DE19780296C2 - Treiberschaltung mit Temperaturkorrekturschaltung - Google Patents

Treiberschaltung mit Temperaturkorrekturschaltung

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Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturkorrekturschaltung für eine Treiberschaltung, die von elektrischen Geräten zu verwendende Impulssignale ausgibt, und insbesondere eine in einer Treiberschaltung verwendete Temperaturkorrekturschaltung, die trotz Temperaturschwankungen in der Treiberschaltung ein Ausgangssignal mit einer bestimmten stabilen Amplitude und einem stabilen Ausgabezeitpunkt erzeugen kann.
Stand der Technik
Zum Stand der Technik ist beispielsweise das Patent US 5,276,356 bekannt. Es offenbart eine Ausgangsschaltung bestehend aus einem Ausgangstransistor, einem Referenzoszillator, einem variablen Frequenzoszillator, und einer Kontrollschaltung. Der Referenzoszillator produziert ein erstes Signal einer Referenzfrequenz gemäß des ideellen ON-Wiederstands des Ausgangstransistors. Der variable Frequenzoszillator generiert ein zweites Signal, welches fähig ist die Oszillationsfrequenz zu verändern. Der Phasenvergleicher vergleicht die Phase eines ersten Signals des Referenzoszillators mit der Phase eines zweiten Signals des variablen Frequenzoszillators und kontrolliert dann die Oszillationsfrequenz des variablen Frequenzoszillators um diese beiden Phasen in Übereinstimmung zu bringen. Die Kontrollschaltung kontrolliert den Ausgangstransistor so, daß die Stromsteuerbarkeit entsprechend der Ausgabe des Phasenvergleichers konstant gehalten wird.
Ein hochperformanter CMOS-Ausgangspuffer, in Patent US 5,021,684, benutzt eine prozess,- versorgungs-, und temperaturkompensierte Stromquelle um eine enge Verteilung von Steig- und Abfallzeiten und Signallaufzeiten zu erreichen. Der Ausgangspuffer wurde durch Benutzung eines stromgesteuerten Vortreibers optimiert um Schaltrauschen zu minimieren. Ein Ausgangspuffer kann Ladungen bis zu 100 pF auf TTL-Pegel schalten, mit Steigzeiten von nicht mehr als 4 ns und Ausbreitungszeitverzögerungen zwischen 2,1 ns und 11,6 ns über den gesamten Bereich von Prozess, Versorgung, Temperatur und Ladung für einen typischen Einen-Mikron- CMOS-Prozess.
In der Druckschrift EP 0 436 280 A1 wird ein neuer, änderungsgeschwindigkeitskonrollierter Ausgangspuffer mit eingebautem Temperatur- und Spannungsausgleich für ICs offenbart, wobei dieser so entworfen ist, daß er Ucc/Uss-Schaltrauschen vermindert, welches in schnellen hochstromsteuernden integrierten Anwendungen vorgefunden wird.
Ein weiteres Patent mit der Veröffentlichungsnummer US 5,017,807 offenbart einen Ausgangspuffer der über einen Bereich von Prozessvariationen, -Temperaturen, und - Spannungen seine Rauscharmut beibehält. Dies wird durch Begrenzen des Steuersignals erreicht, so daß die Schaltgeschwindigkeit des Ausgangspuffers reduziert wird, während andere Variablen dazu tendieren, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Erreicht wird dies durch die Limitierung des Stromes durch die Vortreiberstufe durch die Steuerung der Leitfähigkeit eines Nebenschlusstransistors der mit einem geerdeten Kondensator verbunden ist.
Die drei Patente US 4,975,598, US 5,376,846 und US 5,311,084 offenbaren gleichfalls komplementär aufgebaute Treiberschaltungen mit Temperaturkompensation.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der letzten Stufe einer Treiberschaltung gemäß der herkömmlichen Technologie mit einem komplementären Aufbau. Die letzte Stufe des Treibers umfaßt eine Vorspannungsschaltung 40, Ausgabeelemente 31 und 32 sowie einen Ausgangswiderstand 4 zur ausgangsseitigen Impedanzanpassung. Fig. 5 zeigt die Grundstruktur einer Pin-Treiberschaltung, die einem Testkanal eines IC-Testsystems zum Ansteuern eines Gerätepins eines zu testenden Halbleitergeräts (Device Under Test, DUT) entspricht. Das in Fig. 5 gezeigte Beispiel stellt eine Treiberschaltung ohne Temperaturkorrekturschaltung dar.
In diesem Beispiel sind die Ausgabeelemente 31 und 32 durch CMOS-Transfergatter gebildet.
