DE10233249A1

DE10233249A1 - Zwischen einem herkömmlichen Modus und einem Niedrigstromverbrauchsmodus umschaltbare Verstärkerhaltung

Info

Publication number: DE10233249A1
Application number: DE10233249A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ito; Takeshi Hashimoto
Original assignee: Elpida Memory Inc
Current assignee: Micron Memory Japan Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2003-03-20
Also published as: CN100399686C; KR20030011608A; US20030025549A1; CN1652442A; KR100466487B1; TW577078B; CN1220216C; JP2003036672A; CN1399278A; US6762639B2; JP3726041B2

Abstract

Bei einer Verstärkerschaltung mit einem ersten Pumpkondensator (CP1), der zwischen Knoten (N1, N3) angeschlossen ist, und einem zweiten Pumpkondensator (CP2), der zwischen Knoten (N2, N4) angeschlossen ist, enthält die Verstärkerschaltung erste bis fünfte Schalter (S1-S5). Der mit dem Knoten (N1) verbundene erste Schalter (S1) ist entweder mit einem Versorgungsknoten oder einem Masseknoten oder einem Verstärkerknoten verbunden. Der mit dem Knoten (N2) verbundene zweite Schalter (S2) ist entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden. Der zwischen dem Knoten (N3, N4) angebrachte dritte Schalter (S3) schließt oder öffnet sich. Der mit dem Knoten (N3) verbundene vierte Schalter (S4) ist entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder einem nicht verbindenden Knoten verbunden. Der mit dem Knoten (N4) verbundene fünfte Schalter (S5) ist entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder dem nicht verbindenden Knoten verbunden.

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung (Booster), die sich in einer Halbleiteranordnung befindet, und insbesondere auf eine Verstärkerschaltung, die als eine interne Stromzufuhr für dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) zum Gebrauch in einem tragbaren Gerät benutzt wird, das durch eine externe Stromzufuhr von 1,8 V betrieben wird und auf ein Treiberverfahren dafür.

Allgemein enthält eine Verstärkerschaltung der beschriebenen Art (die im Nachfolgenden als "eine normale Pumpschaltung" bezeichnet wird) einen Pumpkondensator, Schalter und eine Stromzufuhr. Die normale Pumpschaltung hat eine Strom-(Ladungs-)- Effizienz von ungefähr 50%.

Zur Verwirklichung eines niedrigen Stromverbrauchs ist eine Verstärkerschaltung (eine Pumpschaltung) mit einer verbesserten Strom-(Ladungs-)-Effizienz von mehr als 50% in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 9-231 752 oder JP-A 9-231752 beschrieben oder offenbart. Die in JP-A-9-231752 offenbarte Verstärkerschaltung (Pumpschaltung) enthält zwei Pumpkondensatoren und fünf Schalter.

In der Weise, die später im Zusammenhang mit den Fig. 1A und 1B beschrieben wird, weist die in JP-A 9-231752 offenbarte Verstärkerschaltung einen ersten Pumpkondensator, einen zweiten Pumpkondensator und erste bis fünfte Schalter auf. Der Verstärkerschaltung wird eine Versorgungsspannung (Versorgungspotential) und eine Massespannung (Massepotential) zugeführt. Die Verstärkerspannung produziert (erzeugt) einen verstärkten Pegel (verstärktes Potential). Dies bedeutet, dass die Verstärkerschaltung einen Knoten, dem die Versorgungsspannung zugeführt wird, einen Knoten, dem die Massespannung zugeführt wird, und einen Knoten zum Erzeugen des verstärkten Pegels hat. Der Knoten, dem die Versorgungsspannung zugeführt wird, wird als "Versorgungsknoten" bezeichnet. Der Knoten, dem die Massespannung zugeführt wird, wird als "Masseknoten" bezeichnet. Der Knoten zum Erzeugen des verstärkten Pegels wird als "Verstärkerknoten" bezeichnet. Weiterhin hat die Verstärkerschaltung erste und zweite Eingabeknoten und erste und zweite Zwischenknoten.

Der erste Pumpkondensator ist zwischen den ersten Eingabeknoten und den ersten Zwischenknoten geschaltet. Der zweite Pumpkondensator wird zwischen den zweiten Eingabeknoten und den zweiten Zwischenknoten geschaltet.

Die ersten bis dritten Schalter sind in Reihe zwischen den Versorgungsknoten und den Masseknoten geschaltet. Insbesondere ist der erste Schalter zwischen den Versorgungsknoten und den ersten Eingabeknoten geschaltet. Allgemein enthält der erste Schalter einen P-Kanal-Metalloxidhalbleiter-(PMOS)-Transistor, der eine mit dem Versorgungsknoten verbundene Source und eine mit dem ersten Eingabeknoten verbundenes Drain hat. Der zweite Schalter ist zwischen den ersten Eingabeknoten und den zweiten Eingabeknoten geschaltet. Allgemein enthält der zweite Schalter einen N-Kanal-Metalloxidhalbleiter-(NMOS)-Transistor, der ein mit dem ersten Eingabeknoten verbundenes Drain und eine mit dem zweiten Eingabeknoten verbundene Source hat. Der dritte Schalter ist zwischen den ersten Eingabeknoten und den Masseknoten geschaltet. Allgemein enthält der dritte Schalter einen NMOS-Transistor, der ein mit dem zweiten Eingabeknoten verbundenes Drain und eine mit dem Masseknoten verbundene Source hat.

Der vierte Schalter hat einen festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten verbunden ist, und einen beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden ist. Der fünfte Schalter hat einen festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten verbunden ist, und einen beweglichen Kontakt, der wahlweise mit entweder dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden wird.

Die Verstärkerschaltung mit solch einem Aufbau wiederholt einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand, um eine hohe Effizienz der Verstärkung und der Stromzufuhr zu verwirklichen. Der erste Zustand ist ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator sich entlädt und der zweite Pumpkondensator geladen wird. Andererseits ist der zweite Zustand ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator geladen wird und der zweite Pumpkondensator sich entlädt.

Insbesondere wird in dem ersten Zustand der erste Schalter eingeschaltet oder geschlossen, wird der zweite Schalter ausgeschaltet oder geöffnet, wird der dritte Schalter eingeschaltet oder geschlossen, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten. In diesem Zustand steigt der Pumpkondensator durch die Versorgungsspannung an, um den Verstärkerknoten mit einem Strom zu versorgen. Gleichzeitig wird der zweite Pumpkondensator durch die Versorgungsspannung und die Massespannung geladen.

Andererseits wird in dem zweiten Zustand der erste Schalter abgeschaltet oder geöffnet, wird der zweite Schalter eingeschaltet oder geschlossen, wird der dritte Schalter abgeschaltet oder geöffnet, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten. In diesem Zustand sind der erste und der zweite Pumpkondensator miteinander in Reihe geschaltet, steigt der erste Pumpkondensator durch die Versorgungsspannung an und fließt ein Strom von dem zweiten Pumpkondensator zu dem Verstärkerknoten. Da in diesem Fall der erste Pumpkondensator eine Elektrodenrichtung in der Gegenrichtung zu einer Verstärkerrichtung hat, wird der erste Pumpkondensator mit den bewegten Ladungen geladen.

Es wird angenommen, dass die Ladungsmenge, die sich für einen Halbzyklus pro Kondensator bewegt, durch ΔQ dargestellt wird. Für diesen Fall ist die Ladungsmenge, die aus dem Versorgungsknoten fließt, gleich 3ΔQ. Andererseits ist die Ladungsmenge, die dem Verstärkerknoten zugeführt wird, gleich 2ΔQ. Dementsprechend hat die Verstärkerschaltung eine Strom-(Ladungs-)-Effizienz von ungefähr 66,6% oder zwei Dritteln. Im Vergleich mit der normalen Pumpschaltung mit der Strom-(Ladungs-)-Effizienz von ungefähr 50% hat die Verstärkerschaltung eine 1,33fach verbesserte Strom-(Ladungs-)- Effizienz.

Allerdings hat die oben erwähnte, in JP-A 9-231752 offenbarte Verstärkerschaltung einen Nachteil darin, dass eine mögliche Verstärkungsspannung auf das 1,5fache der Versorgungsspannung begrenzt ist. Daher sinkt ein Zufuhrstrom drastisch, wenn der verstärkte Pegel das 1,3fache der Versorgungsspannung erreicht, und die Versorgungseffizienz verschlechtert sich. Ein Grund für dieses Problem wird später im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden.

Zusätzlich werden außer der oben beschriebenen verschiedene Verstärkerschaltungen vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart WO 98/44621 eine Stromzufuhrschaltung, die ein Verstärkungsverhältnis mittels zwei Pumpkondensatoren und fünf Schaltern variabel steuern kann. Insbesondere kann eine Stromquellenschaltung ihren eigenen Stromverbrauch verringern und ihr Verstärkungsverhältnis in Übereinstimmung mit dem Tastverhältnis auswählen. Die Stromquellenschaltung enthält eine Ladungspumpschaltung einschließlich eines ersten Schaltbereiches der Ladungen in einem ersten Kondensator akkumuliert und eines zweiten Schaltbereiches, der die in dem ersten Kondensator akkumulierten Ladungen auf einen zweiten Kondensator überträgt, und einer Schaltung, die Schaltsignale zur Steuerung des ersten und des zweiten Schaltbereiches erzeugt. Der erste Schaltbereich enthält erste und zweite Schaltbauteile, die entsprechend mit verschiedenen Potentialen auf einer Seite und einem Ende des ersten Kondensators auf der anderen Seite verbunden sind. Die Schaltsignalerzeugungsschaltung steuert variabel die Verstärkungsrate durch ein- oder ausschalten des ersten Schaltbauteiles und durch Ausschalten des zweiten Schaltbauteiles oder durch Ein- oder Ausschalten des zweiten Schaltbauteiles und Ausschalten des ersten Schaltbauteiles. Wenn die ersten und zweiten Schaltbauteile ausgeschaltet werden, wird das Potential des Schaltsignals auf das Potential gebracht, das der Source eines Schalttransistors zugeführt wird. Die Verstärkungsrate wird in Übereinstimmung mit dem Tastverhältnis gesteuert, wenn eine Flüssigkristallanzeige für eine teilweise Anzeige betrieben wird.

