ist.
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung (36) angeschlossenen dritten Element (c) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung (36) gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Wandler (IN1, IN3) verbunden ist.
6. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 oder 5,
ferner mit
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung (38) angeschlossenen vierten Element (D) zum Leiten eines Stroms von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung (38) gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Wandler (IN1, IN3) verbunden ist.
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung (38) angeschlossenen vierten Element (D) zum Leiten eines Stroms von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung (38) gemeinsam mit dem ersten und dem zweiten Wandler (IN1, IN3) verbunden ist.
7. Integrierte Halbleiterschaltung mit
einem zwischen einem ersten Knoten (N1) und einer mit einer ersten Spannung beaufschlagten ersten Spannungsleitung angeschlossenen ersten Element (MP2) zum Leiten eines ersten Stroms von der ersten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1),
einem zweiten Element (MN2), das zwischen dem ersten Knoten (N1) und einer zweiten Spannungsleitung angeschlossen ist, die mit einer zweiten Spannung beaufschlagt ist, die geringer als die erste Spannung ist, zum Leiten eines zweiten Stroms von dem ersten Knoten (N1) zu der zweiten Spannungsleitung,
einem ersten p-Kanal-MOS-Transistor (MP1) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines Eingangssignals (A),
einem zweiten n-Kanal-MOS-Transistor (MN1) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines Eingangssignals (A),
einem dritten p-Kanal-MOS-Transistor (MP3) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Gateanschluss und
einem vierten n-Kanal-MOS-Transistor (MN3) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Gateanschluss.
einem zwischen einem ersten Knoten (N1) und einer mit einer ersten Spannung beaufschlagten ersten Spannungsleitung angeschlossenen ersten Element (MP2) zum Leiten eines ersten Stroms von der ersten Spannungsleitung zu dem ersten Knoten (N1),
einem zweiten Element (MN2), das zwischen dem ersten Knoten (N1) und einer zweiten Spannungsleitung angeschlossen ist, die mit einer zweiten Spannung beaufschlagt ist, die geringer als die erste Spannung ist, zum Leiten eines zweiten Stroms von dem ersten Knoten (N1) zu der zweiten Spannungsleitung,
einem ersten p-Kanal-MOS-Transistor (MP1) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines Eingangssignals (A),
einem zweiten n-Kanal-MOS-Transistor (MN1) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines Eingangssignals (A),
einem dritten p-Kanal-MOS-Transistor (MP3) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Gateanschluss und
einem vierten n-Kanal-MOS-Transistor (MN3) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem mit dem ersten Knoten (N1) verbundenen Gateanschluss.
8. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 7, ferner
mit
einem fünften p-Kanal-MOS-Transistor (MP4) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines weiteren Eingangssignals (B) und
einem sechsten n-Kanal-MOS-Transistor (MN4) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang des weiteren Eingangssignals (B).
einem fünften p-Kanal-MOS-Transistor (MP4) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der ersten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang eines weiteren Eingangssignals (B) und
einem sechsten n-Kanal-MOS-Transistor (MN4) mit einem Sourceanschluss zum Empfang der zweiten Spannung, einem mit dem zweiten Knoten (N2) verbundenen Drainanschluss und einem Gateanschluss zum Empfang des weiteren Eingangssignals (B).
9. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 8,
wobei
das erste Element (MP2) einen zwischen der ersten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenen siebten MOS-Transistor beinhaltet,
das zweite Element (MN2) einen zwischen dem ersten Knoten (N1) und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen achten MOS-Transistor beinhaltet,
der erste und der zweite MOS-Transistor (MP1, MN1) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des siebten und des achten MOS-Transistors sind, und
der fünfte und der sechste MOS-Transistor (MP4, MN4) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des dritten und des vierten MOS-Transistors (MP3, MN3) sind.
das erste Element (MP2) einen zwischen der ersten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenen siebten MOS-Transistor beinhaltet,
das zweite Element (MN2) einen zwischen dem ersten Knoten (N1) und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen achten MOS-Transistor beinhaltet,
der erste und der zweite MOS-Transistor (MP1, MN1) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des siebten und des achten MOS-Transistors sind, und
der fünfte und der sechste MOS-Transistor (MP4, MN4) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des dritten und des vierten MOS-Transistors (MP3, MN3) sind.
10. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 7,
wobei
das erste Element (MP2) einen zwischen der ersten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenen siebten MOS-Transistor beinhaltet,
das zweite Element (MN2) einen zwischen dem ersten Knoten (N1) und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen achten MOS-Transistor beinhaltet und
der erste und der zweite MOS-Transistor (MP1, MN1) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des siebten und des achten MOS-Transistors sind.
das erste Element (MP2) einen zwischen der ersten Spannungsleitung und dem ersten Knoten (N1) angeschlossenen siebten MOS-Transistor beinhaltet,
das zweite Element (MN2) einen zwischen dem ersten Knoten (N1) und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen achten MOS-Transistor beinhaltet und
der erste und der zweite MOS-Transistor (MP1, MN1) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die jeweils geringer als die des siebten und des achten MOS-Transistors sind.
11. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 9 oder
10,
wobei der siebte und der achte MOS-Transistor (MP4, MN4)
jeweils ein P-Kanal-MOS-Transistor und ein N-Kanal-MOS-
Transistor sind.
12. Integrierte Halbleiterschaltung nach einem der
Ansprüche 9 bis 11, wobei der fünfte und der sechste MOS-
Transistor (MP4, MN4) Ansteuerfähigkeiten aufweisen, die
jeweils im Wesentlichen gleich zu den Ansteuerfähigkeiten
des dritten und des vierten MOS-Transistors (MP3, MN3)
sind.
13. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 7 oder 8,
wobei
das erste Element (MP2) ein siebter MOS-Transistor ist, dessen Drainanschluss und Gateanschluss miteinander verbunden sind, und
das zweite Element (MN2) ein achter MOS-Transistor ist, dessen Drainanschluss und Gateanschluss miteinander verbunden sind.
das erste Element (MP2) ein siebter MOS-Transistor ist, dessen Drainanschluss und Gateanschluss miteinander verbunden sind, und
das zweite Element (MN2) ein achter MOS-Transistor ist, dessen Drainanschluss und Gateanschluss miteinander verbunden sind.
14. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 13,
wobei
der siebte MOS-Transistor ein P-Kanal-MOS-Transistor ist, dessen Sourceanschluss mit der ersten Spannungsleitung verbunden ist, und
der achte MOS-Transistor ein N-Kanal-MOS-Transistor ist, dessen Sourceanschluss mit der zweiten Spannungsleitung verbunden ist.
der siebte MOS-Transistor ein P-Kanal-MOS-Transistor ist, dessen Sourceanschluss mit der ersten Spannungsleitung verbunden ist, und
der achte MOS-Transistor ein N-Kanal-MOS-Transistor ist, dessen Sourceanschluss mit der zweiten Spannungsleitung verbunden ist.
15. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 7, ferner
mit
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung angeschlossenen dritten Element (MP5) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des ersten und des dritten MOS-Transistor (MP1, MP3) verbunden ist.
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung angeschlossenen dritten Element (MP5) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des ersten und des dritten MOS-Transistor (MP1, MP3) verbunden ist.
16. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 7 oder
15, ferner mit
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung verbundenen vierten Element (MN5) zum Leiten eines Stroms von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des zweiten und des vierten MOS- Transistors (MN1, MN3) verbunden ist.
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung verbundenen vierten Element (MN5) zum Leiten eines Stroms von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des zweiten und des vierten MOS- Transistors (MN1, MN3) verbunden ist.
17. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 8, ferner
mit
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung angeschlossenen dritten Element (MP5) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des ersten, des dritten und des fünften MOS-Transistors (MP1, MP3, MP4) verbunden ist.
einem zwischen einer Energieversorgungsleitung zum Empfang einer Energieversorgungsspannung und der ersten Spannungsleitung angeschlossenen dritten Element (MP5) zum Leiten eines Stroms von der Energieversorgungsleitung zu der ersten Spannungsleitung,
wobei die erste Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des ersten, des dritten und des fünften MOS-Transistors (MP1, MP3, MP4) verbunden ist.
18. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 8 oder
17, ferner mit
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen vierten Element (MN5) zum Leiten eines Stromes von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des zweiten, vierten und des sechsten MOS-Transistors (MN1, MN3, MN4) verbunden ist.
einem zwischen einer Masseleitung zum Empfang einer Massespannung und der zweiten Spannungsleitung angeschlossenen vierten Element (MN5) zum Leiten eines Stromes von der zweiten Spannungsleitung zu der Masseleitung,
wobei die zweite Spannungsleitung gemeinsam mit Sourceanschlüssen des zweiten, vierten und des sechsten MOS-Transistors (MN1, MN3, MN4) verbunden ist.
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