Die Ausgabeelemente 31 und 32 der letzten Stufe der Treiberschaltung verändern abhängig von den Impulssignalverläufen und Betriebsgeschwindigkeiten den elektrischen Stromverbrauch. Demzufolge verändert sich auch die Temperatur am Verbindungspunkt zwischen den Ausgabeelementen, wodurch die Ausgangscharakteristik der Treiberschaltung schwankt. Folglich weichen die Ausgangsamplituden und Ausgabezeitpunkte von den ursprünglich beabsichtigten Werten ab.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für den Verlauf des Drainstroms in Abhängigkeit von der Gatespannung eines Ausgabeelements bei steigender Temperatur. Im allgemeinen nehmen die mit Vt bezeichnete Schwellenspannung und der mit Id bezeichnete Drainstrom bei Ansteigen der Temperatur in dem MOSFET-Bauelement ab. Demzufolge verringert sich der Drainstrom Id am Vorspannungspunkt 9 ausgehend von seinem ursprünglichen Wert. Aufgrund dieser Eigenschaften tritt bei der bekannten Treiberschaltung das Problem auf, daß der Ausgangspegel, wie anhand eines in Fig. 7(a) gezeigten Ausgangssignals gezeigt ist, zeitlich abfällt.
Ist jedoch an den Ausgang ein Lastwiderstand oder dergleichen angeschlossen oder ist keine Last angeschlossen, treten keine Abweichungen im Ausgangspegel auf. Trotzdem schwankt das zeitliche Schaltverhalten und die Ausgangsimpedanz.
Die vorliegende Erfindung soll die Ausgangsimpedanz der Treiberschaltung konstant halten.
Fig. 7(b)-7(d) zeigen ein Beispiel für die in einem Ausgangssignal 3 auftretenden zeitlichen Schwankungen. Bei der bekannten Technologie wird nämlich die in Fig. 7(C) gezeigte beabsichtigte Verzögerungszeit 11 zu den in Fig. 7(d) gezeigten Wert Δt verändert. Dabei wird die Zeitabweichung durch die Temperaturschwankung in der Treiberschaltung verursacht.
Des weiteren ist für eine Treiberschaltung, die einen hohen Grad an Präzision erfordert, die Installation einer externen Vorrichtung notwendig, um die Temperatur in der Umgebung der Treiberschaltung mit Hilfe eines Fremdkühlers oder eines Klimageräts konstant zu halten, was jedoch eine umständliche Anwendung der Treiberschaltung zur Folge hat.
Wie zuvor erläutert worden ist, weichen bei einer Treiberschaltung ohne Temperaturkompensationsmöglichkeit die Ausgangsamplituden und Ausgabezeitpunkte von den ursprünglich beabsichtigten Werten ab, da sich die Wärmeabstrahlung zusammen mit dem Stromverbrauch der Ausgabeelemente 31 und 32 in der Treiberschaltung verändert. Bei der bekannten Technologie ist daher die Treiberschaltung nicht in der Lage, am Ausgang Amplituden und Zeitverläufe mit ausreichender Genauigkeit bereitzustellen, was für die Verwendung der Treiberschaltung in der Praxis problematisch ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Treiberschaltung mit einer Temperaturkompensationsmöglichkeit zur Erzeugung von sehr stabilen Ausgangsamplituden und Ausgabezeitpunkten bereitzustellen, indem die Temperaturveränderungen in den Ausgabeelementen der letzten Stufe der Treiberschaltung erfaßt und die Temperaturveränderungen in der Treiberschaltung kompensiert werden. Die Temperaturkorrekturschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache, daß der Stromverbrauch der Ausgabeelemente der Treiberschaltung die primäre Wärmequelle in der Treiberschaltung ist.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Treiberschaltung mit einer Temperaturkorrekturschaltung ein Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen von Temperaturveränderungen in den Ausgabeelementen 31 und 32 oder zum Erfassen von Temperaturveränderungen in dem gesamten Treiberschaltungschip, ein Ausgabezeitpunkt- Temperaturkorrekturmittel, um bei Empfang eines Temperaturerfassungssignals von dem Teperaturerfassungsmittel Veränderungen des Ausgabezeitpunkts zu korrigieren, die durch die in dem Ausgangssignal 3 auftretenden Temperaturveränderungen relativ zu dem Eingangssignal 1 verursacht werden, und ein Ausgangsamplitude- Temperaturkorrekturmittel, um bei Empfang des Temperaturerfassungssignals von dem Temperaturerfassungsmittel ausgangsseitige Amplitudenveränderungen zu korrigieren, die durch die Temperaturveränderungen in dem Ausgangssignal 3 verursacht werden.