Das US-Patent Nr. 6,259,612 von Yasuo Itoh offenbart eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem kleinen Chipbereich, die zwei Pumpkondensatoren nutzt. Nach Itoh erzeugt ein interner Spannungsgenerator eine interne Spannung, die durch Hochwandeln oder Niederwandeln einer externen Versorgungsspannung erhalten wird. Ein Widerstandsspannungsteiler mit einer Anzahl von Widerständen gibt eine erste geteilte Spannung aus, die durch Teilen der internen Spannung entsprechend einem Widerstandsverhältnis der Widerstände erhalten wird. Ein Kondensatorspannungsteiler mit einer Anzahl von Kondensatoren, die in Reihe zwischen einem Ausgabeanschluss des internen Spannungsgenerators und einem Massepegel geschaltet sind, gibt von den Kondensatoren eine zweite geteilte Spannung aus. Ein Vergleicher vergleicht eine Bezugsspannung und die erste geteilte Spannung, um den internen Spannungsgenerator nach dem Ergebnis des Vergleiches zu steuern. Während der interne Spannungsgenerator betrieben wird, beurteilt der Vergleicher auf Grund des Ergebnisses des Vergleiches zwischen der Bezugsspannung und der ersten geteilten Spannung, ob der Betrieb des internen Spannungsgenerators angehalten werden soll oder nicht. Wenn der interne Spannungsgenerator nicht betrieben wird, wirkt andererseits der Vergleicher auf den internen Spannungsgenerator auf Grund des Ergebnisses des Vergleiches zwischen der Bezugsspannung und der zweiten geteilten Spannung ein. Der Vergleicher steuert ferner den Widerstandsspannungsteiler so, dass ein Strom dadurch nur fließt, wenn der interne Spannungsgenerator im Betrieb ist.

Das US-Patent Nr. 5,774,012 von Heung-Soo Jan offenbart eine hocheffiziente Ladungspunktschaltung, die zwei Pumpkondensatoren und drei Schalter benutzt. Nach Im erzeugt eine Ladungspumpschaltung eine Halbleiterspeicheranordnung eine Spannung, die höher ist als eine angelegte Zufuhrspannung. Die Ladungspumpschaltung enthält einen ersten MOS-Transistor, der Gate- und Drainanschlüsse hat, durch die Zufuhrspannung empfangen wird, und einen Sourceanschluss, durch den eine Anfangsspannung an einen ersten Knoten zugeführt wird. Ein erster Kondensator mit einer vorbestimmten Kapazität hat eine Platte, die mit dem ersten Knoten verbunden ist, und die andere Platte, durch die ein angelegtes erstes oszillierendes Signal empfangen wird. Ein dritter MOS-Transistor hat Gate- und Sourceanschlüsse, die mit dem ersten Knoten verbunden sind, um den elektrischen Strom des ersten Knotens in den Drainanschluss einzuführen. Ein zweiter Kondensator mit einer Kapazität, die geringer als die des ersten Kondensators ist, hat eine Platte, die mit dem zweiten Knoten verbunden ist, der der Drainanschluss des dritten MOS-Transistors ist, und die andere Platte, durch die ein angelegtes zweites oszillierendes Signal empfangen wird. Ein zweiter MOS-Transistor hat Drain- und Gateanschlüsse, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Knoten verbunden sind, und einen Sourceanschluss, der mit dem Ausgabeanschluss verbunden ist, um die Spannung des ersten Knotens an den Ausgabeanschluss in Abhängigkeit von der Spannung des zweiten Knotens anzulegen.

Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 9-238 463 oder JP-A9- 238463 offenbart eine hocheffiziente Ladepumpschaltung, die zwei Pumpkondensatoren und vier Schalter benutzt. Insbesondere enthält diese Schaltung eine Bezugsspannungserzeugungsschaltung, die drei Spannungen VH, V2 und V1 erzeugt. Eine Sägezahnwellenerzeugungsschaltung erzeugt Sägezahnwellen mit der Spannung VH. Erste und zweite Vergleicher vergleichen die Spannungen V1 und V2 mit der Sägezahnwelle, die von der Sägezahnwellenerzeugungsschaltung ausgegeben wird, und erzeugen dann Steuersignale. Zweite, dritte, fünfte und sechste Transistoren schalten sich nach den Steuersignalen des ersten und des zweiten Vergleichers ein und verbinden dann die Minusseiten des ersten und des zweiten Kondensators mit der Stromzufuhr. In Übereinstimmung mit den Steuersignalen des ersten und des zweiten Vergleichers führen eine erste und eine zweite Versorgungsschaltung dem dritten und dem sechsten Transistor einen Basisstrom zu. Mit diesem Aufbau kann eine Steuerung einfach durchgeführt werden.

Ein weiteres Beispiel ist in einem Beitrag von Takeshi Hamamoto et al. offenbart (IEEE 1996, Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers, Seiten 110-111) und der den Titel "An Efficient Charge Recycle and Transfer Pump Circuit for Low Operating Voltage DRAMs" ("Eine effiziente Ladungswiederverwert- und Transferpumpschaltung für Niederbetriebsspannungs-DRAMs") hat. Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Verstärkerschaltung und ein Treiberverfahren für sie bereitzustellen, die eine Stromzufuhreffizienz in Übereinstimmung mit einem verstärkten Pegel mit einem Nachteil in einem Bereich erhöhen kann, der innerhalb zwei Malen gehalten wird.

Es ist eine andere Aufgabe dieser Erfindung, eine Verstärkerschaltung der beschriebenen Art und ein Treiberverfahren dafür bereitzustellen, das zwischen einem herkömmlichen Modus und einem Niedrigverbrauchsstrommodus umschalten kann.

Andere Aufgaben dieser Erfindung werden im Laufe der Beschreibung klar werden.

Beim Beschreiben des Wesentlichen eines Gesichtspunkts dieser Erfindung kann man verstehen, dass eine Verstärkerschaltung einen Versorgungsknoten, dem eine Versorgungsspannung zugeführt wird, einen Masseknoten, dem eine Massespannung zugeführt wird, einen Verstärkerknoten zum Erzeugen eines Verstärkerpegels, einen ersten und zweiten Eingangsknoten und erste und zweite Zwischenknoten hat. Die Verstärkerschaltung enthält einen ersten Pumpkondensator, der zwischen den ersten Eingabeknoten und den ersten Zwischenknoten geschaltet ist, und einen zweiten Pumpkondensator, der zwischen den zweiten Eingabeknoten und dem zweiten Zwischenknoten geschaltet ist.

Nach einem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung enthält die oben erwähnte Verstärkerschaltung erste bis fünfte Schalter. Der erste Schalter hat einen ersten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten und einem ersten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden ist. Der zweite Schalter hat einen zweiten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten verbunden ist, und einen zweiten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden ist. Der dritte Schalter hat einen dritten festen Kontakt und einen dritten beweglichen Kontakt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenknoten angebracht ist. Der dritte Schalter schließt oder öffnet zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenknoten. Der vierte Schalter hat einen vierten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten verbunden ist, und einen vierten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder einem nicht verbundenen Knoten, der mit nirgendwo verbunden ist, verbunden ist. Der fünfte Schalter hat einen fünften festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten verbunden ist, und einen fünften beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder dem nicht verbundenen Knoten verbunden ist.

Bei einem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung treibt ein Treiberverfahren die oben erwähnte Verstärkerschaltung zu einem Niedrigverbrauchsstrommodus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste bis vierte Niedrigverbrauchszustände stellt. Bei dem ersten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, öffnet sich der dritte Schalter, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten. Bei dem zweiten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten, schließt der dritte Schalter, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem nicht verbundenen Knoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem nicht verbundenen Knoten. Bei dem dritten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, öffnet sich der dritte Knoten, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten. Bei dem vierten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, schließt der dritte Schalter, verbindet der vierte Schalter den erste Zwischenknoten mit dem nicht verbundenen Knoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem nicht verbundenen Knoten.

Bei dem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung treibt ein Treiberverfahren die oben erwähnte Verstärkerschaltung zu einem herkömmlichen Modus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste und zweite herkömmliche Zustände stellt. Bei dem ersten herkömmlichen Zustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, öffnet sich der dritte Schalter, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten. Bei dem zweiten herkömmlichen Zustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, öffnet sich der dritte Schalter, verbindet der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten.

Nach einem zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung enthält die oben erwähnte Verstärkerschaltung eine Verbindungsleitung und erste bis vierte Schalter. Die Verbindungsleitung erstreckt sich zwischen der Umgebung des ersten Eingabeknotens und der Umgebung des zweiten Eingabeknotens. Der erste Schalter hat einen festen Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten und einem ersten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder der Verbindungsleitung verbunden ist. Der zweite Schalter hat einen zweiten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten und einem zweiten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder der Verbindungsleitung verbunden ist. Der dritte Schalter hat einen dritten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten und einem dritten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise entweder mit dem Verstärkerknoten oder dem Versorgungsknoten verbunden ist. Der vierte Schalter hat einen vierten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten und einem vierten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise entweder mit dem Verstärkerknoten oder dem Versorgungsknoten verbunden ist.

Bei dem zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung treibt ein Treiberverfahren die oben erwähnte Verstärkerschaltung zu einem Niedrigverbrauchsstrommodus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste bis vierte Niedrigverbrauchszustände stellt. Bei dem ersten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten. Bei dem zweiten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung, verbindet der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten. Bei dem dritten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten. Bei dem vierten Niedrigverbrauchszustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung, verbindet der dritte Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten.