Mit dieser Anordnung kann eine Temperaturkorrekturschaltung für eine Treiberschaltung, die komplementär aufgebaute Ausgabeelemente 31 und 32 besitzt, erhalten werden. Die Treiberschaltung empfängt ein Eingangssignal 1 und erzeugt ein Ausgangssignal 3 mit einer bestimmten Ausgangsamplitude und einem bestimmten Ausgabezeitpunkt. Die Treiberschaltung mit der erfindungsgemäßen Temperaturkorrekturschaltung ist in der Lage, selbst bei Temperaturveränderungen der Ausgabeelemente 31 und 32 das Ausgangssignal 3 mit einer sehr stabilen Amplitude und einem sehr stabilen Ausgabezeitpunkt auszugeben.
Ein Beispiel für das Temperaturerfassungsmittel erfaßt den in den Ausgabeelementen 31 und 32 fließenden elektrischen Strom. Alternativ kann das Temperaturerfassungsmittel durch einen Temperatursensor gebildet sein, der in der Nähe der Ausgabeelemente 31 und 32 angeordnet ist. Des weiteren kann das Temeraturerfassungsmittel ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des gesamten Treiberschaltungschips sein.
Ein bevorzugten Beispiel für das Ausgabezeitpunkt-Temperaturkorrekturmittel umfaßt eine Vielzahl von in Serie geschalteten Gatterschaltungen, die bei Empfang des Temperaturerfassungssignals von dem Temperaturerfassungsmittel die Signallaufzeit variieren. Die positiven und negativen Versorgungsspannungen für die in Serie geschalteten Gatter werden abhängig von dem Temeraturerfassungssignal reguliert, wodurch die Signallaufzeit in den in Serie geschalteten Gattern zur Korrektur des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals gesteuert wird.
Ein bevorzugtes Beispiel für das Ausgangsamplitude- und Ausgangsimpedanz- Temperaturkorrekturmittel ist eine Pufferschaltung, die bei Empfang des Temperaturerfassungssignals von dem Temperaturerfassungsmittel die Signalamplitude verändert. Die positiven und negativen Versorgungsspannungen für die Pufferschaltung werden abhängig von dem Temperaturerfassungssignal reguliert, wodurch die Signalamplitude des Ausgangssignals relativ zu dem Eingangssignal gesteuert wird, um die durch die temperaturveränderung hervorgerufene Amplitudenveränderung zu korrigieren.
Insbesondere umfaßt ein Beispiel für den Aufbau der Treiberschaltung mit der Temperaturkorrekturschaltung Erfassungswiderstände 33 und 34 zum Erfassen des durch die Ausgabeelemente 31 und 32 fließenden elektrischen Stroms und Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 zum Überwachen der Temperatur der Ausgabeelemente 31 und 32 abhängig von den an den Erfassungswiderständen 33 und 34 abfallenden Spannungen. Die Treiberschaltung umfaßt des weiteren Korrekturschaltungen 37 und 38 zum Erzeugen von Korrektursignalen 51, 52, 53 und 54, die bei Empfang von Temperaturerfassungssignalen H22 und L23 von den Leistungsüberwachungssschaltungen H35 und L36 einer Zeiteinstellungsschaltung 39 bzw. einer Vorspanungsschaltung 40 zuzuführen sind. Die Zeiteinstellungsschaltung 39 ist zum Einstellen des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals 3 relativ zu dem Eingangssignal 1 bei Empfang der Korrektursignale 53 und 54 von den Korrekturschaltungen 37 und 38 vorgesehen, um die durch die Temperaturveränderungen verursachten Veränderungen des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals zu korrigieren. Die Vorspannungsschaltung 40 ist zum Erzeugen des amplitudenkorrigierten Ausgangssignals der Ausgabeelemente 31 und 32 bei Empfang der Korrektursignale 51 und 52 von den Korrekturschaltungen 37 und 38 vorgesehen, so daß das Ausgangsamplitude- und Ausgangsimpedanz-Temperaturkorrekturmittel gebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung mit einer Temperaturkorrekturschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Schaltild eines bestimmten Beispiels für eine Treiberschaltung mit einer Temperaturkorrekturschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt Darstellungen von Eingangs-/Ausgangskennlinien zu Erläuterung des Prinzips der Temperaturkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung ohne einer Temperaturkorrekturschaltung gemäß der bekannten Technologie,
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines bestimmten Beispiels einer Treiberschaltung ohne einer Temperaturkorrekturschaltung gemäß der bekannten Technologie,
Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines beispielhaften Verlaufs der Drainstrom/Gatespannung- Kennlinie eines Ausgabeelements der Treiberschaltung bei Ansteigen der Temperatur des Ausgabeelements,
Fig. 7(a) zeigt eine Darstellung der Veränderung des Ausgangspegels als Funktion der Zeit bei Ansteigen der Temperatur, und
Fig. 7(b)-7(d) zeigen Darstellungen der Veränderungen des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals bei Ansteigen der Temperatur.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung mit einer erfindungsgemäßen Temperaturkorrekturschaltung. Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines bestimmten Beispiels der Treiberschaltung mit der erfindungsgemäßen Temperaturkorrekturschaltung. Fig. 3 zeigt eine Darstellung der Eingangs-/Ausgangskennlinie zur Erläuterung eines Prinzips der Temperaturkorrekur gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1. Das Grundprinzip der Temperaturkorrektur wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Darstellung von Fig. 3 erläutert, welche Eingangs-/Ausgangskennlinien bei der erfindungsgemäßen Temperaturkorrektur darstellt. Fig. 3(A) zeigt eine ideale Kennlinie für das Ausgangsspannungssignal, wobei der Ausgangsspannungspegel konstant proportional zu dem Eingangsspannungspegel ist. Fig. 3(B) zeigt einen Fall, bei dem die Eingangs-/Ausgangsspanunngskennlinie aufgrund der Wärmeabgabe am Verbindungspunkt zwischen den Ausgabeelementen 31 und 32 nichtliniear verändert worden ist. Als Antwort auf diesen nichtlinearen Zusammenhang wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit Hilfe einer Korrekturschaltung eine in Fig. 3(C) gezeigte Korrekturkurve für die Eingangs- /Ausgangskennlinie gebildet, wobei die Korrekturkurve invers zu der nichtlinearen Kennlinie verläuft. Wie in Fig. 3(D) gezeigt ist, wird auf diese Weise die Eingangs- /Ausgangsspannungskennlinie derart korrigiert, daß sie nahezu linear verläuft, um somit die nachteiligen Auswirkungen der Temperaturveränderung zu verringern.
  • 2. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Treiberschaltung mit der Temperaturkorrekturfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Treiberschaltung umfaßt Ausgabeelemente 31 und 32, Stromerfassungswiderstände 33 und 34, Differenzverstärker 33b und 34b, Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 zur Überwachung der elektrischen Leistung, Korrekturschaltungen 37 und 38, eine Zeiteinstellungsschaltung 39 und eine Vorspannungsschaltung 40.
Die Stromerfassungswiderstände 33 und 34 sind Widerstände, um den durch die entsprechenden Ausgabeelemente 31 und 32 fließenden elektrischen Strom zu erfassen. Die Differenzverstärker 33b und 34b sind zur Stabilisierung der an die entsprechenden Versorgungsspannungsanschlüsse der Ausgabeelementen 31 und 32 angelegten elektrischen Spannung vorgesehen.
Die Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 erfassen Spannungsabfälle an den Stromerfassungswiderständen 33 bzw. 34 und führen den Korrekturschaltungen 37 bzw. 38 Temperaturerfassungssignale H22 bzw. L23 zu.
Die Korrekturschaltungen 37 und 38 empfangen die Temperaturerfassungssignale H22 und L23 von der entsprechenden Leistungsüberwachungsschaltung H35 bzw. L36 und erzeugen Korrektursignale 51, 52, 53, und 54, die als Versorgungsspannungen (ViH, ViL) der Zeiteinstellungsschaltung 39 und der Vorspannungsschaltung 40 zugeführt werden.
Die Zeiteinstellungsschaltung 39 umfaßt variable Verzögerungszeitmittel. Bei Empfang der Verzögerungszeitkorrektursignale 53 bzw. 54 von den Korrekturschaltungen 37 bzw. 38 stellt die Zeiteinstellungsschaltung 39 die Verzögerungszeiten für Treibersignale H41 bzw. L42 ein, die den Ausgabeelementen 31 bzw. 32 zugeführt werden.
Die Vorspannungsschaltung 40 umfaßt variable Amplitudenmittel. Bei Empfang der Amplitudenkorrektusignale 51 bzw. 52 von den Korrekturschaltungen 37 bzw. 38 führt die Vorspannungsschaltung 40 den Eingangsanschlüssen der entsprechenden Ausgabeelemente 31 und 32 Treibersignale mit einer korrigierten Amplitude zu.
  • 1. Fig. 2 zeigt ein genauer dargestelltes Beispiel einer Treiberschaltung, die dem in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbild entspricht.
Bei diesem beispielhaften Schaltungsaufbau umfaßt die Zeiteinstellungsschaltung 39 einen Pegelverschieber und variable Verzögerungszeitmittel. Die variablen Verzögerungszeitmittel umfassen bei diesem Beispiel eine Vielzahl von in Serie geschalteten Gatter, die die Korrektursignale 53 und 54 als Versorgungsspannungen empfangen. Durch Regulieren des Spannungswerts der der Vielzahl von Gattern zugeführten Versorgungsspannungen wird die Laufzeitverzögerung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal für die Vielzahl von Gattern genau eingestellt, so daß dadurch variable Verzögerungszeitmittel gebildet sind. Der Pegelverschieber 2 ist eine Schaltung, die den Pegel eines Eingangssignals 1 zu einen bestimmten Spannungspegel verschiebt, indem bei Empfang des Eingangssignals 1 Differenzausgangssignale erzeugt werden.