Bei dem zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung treibt ein Treiberverfahren die oben beschriebene Verstärkerschaltung zu einem herkömmlichen Modus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste und zweite herkömmliche Zustände stellt. Bei dem ersten herkömmlichen Zustand verbindet der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten. Bei dem zweiten herkömmlichen Zustand verbindet der ersten Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten, verbindet der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten, verbindet der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A und 1B sind Schaltdiagramme zum Beschreiben eines Arbeitsprinzips einer Verstärkerschaltung nach einer früheren Anwendung (JP-A 9-231752);
Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm zum zusätzlichen Beschreiben des Verstärkungsprinzips der in den Fig. 1A und 1B dargestellten Verstärkerschaltung;
Fig. 3A-3D sind Schaltdiagramme zum Beschreiben eines Arbeitsprinzips eines Niedrigstromverbrauchsmodus in einer Verstärkerschaltung nach einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
Fig. 4A und 4B sind Schaltdiagramme zum Beschreiben eines Arbeitsprinzips bei einem herkömmlichen Modus in der Verstärkerschaltung nach dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm zum zusätzlichen Beschreiben eines Arbeitsprinzips der in den Fig. 3A-3D, 4A und 4B dargestellten Verstärkerschaltung;
Fig. 6A-6D sind Schaltdiagramme zum Beschreiben eines Wirkungsprinzips in einem Niedrigverbrauchsstrommodus in einer Verstärkerschaltung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
Fig. 7A und 7B sind Schaltdiagramme zum Beschreiben eines Wirkungsprinzips bei einem herkömmlichen Modus in der Verstärkerschaltung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
Fig. 8 ist ein Schaltdiagramm zum zusätzlichen Beschreiben eines Wirkungsprinzips der in den Fig. 6A-6D, 7A und 7B dargestellten Verstärkerschaltung;
Fig. 9 zeigt Charakteristiken der Stromwirkungsgrade in einer Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung, einer herkömmlichen Verstärkerschaltung und einer Verstärkerschaltung, die sich auf eine frühere Anwendung bezieht (JP-A 9-231752);
Fig. 10 stellt die Charakteristiken der Versorgungsströme in der Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung, der herkömmlichen Verstärkerschaltung und der Verstärkerschaltung, die sich auf die frühere Anwendung (JP-A 9-231752) bezieht, dar;
Fig. 11 ist ein Schaltdiagramm eines Beispiels der in den Fig. 3A-3D, 4A und 4B dargestellten Verstärkerschaltung;
Fig. 12A und 12B sind Zeitdiagramme, die die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale zeigen, die an die in Fig. 11 gezeigte Verstärkerschaltung in dem Niedrigverbrauchsstrommodus zugeführt werden;
Fig. 13A und 13B sind Zeitdiagramme, die die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale zeigen, die an die in Fig. 11 gezeigte Verstärkerschaltung bei dem herkömmlichen Modus zugeführt werden;
Fig. 14 ist ein Schaltdiagramm eines Beispiels der in den Fig. 6A-6D, 7A und 7B gezeigten Verstärkerschaltung;
Fig. 15A und 15B sind Zeitdiagramme, die Signalverläufe der ersten bzw. zweiten Taktsignale zeigen, die an die in Fig. 14 dargestellte Verstärkerschaltung bei dem Niedrigverbrauchsstrommodus zugeführt werden;
Fig. 16A und 16B sind Zeitdiagramme, die Signalverläufe der ersten bzw. zweiten Taktsignale zeigen, die an die in Fig. 14 dargestellte Verstärkerschaltung bei dem herkömmlichen Modus zugeführt werden;
Fig. 17A bis 17G sind Zeitdiagramme, die die Betriebssignalverläufe zu jedem Bereich bei dem Niedrigverbrauchsstrommodus in der in Fig. 11 dargestellten Verstärkerschaltung 11 zeigen;
Fig. 18A bis 18F sind Zeitdiagramme, die die Betriebssignalverläufe zu jedem Bereich bei dem herkömmlichen Modus in der in Fig. 11 dargestellten Verstärkerschaltung zeigen;
Fig. 19A bis 19G sind Zeitdiagramme, die die Betriebssignalverläufe zu jedem Bereich bei dem Niedrigverbrauchsstrommodus in der in Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung zeigen;
Fig. 20A bis 20F sind Zeitdiagramme, die die Betriebssignalverläufe zu jedem Bereich bei dem herkömmlichen Modus in der in Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung zeigen;
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine Verstärkerstromzufuhrschaltung zeigt, auf die die Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung anwendbar ist;
Fig. 22 ist eine Schaltdiagramm, das ein abgeändertes Beispiel der in Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung zeigt;
Fig. 23 zeigt Wechselstromcharakteristiken in der VPP-Zufuhr der in Fig. 11 oder Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung und der in Fig. 22 dargestellten Verstärkerschaltung;
Fig. 24A und 24B zeigen erste und zweite abgeänderte Beispiele einer Pegelleseschaltung zum Gebrauch in der in Fig. 21 dargestellten Verstärkerschaltung; und
Fig. 25 zeigt Charakteristiken der internen verstärkten Spannungen in der in Fig. 21 dargestellten Pegelleseschaltung und in der in den Fig. 24A und 24B dargestellten abgeänderten Pegelleseschaltungen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Zuerst wird unter Bezug auf die Fig. 1A und 1B eine Verstärkerschaltung nach einer früheren Anwendung beschrieben werden, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Die dargestellte Verstärkerschaltung ist in der oben erwähnten JP-A 9-23175 offenbart. Fig. 1A zeigt einen ersten Zustand der Verstärkerschaltung, während Fig. 1B einen zweiten Zustand der Verstärkerschaltung zeigt. In dieser Beschreibung bezieht sich oder bezeichnet dasselbe Bezugszeichen sowohl eine Spannung als auch einen Knoten.
Die dargestellte Verstärkerschaltung enthält einen ersten Pumpkondensator CP1, einen zweiten Pumpkondensator CP2 und erste bis fünfte Schalter S1, S2, S3, S4 und S5. Der Verstärkerschaltung wird eine Versorgungsspannung (Stromzufuhrpotential) VCC und eine Massespannung (Massepotential) VSS zugeführt. Die Verstärkerschaltung produziert (erzeugt) einen verstärkten Pegel (verstärktes Potential) VPP. Das heißt, die Verstärkerschaltung hat einen Knoten VCC, an dem die Versorgungsspannung VCC zugeführt wird, einen Knoten VSS, an dem die Massespannung VSS zugeführt wird, und einen Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels VPP. Der Knoten VCC, dem die Versorgungsspannung zugeführt wird, wird als ein "Versorgungsknoten" bezeichnet. Der Knoten VSS, dem die Massespannung zugeführt wird, wird als "Masseknoten" bezeichnet. Der Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels wird als ein "Verstärkerknoten" bezeichnet. Zusätzlich hat die Verstärkerschaltung erste und zweite Eingabeknoten N1 und N2 und erste und zweite Zwischenknoten N3 und N4.
Der erste Pumpkondensator CP1 ist zwischen den ersten Eingabeknoten N1 und den ersten Zwischenknoten N3 geschaltet. Der zweite Pumpkondensator ist zwischen den zweiten Eingabeknoten N2 und den zweiten Zwischenknoten N4 geschaltet.
Die ersten bis dritten Schalter S1 bis S3 sind in Reihe zwischen den Versorgungsknoten VCC und den Masseknoten VSS geschaltet. Insbesondere ist der erste Knoten S1 zwischen den Versorgungsknoten VCC und den ersten Eingabeknoten N1 geschaltet. Allgemein enthält der erste Schalter S1 einen P-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor (PMOS) mit einer Source, die mit dem Versorgungsknoten VCC verbunden ist und mit einem Drain, das mit dem ersten Eingabeknoten N1 verbunden ist. Der zweite Schalter S2 ist zwischen den ersten Eingabeknoten N1 und den zweiten Eingabeknoten N2 geschaltet. Allgemein enthält der zweite Schalter S2 einen N-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor (NMOS) mit einem Drain, das mit dem ersten Eingabeknoten N1 verbunden ist, und mit einer Source, die mit dem zweiten Eingabeknoten N2 verbunden ist. Der dritte Schalter S3 ist zwischen den zweiten Eingabeknoten N2 und den Masseknoten VSS geschaltet. Allgemein enthält der dritte Schalter S3 einen NMOS-Transistor mit einem Drain, das mit dem zweiten Eingabeknoten N2 verbunden ist, und mit einer Source, die mit dem Masseknoten VSS verbunden ist.
Der vierte Schalter S4 hat einen festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten N3 verbunden ist, und einen beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden ist. Der fünfte Schalter S5 hat einen festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten N4 verbunden ist, und einen beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden ist.
Wie in den Fig. 1A und 1B dargestellt, wiederholt die Verstärkerschaltung mit solch einem Aufbau den ersten und den zweiten Zustand, um eine hohe Effizienz der Verstärkung und der Stromzufuhr zu verwirklichen. Wie in Fig. 1A gezeigt, ist der erste Zustand ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 sich entlädt und der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird. Wie in Fig. 1B gezeigt, ist der zweite Zustand ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 geladen wird und der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt.
Wie in Fig. 1A dargestellt, wird insbesondere in dem ersten Zustand der erste Schalter S1 eingeschaltet oder geschlossen, wird der zweite Schalter S2 ausgeschaltet oder geöffnet, wird der dritte Schalter S3 eingeschaltet oder geschlossen, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Verstärkerknoten VPP und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Versorgungsknoten VCC. In diesem Zustand steigt der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC an, um den Verstärkerknoten VCC mit einem Strom zu versorgen. Gleichzeitig wird der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC und die Massespannung VSS geladen.
Wie in Fig. 1B dargestellt, wird andererseits bei dem zweiten Zustand der erste Schalter S1 ausgeschaltet oder geöffnet, wird der zweite Schalter S2 eingeschaltet oder geschlossen, wird der dritte Schalter S3 ausgeschaltet oder geöffnet, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Versorgungsknoten VCC und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Verstärkerknoten VPP. In diesem Zustand werden der erste und der zweite Pumpkondensator CP1 und CP2 miteinander in Reihe geschaltet, steigt der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC an und fließt ein Strom von dem zweiten Pumpkondensator CP2 zu dem Verstärkerknoten VPP. Da in diesem Fall der erste Pumpkondensator eine Elektrodenrichtung in die Gegenrichtung zu einer Verstärkerrichtung hat, wird der erste Pumpkondensator CP1 mit bewegten Ladungen geladen.
Es wird angenommen, dass die Ladungsmenge, die sich für einen Halbzyklus pro Kondensator bewegt, durch ΔQ dargestellt wird. In diesem Fall ist die Ladungsmenge, die aus dem Versorgungsknoten VCC fließt, gleich 3ΔQ. Andererseits ist die Ladungsmenge, die dem Verstärkerknoten VPP zugeführt wird, gleich 2ΔQ. Dementsprechend hat die Verstärkerschaltung eine Strom-(Ladungs-)-Effizienz von ungefähr 66,6% oder zwei Dritteln. Im Vergleich mit der normalen Pumpschaltung mit einer Strom-(Ladungs-)-Effizienz von ungefähr 50% hat die Verstärkerschaltung eine ungefähr 1,33- fache verbesserte Strom-(Ladungs-)-Effizienz.
Allerdings hat die oben erwähnte Verstärkerschaltung den Nachteil, dass eine Verstärkung der Spannung auf das 1,5fache der Versorgungsspannung VCC begrenzt ist. Daher sinkt ein Zufuhrstrom drastisch, wenn der verstärkte Pegel VPP sich dem 1,3fachen der Versorgungsspannung VCC annähert und eine Versorgungseffizienz verschlechtert sich.
Unter Bezug auf Fig. 2 wird ein Grund für dieses Problem beschrieben werden. Der Grund für das Auftreten dieses Problems ist, dass für das Begrenzen einer verstärkten Spannung die Elektrode in der Richtung, die entgegengesetzt zu einer Verstärkerrichtung ist, gemacht wird, wenn der erste Pumpkondensator CP1 und der zweite Pumpkondensator CP2 miteinander in Reihe geschaltet sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Insbesondere wird angenommen, dass der erste Pumpkondensator CP1 eine Kapazität, die gleich zu der des zweiten Pumpkondensators CP2 ist, und ein Potential hat, bei dem jede Veränderung des Kondensators beim Laden/Entladen gleich ΔV ist. In diesem Fall ist folgender Ausdruck von dem in Fig. 1A dargestellten ersten Zustand und dem in Fig. 1B dargestellten zweiten Zustand erfüllt:
VCC + (VCC - VPP - ΔV) + (VCC - ΔV) = VPP
Indem man diesen Ausdruck nach ΔV auflöst, erhält man folgenden Ausdruck:
ΔV = (3/2).VCC - VPP
Dementsprechend sieht man, dass ein Versorgungsstrom Null wird, wenn der verstärkte Pegel VPP das 1,5fache von VCC beträgt. Mit anderen Worten sieht man, dass die in JP-A 9-231752 offenbarte Verstärkerschaltung die Stromeffizienz durch Steuerung des verstärkten Pegels VPP verbessert.
Die Spannungen vor und nach der Verstärkung seien durch V₁ und V₂ dargestellt und die Ströme seien vor und nach der Verstärkung durch I₁ und I₂ dargestellt. Unter diesen Umständen ist wegen des Energieerhaltungssatzes der folgende Ausdruck erfüllt:
V₁ × I₁ = V₂ × I₂
Wenn die verstärkte Spannung angehoben wird, wird der Strom groß, und somit steigt die Stromeffizienz an.
Unter Bezug auf die Fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 4A und 4B fährt die Beschreibung mit einem Arbeitsprinzip einer Verstärkerschaltung nach einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung fort. Die dargestellte Verstärkerschaltung kann entweder in einem in den Fig. 3A bis 3D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus oder einem in den Fig. 4A und 4B dargestellten herkömmlichen Modus betrieben werden. Mit anderen Worten kann die dargestellte Verstärkerschaltung durch Umschalten zwischen dem herkömmlichen Modus und dem Niedrigverbrauchsstrommodus betrieben werden. In der gesamten Beschreibung bezeichnet das selbe Bezugszeichen sowohl eine Spannung als auch einen Knoten.
Obwohl die dargestellte Verstärkerschaltung zwei Pumpkondensatoren auf die Weise erfordert wie die Verstärkerschaltung, die in JP-A 9-231752 offenbart und in Fig. 1A und 1B dargestellt ist, sind die zwei Pumpkondensatoren in der dargestellten Verstärkerschaltung in eine symmetrische Beziehung gebracht.
Insbesondere enthält die Verstärkerschaltung einen ersten Pumpkondensator CP1, einen zweiten Pumpkondensator CP2 und erste bis fünfte Schalter S1, S2, S3, S4 und S5. Der Verstärkerschaltung wird eine Versorgungsspannung (Stromzufuhrpotential) VCC und eine Massespannung (Massepotential) VSS zugeführt. Die Verstärkerschaltung produziert oder erzeugt einen verstärkten Pegel (verstärktes Potential). Das heißt, dass die Verstärkerschaltung einen Knoten VCC, dem die Versorgungsspannung VCC zugeführt wird, einen Knoten VSS, dem die Massespannung VSS zugeführt wird, und einen Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels VPP hat. Der Knoten VCC, dem die Versorgungsspannung zugeführt wird, wird als Versorgungsknoten bezeichnet. Der Knoten VSS, dem die Massespannung zugeführt wird, wird als ein Masseknoten bezeichnet. Der Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels VPP wird als ein Verstärkerknoten bezeichnet. Zusätzlich hat die Verstärkerschaltung erste und zweite Eingabeknoten N1 und N2 und erste und zweite Zwischenknoten N3 und N4.
Der erste Pumpkondensator CP1 ist zwischen den ersten Eingabeknoten N1 und den ersten Zwischenknoten N3 geschaltet. Der zweite Pumpkondensator CP2 ist zwischen den zweiten Eingabeknoten N2 und den zweiten Zwischenknoten N4 geschaltet.
Der erste Schalter S1 hat einen ersten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten N1 verbunden ist, und einen ersten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Masseknoten VSS oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden ist. Gleichermaßen hat der zweite Schalter S2 einen zweiten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten N2 verbunden ist, und einen zweiten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Masseknoten VSS oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden ist.
Der dritte Schalter S3 hat einen dritten festen Kontakt und einen dritten beweglichen Kontakt, der zwischen dem ersten Zwischenknoten N3 und dem zweiten Zwischenknoten N4 angebracht ist. Der dritte Schalter S3 schließt oder öffnet zwischen dem ersten Zwischenknoten N3 und dem zweiten Zwischenknoten N4 auf eine Weise, die später beschrieben wird.
Der vierte Schalter S4 hat einen vierten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten N3 verbunden ist, und einen vierten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP oder einem nicht verbundenen Knoten, der nirgendwo verbunden ist, verbunden ist. Der fünfte Schalter S5 hat einen fünften festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten N4 verbunden ist, und einen fünften beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP oder dem nicht verbundenen Knoten, der nirgendwo verbunden ist, verbunden ist.
Bei dem in den Fig. 3A-3D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus verwirklicht die Verstärkerschaltung eine hohe Effizienz eines verstärkten Stroms und einer Stromzufuhr durch Wiederholen der vier Niedrigverbrauchszustände, nämlich eines ersten in Fig. 3A dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)1, eines zweiten in Fig. 3B dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)2, eines dritten in Fig. 3C dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)3 und eines vierten in Fig. 3D dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)4.
Bei dem in den Fig. 3A-3D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus ist der in Fig. 3A dargestellte erste Niedrigverbrauchszustand ST(cl)1 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 geladen wird und der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt, ist der zweite in Fig. 3B dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST(cl)2 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 sich entlädt und der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird, ist der dritte in Fig. 3C dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST(cl)3 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 sich entlädt und der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird, und ist der vierte in Fig. 3D dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST(cl)4 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 geladen wird und der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt.
Bei dem ersten, in Fig. 3A dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)1 verbindet insbesondere der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit dem Masseknoten VSS, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit dem Versorgungsknoten VCC, wird der dritte Schalter S3 abgeschaltet oder geöffnet, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Versorgungsknoten VCC und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Verstärkerknoten VPP. In diesem Zustand wird der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC und die Massespannung VSS geladen, während der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben wird, um einen Strom dem Verstärkerknoten VPP zuzuführen.
Bei dem zweiten, in Fig. 3B dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)2 verbindet der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit dem Versorgungsknoten VCC, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten VPP, wird der dritte Schalter S3 eingeschaltet oder geschlossen, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem nicht verbundenen Knoten und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem nicht verbundenen Knoten. In diesem Zustand sind der erste Pumpkondensator CP1 und der zweite Pumpkondensator CP2 miteinander in Reihe geschaltet, wird der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben und wird von dem zweiten Pumpkondensator CP2 ein Strom dem Verstärkerknoten VPP zugeführt. In diesem Fall entlädt sich der erste Pumpkondensator CP1, während der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird.
Bei dem dritten, in Fig. 3C dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)3 verbindet der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten VCC, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit dem Masseknoten VSS, wird der dritte Schalter S3 abgeschaltet oder geöffnet, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Verstärkerknoten VPP und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Versorgungsknoten VCC. In diesem Zustand wird der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben, um einen Strom dem Verstärkerknoten VPP zuzuführen, während der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC und die Massespannung VSS geladen wird.
Bei dem vierten, in Fig. 3D dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)4 verbindet der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit dem Verstärkerknoten VPP, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit dem Versorgungsknoten VCC, wird der dritte Schalter S3 eingeschaltet oder geschlossen, verbindet der vierte Schalter S4 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem nicht verbundenen Knoten und verbindet der fünfte Schalter S5 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem nicht verbundenen Knoten. In diesem Zustand sind der erste Pumpkondensator CP1 und der zweite Pumpkondensator CP2 miteinander in Reihe geschaltet, wird der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben und wird von dem ersten Pumpkondensator CP1 dem Verstärkerknoten VPP ein Strom zugeführt. In diesem Fall wird der erste Pumpkondensator CP1 geladen, während der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt.