In den Leistungsüberwachungsschaltungen H35 bzw. L36 vorgesehene Integrationsschaltungen fH20 bzw. fL21 integrieren von den Stromerfassungswiderständen 33 bzw. 34 erfaßte periodische Spannungssignale, um somit gemittelte Signale den Korrekturschaltungen zuzuführen.
Jede Korrekturschaltung 37 und 38 ist beispielsweise durch eine Korrekturkoeffizientenschaltung, eine Addierschaltung und eine Subtrahierschaltung gebildet. Bei Empfang der Temperaturerfassungssignale H22 und L23 von den Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 führen die Korrekturschaltungen 37 und 38 der Zeiteinstellungsschaltung 39 und der Vorspannungsschaltung 40 die als Versorgungsspannungen (ViH, ViL) dienenden Korrektursignale 51, 52, 53, und 54 zu.
Die Korrekturkoeffizientenschaltungen K43, K44, K45 und K46 der Korrekturschaltungen 37 und 38 sind zur Feineinstellung des Kurvenverlaufs vorgesehen, wenn die Signale von den Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 empfangen werden. Die Korrekturkoeffizientenschaltungen K43-K46 stellen die Verstärkungen und Kurvenverläufe der nichtlinearen Kennlinien der Ausgabeelemente 31 und 32 hinsichtlich der Amplitude und des Ausgabezeitpunkts der temperaturabhängigen Ausgangssignale ein. Vorzugsweise sind die Korrekturkoeffizienten vor der Installation in der Treiberschaltung voreingestellt. Zur Kurveneinstellung kann besipielsweise eine nichtlineare Kennlinie der Halbleiteranordnung verwendet werden. Die Korrekturkoeffizientenschaltungen führen den entsprechenden Addier- und Subtrahierschaltungen Signale zu, die hinsichtlich ihres Verstärkungsgrads/Kurvenverlaufs korrigiert worden sind. Die Addier- und Subtrahierschaltungen legen nach der Feineinstellung die Versorgungsspannungen (ViH, ViL) als Korrektursignale an die Zeiteinstellungsschaltung 39 und die Vorspannungsschaltung 40 an. Die Zeiteinstellungsschaltung 39 führt demzufolge die Feineinstellung der Signalverzögerungslaufzeiten der Vielzahl von Gattern durch, während die Vorspannungsschaltung 40 die Feineinstellung der Amplitude der Treibersignale für die Ausgabeelemente 31 und 32 ausführt.
Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Aufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung können die infolge von Temperaturveränderungen aufgrund des Stromverbrauchs der Ausgabeelemente 31 und 32 auftretenden Veränderungen der Amplitude oder des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals oder der Ausgangsimpedanz korrigiert werden. Demzufolge kann eine Treiberschaltung bereitgestellt werden, die Ausgangsamplituden und Zeitverläufe mit hoher Genauigkeit und hoher Stabilität erzeugt.
  • 1. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Treiberschaltung mit CMOS- Transfergattern dargestellt. Es ist jedoch ebenso möglich, die Treiberschaltung mit Hilfe von Bipolartransistoren sowie entsprechend geeigneten peripheren Schaltugnen für die Bipolarschaltung aufzubauen.
  • 2. Gemäß der obigen Erläuterung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels werden Temperaturveränderungen der Ausgabeelemente 31 und 32 mit Hilfe von Leitsungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 erfaßt. Es ist jedoch ebenso möglich, die Temperaturveränderungen mit Hilfe anderer Sensoren, z. B. mit Hilfe eines Thermostats oder eines in der Näher der Ausgabeelemente 31 und 32 angeordneten Kaltleiters zu erfassen. Des weiteren kann ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des gesamten IC-Chips vorgesehen sein, und das erfaßte Ergebnis kann mit der erfaßten Temperatur der Ausgabeelemente 31 und 32 kombiniert werden.
Die von den Überwachungsschaltungen und Temperatursensoren erfaßten Signale werden kombiniert und den Korrekturschaltungen 37 und 38 zugeführt.
  • 1. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Zeiteinstellungsschaltung 39 das Eingangssignal 1 über eine einzige Eingangsleitung zugeführt. Es ist jedoch ebenso möglich, die Zeiteinstellungsschaltung 39 derart auszugestalten, daß sie ein Eingangssignal über Differenzeingangsanschlüsse empfängt, wobei dann der Pegelverschieber 2 wegfällt.