Der in den Fig. 4A und 4B dargestellte herkömmliche Modus entspricht dem, der durch Ausdünnen des in Fig. 3B dargestellten zweiten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)2 und des in Fig. 3D dargestellten vierten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)4 von dem Niedrigverbrauchsstrommodus erhalten wird. Insbesondere wiederholt der herkömmliche Modus einen ersten, in Fig. 4A dargestellten herkömmlichen Zustand ST(c)1 und einen zweiten, in Fig. 4B dargestellten herkömmlichen Zustand ST(c)2. Der erste herkömmliche Zustand ST(c)1 des in Fig. 4A dargestellten herkömmlichen Modus ist identisch mit dem ersten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)1 des in Fig. 3A dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus, während der zweite herkömmliche Zustand ST(c)2 des in Fig. 4B dargestellten herkömmlichen Modus identisch mit dem dritten Niedrigverbrauchszustand ST(cl)3 des in Fig. 3C dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus ist. Das heißt, dass durch Ausdünnen des zweiten und des vierten Niedrigverbrauchszustandes ST(cl)2 und ST(cl)4, die in den Fig. 3B und 3D dargestellt sind, von dem Niedrigverbrauchsstrommodus die Verstärkerschaltung auf einen Verstärkungsbetrieb nach einem herkömmlichen Verfahren umschaltet.
Fig. 5 ist eine Ansicht für eine zusätzliche Erklärung eines Verstärkungsprinzips mit einer hocheffizienten Stromverstärkerschaltung, die in den Fig. 3A-3D dargestellt ist. In Fig. 5 stellt das Symbol C1 einen Kapazitätswert des ersten Pumpkondensators CP1 dar, und das Symbol C2 stellt einen Kapazitätswert des zweiten Pumpkondensators CP2 dar.
Unter Bezug auf die Fig. 6A, 6B, 6C, 6D, 7A und 7B fährt die Beschreibung mit einem Arbeitsprinzip einer Verstärkerschaltung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung fort. Die dargestellte Verstärkerschaltung kann entweder in einem in den Fig. 6A-6D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus oder in einem in den Fig. 7A und 7B dargestellten herkömmlichen Modus betrieben werden. Mit anderen Worten kann die dargestellte Verstärkerschaltung betrieben werden, indem zwischen dem herkömmlichen Modus und dem Niedrigverbrauchsstrommodus umgeschaltet wird. In der gesamten Beschreibung bezeichnet das selbe Bezugszeichen sowohl eine Spannung als auch einen Knoten.
Obwohl die dargestellte Verstärkerschaltung zwei Pumpkondensatoren auf die Weise erfordert wie die Verstärkerschaltung, die in JP-A 9-231752 offenbart und in den Fig. 1A und 1B dargestellt ist, werden die zwei Pumpkondensatoren in der dargestellten Verstärkerschaltung in eine symmetrische Beziehung gestellt.
Insbesondere enthält die Verstärkerschaltung einen ersten Pumpkondensator CP1, einen zweiten Pumpkondensator CP2 und erste bis vierte Schalter S1, S2, S3 und S4. Der Verstärkerschaltung wird eine Versorgungsspannung (Stromzufuhrpotential) und eine Massespannung (Massepotential) zugeführt. Die Verstärkerschaltung produziert oder erzeugt einen verstärkten Pegel (verstärktes Potential). Das heißt, dass die Verstärkerschaltung einen Knoten VCC, dem die Versorgungsspannung VCC zugeführt wird, einen Knoten VSS, dem die Massespannung VSS zugeführt wird, und einen Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels VPP hat. Der Knoten VCC, dem die Versorgungsspannung VCC zugeführt wird, wird als Versorgungsknoten bezeichnet. Der Knoten VSS, dem die Massespannung VSS zugeführt wird, wird als ein Masseknoten bezeichnet. Der Knoten VPP zum Erzeugen des verstärkten Pegels VPP wird als ein Verstärkerknoten bezeichnet. Zusätzlich hat die Verstärkerschaltung erste und zweite Eingabeknoten N1 und N2, erste und zweite Zwischenknoten N3 und N4 und eine Verbindungsleitung CL (eine wie die Potentialleitung oder Leitung mit gleichem Potential). Die Verbindungsleitung CL erstreckt sich zwischen der Nähe des ersten Eingabeknotens N1 und der Nähe des zweiten Eingabeknotens N2.
Der erste Pumpkondensator CP1 ist zwischen den ersten Eingabeknoten N1 und den ersten Zwischenknoten N3 geschaltet. Der zweite Pumpkondensator CP2 ist zwischen den zweiten Eingabeknoten N2 und den zweiten Zwischenknoten N4 geschaltet.
Der erste Schalter S1 hat einen ersten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten N1 verbunden ist, und einen ersten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Masseknoten VSS oder der Verbindungsleitung CL verbunden ist. Ähnlich hat der zweite Schalter S2 einen zweiten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten N2 verbunden ist, und einen zweiten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Masseknoten VSS oder der Verbindungsleitung CL verbunden ist.
Der dritte Schalter S3 hat einen dritten festen Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten N3 verbunden ist, und einen dritten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden wird. Der vierte Schalter S4 hat einen vierten festen Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten N4 verbunden ist, und einen vierten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten VCC oder dem Verstärkerknoten VPP verbunden wird.
Bei dem in den Fig. 6A-6D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus verwirklicht die Verstärkerschaltung eine hohe Effizienz eines verstärkten Stromes und eines Zufuhrstromes durch Wiederholen von vier Niedrigverbrauchszuständen, nämlich eines ersten in Fig. 6A dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)1, eines zweiten, in Fig. 6B dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)2, eines dritten, in Fig. 6C dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)3 und eines vierten, in Fig. 6D dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)4.
Bei dem in den Fig. 6A-6D dargestellten Niedrigverbrauchsstrommodus ist der erste, in Fig. 6A dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)1 ein Zustand, bei dem sich der erste Pumpkondensator CP1 entlädt und der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird, ist der zweite, in Fig. 6B dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)2 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 geladen wird und der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt, ist der dritte, in Fig. 6C dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)3 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 geladen wird und der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt, und ist der vierte, in Fig. 6D dargestellte Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)4 ein Zustand, bei dem der erste Pumpkondensator CP1 sich entlädt und der zweite Pumpkondensator CP2 geladen wird.
Bei dem ersten in Fig. 6A dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)1 verbindet insbesondere der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit dem Versorgungsknoten VCC, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit dem Masseknoten VSS, verbindet der dritte Schalter S3 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Verstärkerknoten VPP und verbindet der vierte Schalter S4 den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Versorgungsknoten VCC. In diesem Zustand wird der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben, um einen Strom an den Verstärkerknoten VPP zu liefern, während der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC und die Massespannung VSS entladen wird.
Bei dem zweiten in Fig. 6B dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)2 verbindet der ersten Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit der Verbindungsleitung CL, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit der Verbindungsleitung CL, verbindet der dritte Schalter S3 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Versorgungsknoten VCC, den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Verstärkerknoten VPP. In diesem Zustand sind der erste Pumpkondensator CP1 und der zweite Pumpkondensator CP2 miteinander in Reihe geschaltet, wird der erste Pumpkondensator CP1 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben und wird ein Strom von dem zweiten Pumpkondensator CP2 an den Verstärkerknoten VPP zugeführt. In diesem Fall wird der erste Pumpkondensator CP1 geladen, während der zweite Pumpkondensator CP2 sich entlädt.
Bei dem dritten, in Fig. 6C dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)3 verbindet der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit dem Masseknoten VSS, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit dem Versorgungsknoten VCC, verbindet der dritte Schalter S3 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Versorgungsknoten VCC und verbindet der vierte Schalter S4 den zweite Zwischenknoten N4 mit dem Verstärkerknoten VPP. In diesem Zustand wird der erste Pumpkondensator durch die Versorgungsspannung VCC und die Massespannung VSS entladen, während der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben wird, um dem Verstärkerknoten VPP einen Strom zuzuführen.
Bei dem vierten, in Fig. 6D dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)4 verbindet der erste Schalter S1 den ersten Eingabeknoten N1 mit der Verbindungsleitung CL, verbindet der zweite Schalter S2 den zweiten Eingabeknoten N2 mit der Verbindungsleitung CL, verbindet der dritte Schalter S3 den ersten Zwischenknoten N3 mit dem Verstärkerknoten VPP und verbindet der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten N4 mit dem Versorgungsknoten VCC. In diesem Zustand werden der erste Pumpkondensator CP1 und der zweite Pumpkondensator CP2 miteinander in Reihe geschaltet, wird der zweite Pumpkondensator CP2 durch die Versorgungsspannung VCC angehoben und wird ein Strom von dem ersten Pumpkondensator CP1 an den Verstärkerknoten VPP zugeführt. In diesem Fall wird der erste Pumpkondensator CP1 entladen, während der zweite Pumpkondensator CR2 geladen wird.
Der in den Fig. 7A und 7B dargestellte herkömmliche Modus entspricht dem, der von dem Niedrigverbrauchsstrommodus durch Ausdünnen des in Fig. 6B dargestellten zweiten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)2 und des vierten, in Fig. 6D dargestellten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)4 erhalten wird. Insbesondere wiederholt der herkömmliche Modus einen in Fig. 7A dargestellten ersten herkömmlichen Zustand ST'(cl)1 und einen zweiten in Fig. 7B dargestellten zweiten herkömmlichen Zustand ST'(cl)2. Der erste in Fig. 7A dargestellte herkömmliche Zustand ST'(cl)1 des herkömmlichen Modus ist identisch mit dem ersten in Fig. 6A dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)1 des Niedrigverbrauchsstrommodus, während der zweite in Fig. 7B dargestellte herkömmliche Zustand ST'(cl)2 des herkömmlichen Modus identisch mit dem dritten in Fig. 6C dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(cl)3 des Niedrigverbrauchsstrommodus ist. Das heißt, dass durch Ausdünnen des zweiten und des vierten Niedrigverbrauchszustandes ST'(cl)2 und ST'(cl)4, die in den Fig. 6B und 6D dargestellt sind, von dem Niedrigverbrauchsstrommodus die Verstärkerschaltung zu einem Verstärkerbetrieb nach einem herkömmlichen Verfahren umschaltet.