  • 2. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Temperaturkorrektur unter besonderer Beachtung der Temperaturveränderungen in den Ausgabeelementen 31 und 32 durchgeführt. Der Zweck der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß die Korrekturkoeffizientenschaltungen K43, K44, K45 und K46 derart eingestellt werden, daß die Gesamttemperatureigenschaften der Treiberschaltung einschließlich der Zeiteinstellungsschaltung 39, der Vorspannungsschaltung 40, der Korrekturschaltungen 37 und 38 und der Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 kompensiert werden.
  • 3. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfassen die Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 die Temperaturveränderungen in den Ausgabeelementen 31 und 32, oder es ist ein Temperatursensor, wie z. B. ein Thermostat oder ein Kaltleiter, in der Nähe der Ausgabeelemente 31 und 32 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Leistungsüberwachungsschaltungen mit einem Temperatursensor zu kombinieren, wobei ein den Korrekturschaltungen 37 und 38 zuzuführendes Temperaturerfassungssignal durch Addieren der beiden Erfassungssignale erzeugt wird.
  • 4. Gemäß der vorhergehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind zur Erfassung der Temperaturveränderungen in den Ausgabeelementen 31 und 32 die elektrischen Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 oder ein Temperatursensor, wie z. B. ein Thermostat oder ein Kaltleiter, vorgesehen, und die Erfassungssignale werden den Korrekturschaltungen 37 bzw. 38 zugeführt. D. h. bei den vorhergehenden Beispielen werden zwei Arten von Erfassungssignalen zu den entsprechenden beiden Korrekturschaltungsarten zurückgeführt. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann jedoch auch dadurch gelöst werden, daß ein einziges Rückkopplungssystem mit einem einzigen Erfassungssignal und einer einzigen Korrekturschaltung vorgesehen wird, um das Augenmerk auf lediglich einen der beiden Ausgabeelemente 31 und 32 zu legen. Dadurch kann der Schaltungsaufbau der Treiberschaltung für den Fall vereinfacht werden, daß vorwiegend entweder das hoch- oder niedrigpegelige Ausgangssignal verwendet wird.
  • 5. Bei der vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird die Temperaturveränderung der Ausgabeelemente 31 und 32 mit Hilfe von Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 oder eines Temperatursensors, wie z. B. eines Thermostats oder eines Kaltleiters, erfaßt. D. h. es werden zwei unterschiedliche Erfassungssignalarten erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, lediglich eine repräsentative Erfassungssignalart zu verwenden, die der Korrekturschaltung zugeführt wird. So kann beispielsweise ein Temperatursensor an einem Meßpunkt, der den beiden Ausgabeelementen 31 und 32 gemeinsam ist, angeordnet werden, um somit ein Erfassungssignal zu erzeugen, welches für beide Ausgabeelemente repräsentativ ist. Des weiteren kann das Ausgangssignal der Leistungsüberwachungsschaltungen H35 und L36 gemittelt und als repräsentatives Erfassungssignal verwendet werden. Dadurch kann der Schaltungsaufbau der vorliegenden Erfindung vereinfacht werden, wenn in der Treiberschaltung die Hochpegel- und Niedrigpegelschaltungen im wesentlichen auf gleiche Art und Weise verwendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die wie zuvor beschrieben aufgebaute Erfindung hat die folgenden Wirkungen.
Aufgrund der Korrekturschaltungen 37 und 38 sowie der Zeiteinstellungsschaltung 39 wird bei Empfang der Temperaturkorrektur-Versorgungsspannungen von den Korrekturschaltungen 37 und 38 eine Korrektur der durch eine Temperaturveränderung hervorgerufenen Veränderung des Ausgabezeitpunkts erzielt, wobei die Signallaufzeitverzögerung zwischen den Eingängen und Ausgängen der Vielzahl von in Serie verschalteten Gattern genau eingestellt wird. Demzufolge kann die Temperaturabhängigkeit des Ausgabezeitpunkts des Ausgangssignals 3 deutlich kompensiert werden.
Wegen der Korrekturschaltungen 37 und 38 sowie der Vorspannungsschaltung 40 wird eine Signalamplitudenkorrektur erzielt, wobei die durch eine Temperaturänderung hervorgerufene Veränderung des ausgangsseitigen Signalverlaufs sowie der Ausgangsimpedanz korrigiert wird. Somit wird die Temperaturabhängigkeit der Amplitude des Ausgangssignals deutlich kompensiert.
Demzufolge können infolge einer veränderten Wärmeabgabe aufgrund des elektrischen Stromverbrauchs der Ausgabeelemente 31 und 32 hervorgerufene Schwankungen der Ausgangssignalamplitude, der Ausgangsimpedanz und des Ausgabezeitpunkts korrigiert werden. Somit kann eine Treiberschaltung mit einer genauen und stabilen Signalamplitude und einem genauen Ausgabezeitpunkt realisiert werden.