Fig. 8 ist eine Ansicht zur zusätzlichen Erklärung eines Verstärkungsprinzips bei einer hocheffizienten Stromverstärkerschaltung, die in den Fig. 6A-6D dargestellt ist. In Fig.8 stellt das Symbol C1 einen Kapazitätswert des ersten Pumpkondensators CP1 und das Symbol C2 einen Kapazitätswert des zweiten Pumpkondensators CP2 dar.
Auf die oben beschriebene Weise wiederholt die Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung insgesamt vier Zyklen, die aus zwei Zyklen zum Laden und zwei Zyklen zum Entladen bestehen. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Stromzufuhreffizienz in Übereinstimmung mit dem verstärkten Pegel mit dem Nachteil zu erhöhen, dass es auf einen Bereich bis zum Zweifachen begrenzt ist. Zusätzlich ist es möglich, zwischen dem herkömmlichen Modus und dem Niedrigverbrauchsstrommodus umzuschalten.
Fig. 9 zeigt Charakteristiken der Stromeffizienzen in einer Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung, in einer herkömmlichen Verstärkerschaltung und in einer Verstärkerschaltung, die sich auf eine frühere Anwendung bezieht. Zusätzlich stellt Fig. 10 Charakteristiken der Zufuhrströme in der Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung, in der herkömmlichen Verstärkerschaltung und der Verstärkerschaltung dar, die sich auf eine frühere Anwendung bezieht. In den Fig. 9 und 10 zeigt das "erfindungsgemäße Verfahren" eine Charakteristik der Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung (Fig. 3A-3D oder Fig. 6A-6D), zeigt das "herkömmliche Verfahren" eine Charakteristik der oben erwähnten normalen Pumpschaltung mit nur einem Pumpkondensator und zeigt die "frühere Anwendung" eine Charakteristik der Verstärkerschaltung, die in JP-A 9-231752 (Fig. 1A und 1B) offenbart ist.
In Fig. 9 stellt die Abszisse VPP/VCC und die Ordinate ICC/JPP dar. ICC stellt einen Strom (aufgenommenen Strom) zum Fließen von dem Versorgungsknoten VCC in der Verstärkerschaltung dar, während IPP einen Strom (Zufuhrstrom) zum Fließen aus dem Verstärkerknoten VPP von der Verstärkerschaltung darstellt. In Fig. 10 stellt die Abszisse VPP/VCC und die Ordinate IPP/η.CP.f dar. η stellt eine Effizienz einer Stromzufuhrschaltung dar, CP stellt eine Pumpkapazität dar und f stellt eine Arbeitsfrequenz der Verstärkerschaltung dar. Hier wurde die Berechnung unter der Annahme durchgeführt, dass der aufgenommene Strom außer für das Laden/Entladen der Pumpkapazität gleich 10% des Ladens/Entladens der Pumpkapazität ist.
Wie aus Fig. 9 offensichtlich ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren die Effizienz des Zufuhrstromes IPP der Verstärkerstromzufuhr in einem niedrigen Bereich des verstärkten Pegels VPP (oder einem kleinen Bereich von VPP/VCC) im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren verbessern, obwohl das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der Stromeffizienz etwas schlechter als die vorherige Anwendung ist. Wenn z. B. der verstärkte Pegel VPP das 1,3fache von VCC beträgt, beträgt der aufgenommene Strom ICC bei dem herkömmlichen Verfahren ungefähr das 2,2fache des Zufuhrstromes IPP, während der aufgenommene Strom ICC bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf ungefähr das 1,8fache des Zufuhrstromes IPP begrenzt ist. Die Stromeffizienz in der früheren Anwendung sinkt drastisch, wenn der verstärkte Pegel VPP hoch wird, während die Stromeffizienz bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht drastisch absinkt. Dementsprechend ist die Verschlechterung in der Flächeneffizienz der Stromzufuhrschaltung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf ungefähr das zweifache der des herkömmlichen Verfahrens ("herkömmliches Verfahren" in Fig. 10) begrenzt.
Obwohl der aufgenommene Strom IPP in der früheren Anwendung auf einen niedrigen Bereich des verstärkten Pegels VPP auf eine ähnliche Weise begrenzt ist wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, erfordert die frühere Anwendung eine große Schaltungsfläche (die fast von dem Pumpkondensator belegt wird), weil, wie in Fig. 10 gezeigt, die Menge der Stromzufuhr klein ist. Wenn z. B. der verstärkte Pegel VPP das 1,3fache von VCC beträgt, erfordert die frühere Anwendung eine Schaltungsfläche, die das 3,5fache der des herkömmlichen Verfahrens beträgt, während das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb des 2fachen von dem herkömmlichen Verfahren auskommt.
Unter Bezug auf Fig. 11 fährt die Beschreibung mit einem Beispiel der in den Fig. 3A-3C, 4A und 4B gezeigten Verstärkerschaltung fort. Die Beschreibung wird durchgeführt unter Bezug auf eine entsprechende Beziehung zwischen den in Fig. 11 dargestellten Bauteilen und den in den Fig. 3A-3D, 4A und 4B dargestellten Bauteilen.
Eine Kombination von ersten bis dritten primären NMOS-Transistoren M11, M12 und M13 entspricht dem ersten Schalter S1. Eine Kombination von ersten bis dritten sekundären NMOS-Transistoren M21, M22 und M23 entspricht dem zweiten Schalter S2. Ein ternärer NMOS-Transistor M3 entspricht dem dritten Schalter S3. Eine Kombination von ersten und zweiten quaternären NMOS-Transistoren M41 und M42 entspricht dem vierten Schalter S4. Eine Kombination von ersten und zweiten quinären Schalt-NMOS- Transistoren M51 und M52 entspricht dem fünften Schalter S5.
Ein erster ternärer Knoten N31 entspricht dem ersten Eingabeknoten N1, während ein zweiter ternärer Knoten N32 dem zweiten Eingabeknoten N2 entspricht. Ein erster sekundärer Knoten N21 entspricht dem ersten Zwischenknoten N3, während ein zweiter sekundärer Knoten N22 dem zweiten Zwischenknoten N4 entspricht.
Andere Schaltbauteile bilden Schalttreiberschaltungen zum Treiben der ersten bis fünften Schalter S1 bis S5.
Insbesondere dient ein erstes Sperrgatter G11 als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten primären NMOS-Transistors M11 des ersten Schalters S1 in Abhängigkeit von ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2. Eine Kombination eines ersten Inverters G12, dem das erste Taktsignal OSC1 zugeführt wird, eines Kondensators CA1 und eines Steuer-NMOS-Transistors MC12 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des zweiten primären NMOS-Transistors M12 des ersten Schalters S1. Eine Kombination eines UND-Gatters G13, dem das erste und das zweite Taktsignal OSC1 und OSC2 zugeführt wird, eines Kondensators CB1 und eines Steuer-NMOS- Transistors MC13 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des dritten primären NMOS-Transistors M13 des ersten Schalters S1.
Eine Kombination eines Puffergatters G12, dem die ersten Taktsignale OSC1 zugeführt werden, eines Kondensators A2 und eines Steuer-NMOS-Transistors MC21 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten sekundären NMOS-Transistors M21 des zweiten Schalters S2. Eine Kombination eines zweiten Sperrgatters G22, dem die ersten und zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 zugeführt werden, eines Kondensators CB2 und eines Steuer-NMOS-Transistors MC23 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des zweiten sekundären NMOS-Transistors M22 des zweiten Schalters S2. Ein NOR-Gatter G23 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des dritten sekundären NMOS-Transistors M23 des zweiten Schalters S2 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2.
Eine Kombination eines ersten Inverters G31, dem das zweite Taktsignal OSC2 zugeführt wird, eines zweiten Inverters G32, der Kondensatoren CC1 und CC2 und der Steuer-NMOS-Transistoren MC31, MC32 kann als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ternären NMOS-Transistors M3, der als der dritte Schalter S3 wirkt, betrieben werden.
Eine Kombination des oben erwähnten ersten Sperrgatters G11, eines Kondensators C1 und eines Steuer-NMOS-Transistors MC41 dient nicht nur als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten quaternären NMOS-Transistors M41 des vierten Schalters S4, sondern auch als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten quinären NMOS-Transistors M51 des fünften Schalters S5. Zusätzlich kann eine Kombination des oben erwähnten NOR-Gatters G23, eines Kondensators C2 und eines Steuer- NMOS-Transistors MC52 nicht nur als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des zweiten quaternären NMOS-Transistors MC52 des vierten Schalters S4, sondern auch als eine Schaltschaltung zum Treiben des zweiten quinären NMOS-Transistors M52 des fünften Schalters S5 betrieben werden.
Die Fig. 12A, 12B, 13A und 13B sind Darstellungen, die die Signalverläufe der ersten und zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 zeigen. Die Fig. 12A und 12B zeigen die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 bei dem Niedrigverbrauchsstrommodus, während die Fig. 13A und 13B die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 bei dem herkömmlichen Verfahren zeigen.
Es wird der in den Fig. 12A und 12B gezeigte Niedrigverbrauchsstrommodus betrachtet. Wenn das erste Taktsignal OSC1 einen logischen hohen Pegel und das zweite Taktsignal OSC2 einen logischen niedrigen Pegel hat, wird die Verstärkerschaltung in den ersten in Fig. 3A dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(lc)1 gestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen niedrigen Pegel und das zweite Taktsignal OSC2 den logischen hohen Pegel hat, wird die Verstärkerschaltung in den zweiten in Fig. 3B dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(lc)2 gestellt. Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 den logischen niedrigen Pegel haben, wird die Verstärkerschaltung in dem dritten in Fig. 3C dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(lc)3 gestellt. Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 den logischen hohen Pegel haben, wird die Verstärkerschaltung in den vierten in Fig. 3D dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST(lc)4 gestellt.
Andererseits wird nun das in den Fig. 13A und 13B gezeigte herkömmliche Verfahren betrachtet. Für diesen Fall ist das zweite Taktsignal OSC2 auf den logischen niedrigen Pegel festgestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen hohen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den ersten in Fig. 4A dargestellten herkömmlichen Zustand ST(c)1 gestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen niedrigen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den zweiten in Fig. 4B dargestellten herkömmlichen Zustand ST(c)2 gestellt.
Unter Bezug auf Fig. 14 fährt die Beschreibung nun mit einem Beispiel der in den Fig. 6A-6D, 7A und 7B gezeigten Verstärkerschaltung fort. Die Beschreibung wird unter Berücksichtigung einer entsprechenden Beziehung zwischen den in Fig. 14 dargestellten Bauteilen und den in den Fig. 6A-6D, 7A und 7B dargestellten Bauteilen durchgeführt.
Eine Kombination eines primären PMOS-Transistors M11, eines primären NMOS- Transistors M12 und eines Transfergatters M5 entspricht dem ersten Schalter S1. Eine Kombination eines sekundären PMOS-Transistors M21, eines sekundären NMOS-Transistors M22 und des Transfergatters M5 entspricht dem zweiten Schalter S2. Eine Kombination erster und zweiter ternärer NMOS-Transistoren M31 und M32 entspricht dem dritten Schalter S3. Eine Kombination erster und zweiter quaternärer NMOS-Transistoren M41 und M42 entspricht dem vierten Schalter S4.
Ein Knoten N31 entspricht dem ersten Eingabeknoten N1, während ein Knoten N32 dem zweiten Eingabeknoten N2 entspricht. Ein Knoten N21 entspricht dem ersten Zwischenknoten N3, während ein Knoten N22 dem zweiten Zwischenknoten N4 entspricht. Eine Signalleitung zum Verbinden der Knoten N31 und N32 über das Transfergate N5 entspricht der Verbindungsleitung CL.
Andere Schaltbauteile bilden Schalttreiberschaltungen zum Treiben der ersten bis vierten Schalter S1 bis S5.
Insbesondere dient ein erstes Sperrgatter GL11 als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des primären PMOS-Transistors M11 des ersten Schalters S1 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2. Ein NOR-Gatter G12 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des primären NMOS-Transistors M12 des ersten Schalters S1 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2.
Ein ODER-Gatter G21 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des sekundären PMOS-Transistors M21 des zweiten Schalters S2 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2. Ein zweites Sperrgatter G22 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des sekundären NMOS-Transistors M22 des zweiten Schalters S2 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Taktsignalen OSC1 und OSC2.
Eine Kombination eines ersten Inverters G3, dem das erste Taktsignal OSC1 zugeführt wird, eines Kondensators C1 und des Steuer-NMOS-Transistors MC3 wird nicht nur als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten ternären NMOS-Transistors M31 des dritten Schalters S3, sondern auch als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des zweiten quaternären NMOS-Transistors M42 des vierten Schalters S4 betrieben.
Eine Kombination eines Puffergatters G4, dem das erste Taktsignal OSC1 zugeführt wird, eines Kondensators C2 und eines Steuer-NMOS-Transistors MC4 wird nicht nur als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des ersten quaternären NMOS-Transistors M41 des vierten Schalters S4, sondern auch als eine Schalttreiberschaltung zum Treiben des zweiten ternären NMOS-Transistors M31 des dritten Schalters S3 betrieben.
Eine Kombination eines zweiten Inverters G51, dem das zweite Taktsignal OSC2 zugeführt wird, und eines dritten Inverters G52 dient als eine Schalttreiberschaltung zum Steuern des Einschaltens/Ausschaltens des Transfergates M5, das aus den ersten und zweiten Schaltern S1 und S2 gebildet wird.
Die Fig. 15A, 15B, 16A und 16B sind Darstellungen, die Signalverläufe der ersten und zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 zeigen. Die Fig. 15A und 15B zeigen die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale bei dem Niedrigverbrauchsstrommodus, während die Fig. 16A und 16B die Signalverläufe der ersten bzw. der zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 bei dem herkömmlichen Modus zeigen.
Der in den Fig. 15A und 15B gezeigte Niedrigverbrauchsstrommodus wird betrachtet. Wenn das erste Taktsignal OSC1 einen logischen hohen Pegel und das zweite Taktsignal OSC2 einen logischen niedrigen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den ersten in Fig. 6A dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(lc)1 gestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen niedrigen Pegel und das zweite Taktsignal OSC2 den logischen hohen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den zweiten in Fig. 6B dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(lc)2 gestellt. Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 den logischen niedrigen Pegel aufweisen, wird die Verstärkerschaltung in den dritten in Fig. 6C dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(lc)3 gestellt. Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 den logischen hohen Pegel aufweisen, wird die Verstärkerschaltung in den vierten in Fig. 6D dargestellten Niedrigverbrauchszustand ST'(lc)4 gestellt.
Andererseits wird das in den Fig. 16A und 16B gezeigte herkömmliche Verfahren betrachtet. Für diesen Fall ist das zweite Taktsignal OSC2 auf den logischen niedrigen Pegel festgestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen hohen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den ersten in Fig. 7A dargestellten herkömmlichen Zustand ST'(c)1 gestellt. Wenn das erste Taktsignal OSC1 den logischen niedrigen Pegel aufweist, wird die Verstärkerschaltung in den zweiten in Fig. 7B dargestellten herkömmlichen Zustand ST'(c)2 gestellt.
Die Fig. 17A-17G und 18A-18F sind Zeitdiagramme, die die Signalverläufe beim Betrieb in jedem Bereich der in Fig. 11 dargestellten Verstärkerschaltung zeigen. Die Fig. 17A-17G zeigen die Signalverläufe beim Betrieb für den Niedrigverbrauchsstrommodus, während die Fig. 18A-18F die Signalverläufe beim Betrieb für den herkömmlichen Modus zeigen.
Bei den Fig. 17A-17G zeigt die Fig. 17A einen Signalverlauf des ersten Taktsignals OSC1, zeigt die Fig. 17B einen Signalverlauf des zweiten Taktsignals OSC2, zeigt die Fig. 17C die Signalverläufe bei den Knoten N11, N12 und N23, zeigt die Fig. 17D die Signalverläufe bei den Knoten N41 und N51, zeigt die Fig. 17E die Signalverläufe bei den Knoten N42 und N52, zeigt die Fig. 17F die Signalverläufe bei den Knoten N21 und N31 und zeigt die Fig. 17G die Signalverläufe bei den Knoten N22 und N32.
Bei den Fig. 18A-18G zeigt die Fig. 18A einen Signalverlauf des ersten Taktsignals OSC1, zeigt die Fig. 18B einen Signalverlauf des zweiten Taktsignals OSC2, zeigt die Fig. 18C die Signalverläufe bei den Knoten N11 und N41, zeigt die Fig. 18D die Signalverläufe bei den Knoten N12 und N42, zeigt die Fig. 18E die Signalverläufe bei den Knoten N21 und N31 und zeigt die Fig. 18F die Signalverläufe bei den Knoten N22 und N32.
Die Fig. 19A-19G und 20A-20F sind Zeitdiagramme, die die Signalverläufe beim Betrieb in jedem Bereich der in Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung zeigen. Die Fig. 19A-19G zeigen die Signalverläufe beim Betrieb für den Niedrigverbrauchsstrommodus, während die Fig. 20A-20F die Signalverläufe beim Betrieb für den herkömmlichen Modus zeigen.
Bei den Fig. 19A-19G zeigt die Fig. 19A einen Signalverlauf des ersten Taktsignals OSC1, zeigt die Fig. 19B einen Signalverlauf des zweiten Taktsignals OSC2, zeigt die Fig. 19C die Signalverläufe bei den Knoten N11, N12 und N23, zeigt die Fig. 19D die Signalverläufe bei den Knoten N41 und N51, zeigt die Fig. 19E die Signalverläufe bei den Knoten N42 und N52, zeigt die Fig. 19F die Signalverläufe bei den Knoten N21 und N31 und zeigt die Fig. 19G die Signalverläufe bei den Knoten N22 und N32.
Bei den Fig. 20A-20G zeigt die Fig. 20A einen Signalverlauf des ersten Taktsignals OSC1, zeigt die Fig. 20B einen Signalverlauf des zweiten Taktsignals OSC2, zeigt die Fig. 20C die Signalverläufe bei den Knoten N12, N42 und N52, zeigt die Fig. 20D die Signalverläufe bei den Knoten N11, N41 und N51, zeigt die Fig. 20E die Signalverläufe bei den Knoten N22 und N32 und zeigt die Fig. 20F die Signalverläufe bei den Knoten N21 und N31.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine Stromzufuhrverstärkerschaltung zeigt, auf die die Verstärkerschaltung nach dieser Erfindung anwendbar ist. Die dargestellte Verstärkerstromzufuhrschaltung enthält eine Oszillationsschaltung 10, eine Pumpschaltung 20 und eine Pegelleseschaltung 30. Die Pumpschaltung 20 enthält erste und zweite Pumpschaltungen 21 und 22. Jede der ersten und zweiten Pumpschaltungen 21 und 22 enthält die in Fig. 11 oder Fig. 14 dargestellte Verstärkerschaltung.
Die Oszillationsschaltung 10 oszilliert die ersten und zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 und die ersten und zweiten modifizierten Taktsignale OSC1D und OSC2D. Der ersten Pumpschaltung 21 werden die ersten und zweiten Taktsignale OSC1 und OSC2 zugeführt, während der zweiten Pumpschaltung 22 die ersten und zweiten modifizierten Taktsignale OSC1D und OSC2D zugeführt werden.
Fig. 22 ist ein modifiziertes Beispiel der in Fig. 14 dargestellten Verstärkerschaltung. In Fig. 22 sind den in Fig. 14 ähnlichen Komponenten dieselben Bezugszeichen zugeordnet und die Beschreibung wird später über die verschiedenen Bereiche durchgeführt.
Der Knoten N11 ist mit einem Klemm-MOS-Transistor 41 und einer MOS-Diode 42 verbunden, während der Knoten N12 mit einem anderen Klemm-MOS-Transistor 41 und einer anderen MOS-Diode 42 verbunden ist. Der Verstärkerknoten ist mit einer MOS-Diode 43 verbunden. Anstelle des Transfergatters M5 hat die Verstärkerschaltung einen NMOS-Transistor M'5 als ein Pfadgatter, das durch eine Pegelumwandlungsschaltung 44 geschaltet wird.
Fig. 23 zeigt die Wechselstromcharakteristiken bei der VPP-Zufuhr der in Fig. 11 oder Fig. 14 gezeigten Verstärkerschaltung und der in Fig. 22 gezeigten Verstärkerschaltung. Bei der Verstärkerschaltung mit einer wie in Fig. 22 gezeigten Sicherheitsschaltung (41, 42 und 43) ist der verstärkte Pegel VPP nicht niedriger als das Stromzufuhrpotential VCC, wenn eine Sperrzeit in der Pumpschaltung auftritt. Andererseits kann bei der Verstärkerschaltung ohne Sicherheitsschaltung, wie in Fig. 11 oder Fig. 14 dargestellt, der verstärkte Pegel VPP vorübergehend geringer als das Stromzufuhrpotential VCC sein, wenn dort eine Sperrzeit in der Pumpschaltung auftritt.
Die Fig. 24A und 24B zeigen erste bzw. zweite modifizierte Beispiele 30A und 30B der Pegelleseschaltung 30.
Fig. 25 zeigt Charakteristiken interner verstärkter Spannungen in der in Fig. 21 dargestellten Pegelleseschaltung 30 und in den modifizierten, in den Fig. 24A und 24B dargestellten Pegelleseschaltungen 30A und 30B. In Fig. 25 stellt die Abszisse das Stromzufuhrpotential VCC und die Ordinate eine interne Spannung dar. Wie man aus der Fig. 25 ersehen kann, wird die Abhängigkeit des Stromzufuhrpotentials VCC bei der Verstärkungsrate für die modifizierten Beispiele 30A und 30B abgeflacht. Es ist daher möglich, die Stromeffizienz bei einem höheren Bereich des Stromzufuhrpotentials VCC zu verbessern.
Während diese Erfindung insofern im Zusammenhang mit wenigen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist es nun für den Fachmann möglich, diese Erfindung auf verschiedene andere Arten zu verwirklichen.