Im Gegensatz zu der bekannten Technologie kann des weiteren auf den Einsatz eines Fremdkühlers, eines Klimageräts oder eines Kühlsystems, um die Umgebungstemperatur der Treiberschaltung konstant zu halten, verzichtet werden.

Claims (5)

1. Treiberschaltung mit einer Temperaturkorrekturschaltung und mit in einer komplementären Struktur ausgebildeten Ausgabeelementen (31, 32), die ein Eingangssignal (1) empfängt und ein Ausgangssignal (3) mit einer bestimmten Signalamplitude und einem bestimmten Ausgabezeitpunkt erzeugt, wobei die Temperaturkorrekturschaltung
Widerstände (33, 34) zum Erfassen des durch die Ausgabeelemente (31, 32) fließenden elektrischen Stromes,
Leistungsüberwachungsschaltungen (H35, L36) zum Erfassen der Temperatur in jedem der Ausgabeelemente (31, 32) durch Überwachen der an den Widerständen (33, 34) abfallenden Spannungen,
Korrekturschaltungen (37, 38), die Temperaturerfassungssignale (H22, L23) von den Leistungsüberwachungsschaltungen (H35, L36) empfangen, um Korrektursignale (51, 52, 53, 54) auszugeben,
eine Zeiteinstellungsschaltung (39) zum Korrigieren von durch Temperaturveränderungen hervorgerufenen Veränderungen der Ausgabezeitpunkte des Ausgangssignals (3) relativ zu dem Eingangssignal (1) bei Empfang der Korrektursignale (53, 54) von den Korrekturschaltungen (37, 38), und
eine Vorspannungsschaltung (40) zum Korrigieren von Amplitudenveränderungen und Ausgangsimpedanzveränderungen und zum Anlegen von korrigierten Treibersignalen an die Ausgabeelemente (31, 32) bei Empfang der Korrektursignale (51, 52) von den Korrekturschaltungen (37, 38) und von Treibersignalen (H41, L42) der Zeiteinstellungsschaltung (39)
umfaßt.
2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Überwachung der an den Widerständen (33, 34) abfallenden Spannungen gewonnenes Temperaturerfassungssignal mit einem Erfassungssignal kombiniert ist, welches auf einer durch einen benachbart zu den Ausgabeelementen (31, 32) vorgesehenen Temperatursensor erfaßten Temperatur basiert.
3. Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Überwachung der an den Widerständen (33, 34) abfallenden Spannungen gewonnenes Temperaturerfassungssignal mit einem Erfassungssignal, welches auf einer durch einen benachbart zu den Ausgabeelementen (31, 32) vorgesehenen Temperatursensor erfaßten Temperatur basiert, und einem Erfassungssignal, welches auf der Gesamttemperatur eines die Treiberschaltung bildenden Chips basiert, kombiniert ist.
4. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinstellungsschaltung (39) die temperaturbedingten Veränderungen der Ausgabezeitpunkte dadurch korrigiert, daß sie positive/negative Versorgungsspannungen einer Vielzahl von in Serie geschalteten Gattern steuert, wodurch Signallaufzeitverzögerungen zwischen den Eingangssignalen und den Ausgangssignalen der Gatter eingestellt werden.
5. Treiberschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsschaltung (40) die Ausgangsamplituden und die Ausgangsimpedanz dadurch korrigiert, daß sie positive/negative Versorgungsspannungen, die an eine Pufferschaltung angelegt werden, steuert, wodurch die Ausgangsamplituden des Ausgangssignals eingestellt werden.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204720B1 (en) * 1998-10-09 2001-03-20 Elantec Semiconductor, Inc. Load current control circuitry for power supplies driving a common load for providing a uniform temperature distribution
US6415388B1 (en) * 1998-10-30 2002-07-02 Intel Corporation Method and apparatus for power throttling in a microprocessor using a closed loop feedback system
EP0961409B1 (de) 1999-02-10 2001-09-26 Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation Ausgleich von Zeitfehlern , die verursacht sind durch dynamische thermische Fehlpaarungen
US20030076154A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-24 Kaveh Shakeri Controlling circuit power consumption through supply voltage control
US7395527B2 (en) 2003-09-30 2008-07-01 International Business Machines Corporation Method and apparatus for counting instruction execution and data accesses
US8381037B2 (en) 2003-10-09 2013-02-19 International Business Machines Corporation Method and system for autonomic execution path selection in an application
US7415705B2 (en) 2004-01-14 2008-08-19 International Business Machines Corporation Autonomic method and apparatus for hardware assist for patching code