Claims

1. Verstärkerschaltung mit einem Versorgungsknoten, dem eine Versorgungsspannung zugeführt wird, einem Masseknoten, dem eine Massespannung zugeführt wird, einem Verstärkerknoten zum Erzeugen eines verstärkten Pegels, ersten und zweiten Eingabeknoten und ersten und zweiten Zwischenknoten, wobei die Verstärkerschaltung einen ersten Pumpkondensator, der zwischen den ersten Eingabeknoten und den zweiten Eingabeknoten geschaltet ist, und einen zweiten Pumpkondensator aufweist, der zwischen den zweiten Eingabeknoten und den zweiten Zwischenknoten geschaltet ist, wobei die Verstärkerschaltung aufweist:
einen ersten Schalter mit einem ersten festgestellten Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten verbunden ist, und einem ersten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden ist;
einen zweiten Schalter mit einem zweiten festgestellten Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten verbunden ist, und einem zweiten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder dem Verstärkerknoten verbunden ist,
einen dritten Schalter mit einem dritten festgestellten Kontakt und einem dritten beweglichen Kontakt, der zwischen dem ersten und dem zweiten beweglichen Knoten angebracht ist, wobei der dritte Schalter zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenknoten schließt oder öffnet;
einen vierten Schalter mit einem vierten festgestellten Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten verbunden ist, und einem vierten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder einem nicht verbindenden Knoten, der nirgendwohin verbunden ist, verbunden ist;
einen fünften Schalter mit einem fünften festgestellten Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten verbunden ist, und einem fünften beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Verstärkerknoten oder dem nicht verbindenden Knoten verbunden ist.

2. Verfahren zum Treiben der Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 in einem Niedrigverbrauchsstrommodus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste bis vierte Niedrigverbrauchszustände stellt, wobei das Verfahren die Verstärkerschaltung betreibt:
so dass bei dem ersten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der dritte Schalter sich öffnet, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet;
so dass bei dem zweiten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet, der dritte Schalter schließt, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem nicht verbindenden Knoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem nicht verbindenden Knoten verbindet;
so dass bei dem dritten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der dritte Schalter sich öffnet, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet; und
so dass bei dem vierten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der dritte Schalter schließt, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem nicht verbindenden Knoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem nicht verbindenden Knoten verbindet.

3. Verfahren zum Treiben der Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 in einem herkömmlichen Modus, der die Verstärkerschaltung wiederholt in erste und zweite herkömmliche Zustände stellt, wobei das Verfahren die Verstärkerschaltung betreibt:
so dass bei dem ersten herkömmlichen Zustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der dritte Schalter sich öffnet, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet; und
so dass bei dem zweiten herkömmlichen Zustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der dritte Schalter sich öffnet, der vierte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet und der fünfte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet.

4. Verstärkerschaltung mit einem Versorgungsknoten, dem eine Versorgungsspannung zugeführt wird, einem Masseknoten, dem eine Massespannung zugeführt wird, einem Verstärkerknoten zum Erzeugen eines verstärkten Pegels, ersten und zweiten Eingabeknoten und ersten und zweiten Zwischenknoten, wobei die Verstärkerschaltung einen ersten Pumpkondensator, der zwischen den ersten Eingabeknoten und den ersten Zwischenknoten geschaltet ist, und einen zweiten Pumpkondensator aufweist, der zwischen den zweiten Eingabeknoten und den zweiten Zwischenknoten geschaltet ist, wobei die Verstärkerschaltung aufweist:
eine Verbindungsleitung, die sich zwischen der Nachbarschaft des ersten Eingabeknotens und der Nachbarschaft des zweiten Eingabeknotens erstreckt;
einen ersten Schalter mit einem ersten festgestellten Kontakt, der starr mit dem ersten Eingabeknoten und einem ersten beweglichen Kontakt verbunden ist, der wahlweise mit einem von dem Versorgungsknoten, dem Masseknoten und der Verbindungsleitung verbunden ist;
einen zweiten Schalter mit einem zweiten festgestellten Kontakt, der starr mit dem zweiten Eingabeknoten verbunden ist, und einem zweiten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Versorgungsknoten oder dem Masseknoten oder der Verbindungsleitung verbunden ist;
einen dritten Schalter mit einem dritten festgestellten Kontakt, der starr mit dem ersten Zwischenknoten verbunden ist, und einem dritten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Verstärkerknoten oder dem Versorgungsknoten verbunden ist; und
einen vierten Schalter mit einem vierten festgestellten Kontakt, der starr mit dem zweiten Zwischenknoten verbunden ist, und einem vierten beweglichen Kontakt, der wahlweise entweder mit dem Verstärkerknoten oder dem Versorgungsknoten verbunden ist.

5. Verfahren zum Treiben der Verstärkerschaltung nach Anspruch 4 in einem Niedrigverbrauchsstrommodus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste bis dritte Niedrigverbrauchszustände stellt, wobei das Verfahren die Verstärkerschaltung treibt:
so dass bei dem ersten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet;
so dass bei dem zweiten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung verbindet, der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet;
so dass bei dem dritten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet; und
so dass bei dem vierten Niedrigverbrauchszustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit der Verbindungsleitung verbindet, der dritte Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet.

6. Verfahren zum Treiben der Verstärkerschaltung nach Anspruch 4 in einem herkömmlichen Modus, der wiederholt die Verstärkerschaltung in erste und zweite herkömmliche Zustände stellt, wobei das Verfahren die Verstärkerschaltung treibt:
so dass bei dem ersten herkömmlichen Zustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet; und
so dass bei dem zweiten herkömmlichen Zustand der erste Schalter den ersten Eingabeknoten mit dem Masseknoten verbindet, der zweite Schalter den zweiten Eingabeknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet, der dritte Schalter den ersten Zwischenknoten mit dem Versorgungsknoten verbindet und der vierte Schalter den zweiten Zwischenknoten mit dem Verstärkerknoten verbindet.

7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4, die ferner eine Sicherheitsschaltung enthält.