US7895382B2 (en) 2004-01-14 2011-02-22 International Business Machines Corporation Method and apparatus for qualifying collection of performance monitoring events by types of interrupt when interrupt occurs
US7323898B2 (en) * 2005-07-18 2008-01-29 Teradyne, Inc. Pin electronics driver
US7342407B2 (en) 2006-01-31 2008-03-11 Advantest Corporation Temperature compensation circuit and testing apparatus
CN102938650A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 华为技术有限公司 对信号进行补偿的方法、串行器以及解串器
US9322719B2 (en) * 2013-05-29 2016-04-26 Intel IP Corporation Input stage for temperature measurement system
US9885685B2 (en) 2014-10-10 2018-02-06 Ford Global Technologies, Llc Compensating oxygen sensor aging
US10317862B2 (en) 2015-02-06 2019-06-11 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for heat rise compensation
US11493220B2 (en) 2015-02-06 2022-11-08 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for heat rise compensation
US10082308B2 (en) 2015-02-06 2018-09-25 Johnson Controls Technology Company Thermostat with heat rise compensation based on wireless data transmission
CN115250124B (zh) * 2021-04-26 2024-01-19 瑞昱半导体股份有限公司 收发器电路与传送功率偏差补偿方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4975598A (en) * 1988-12-21 1990-12-04 Intel Corporation Temperature, voltage, and process compensated output driver
US5017807A (en) * 1990-07-05 1991-05-21 At&T Bell Laboratories Output buffer having capacitive drive shunt for reduced noise
US5021684A (en) * 1989-11-09 1991-06-04 Intel Corporation Process, supply, temperature compensating CMOS output buffer
EP0436280A1 (de) * 1989-12-04 1991-07-10 Altera Corporation Integrierte Schaltung mit Verringerung des Schaltrauschens
US5276356A (en) * 1991-05-24 1994-01-04 Kabushiki Kaisha Toshiba High speed output circuit having current driving capability which is independent of temperature and power supply voltage
US5311084A (en) * 1992-06-23 1994-05-10 At&T Bell Laboratories Integrated circuit buffer with controlled rise/fall time
US5376846A (en) * 1992-02-14 1994-12-27 Texas Instruments Incorporated Temperature compensation circuit and method of operation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523154A (en) * 1983-05-18 1985-06-11 Genrad, Inc. Enhanced-accuracy semiconductor power amplifier
NZ216904A (en) * 1985-07-22 1989-01-06 Beale David George Audio amplifier with overload limiting
US4924112A (en) * 1988-10-31 1990-05-08 Motorola Inc. Microprocessor having high current drive and feedback for temperature control
US4952818A (en) * 1989-05-17 1990-08-28 International Business Machines Corporation Transmission line driver circuits
JPH0579481A (ja) * 1991-09-19 1993-03-30 Daikin Ind Ltd ロータリ圧縮機
JPH0579481U (ja) * 1992-03-30 1993-10-29 横河電機株式会社 Ｌｓｉテスタ
JPH0786900A (ja) * 1993-09-17 1995-03-31 Fujitsu Ltd 半導体装置
JPH0897693A (ja) * 1994-09-20 1996-04-12 Mazda Motor Corp 出力バッファ補償回路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4975598A (en) * 1988-12-21 1990-12-04 Intel Corporation Temperature, voltage, and process compensated output driver
US5021684A (en) * 1989-11-09 1991-06-04 Intel Corporation Process, supply, temperature compensating CMOS output buffer
EP0436280A1 (de) * 1989-12-04 1991-07-10 Altera Corporation Integrierte Schaltung mit Verringerung des Schaltrauschens
US5017807A (en) * 1990-07-05 1991-05-21 At&T Bell Laboratories Output buffer having capacitive drive shunt for reduced noise
US5276356A (en) * 1991-05-24 1994-01-04 Kabushiki Kaisha Toshiba High speed output circuit having current driving capability which is independent of temperature and power supply voltage
US5376846A (en) * 1992-02-14 1994-12-27 Texas Instruments Incorporated Temperature compensation circuit and method of operation
US5311084A (en) * 1992-06-23 1994-05-10 At&T Bell Laboratories Integrated circuit buffer with controlled rise/fall time

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Publication number Publication date
GB2316559A (en) 1998-02-25
TW320684B (de) 1997-11-21
WO1997033370A1 (fr) 1997-09-12
JPH09246944A (ja) 1997-09-19
KR100252721B1 (ko) 2000-04-15
GB2316559A8 (en) 1998-03-12
CN1178041A (zh) 1998-04-01
DE19780296T1 (de) 1998-05-07
JP3650460B2 (ja) 2005-05-18
CN1098561C (zh) 2003-01-08
KR19980701298A (ko) 1998-05-15
US5973542A (en) 1999-10-26
GB9722767D0 (en) 1997-12-24
GB2316559B (en) 2000-12-13

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