DE19950541A1 - Spannungsgenerator - Google Patents

Abstract

Es wird ein Spannungsgenerator beschrieben, welcher unter Verwendung einer Referenzspannung aus einer ersten Spannung eine zweite Spannung erzeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungssignals deaktivierbar ist. Der beschriebene Spannungsgenerator zeichnet sich dadurch aus, daß dem Spannungsgenerator das Deaktivierungssignal über eine Leitung zugeführt wird, über welche ihm auch die Referenzspannung zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. einen Spannungs­ generator, welcher unter Verwendung einer Referenzspannung aus einer ersten Spannung eine zweite Spannung erzeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungssignals deakti­ vierbar ist.

Solche Spannungsgeneratoren werden beispielsweise in inte­ grierten Schaltungen verwendet, um aus einer ungeregelten externen Spannung eine geregelte interne Spannung zu erzeu­ gen. Eine geregelte interne Spannung kann zum Beispiel not­ wendig sein, damit die Signallaufzeiten unabhängig von der externen Spannung sind; die Erzeugung einer solchen internen Spannung erfolgt vorzugsweise unter Verwendung einer tempera­ tur- und prozeßunabhängigen Referenzspannung.

Beispielsweise für Testzwecke kann es erforderlich sein, den Spannungsgenerator zu deaktivieren und/oder in einen hochohmigen Zustand zu versetzen.

Ein Spannungsgenerator, welcher unter Verwendung einer Refe­ renzspannung aus einer ersten (externen) Spannung eine zweite (interne) Spannung erzeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungssignals deaktivierbar ist, ist in Fig. 2 dargestellt.

Dabei sind der Spannungsgenerator mit dem Bezugszeichen VintGEN, die erste (externe) Spannung mit dem Bezugszeichen Vext, die Referenzspannung mit dem Bezugszeichen Vref, die zweite (interne) Spannung mit dem Bezugszeichen Vint, und das Deaktivierungssignal mit dem Bezugszeichen DISABLE bezeich­ net; die Referenzspannung Vref wird von einem außerhalb des Spannungsgenerators VintGEN vorgesehenen Referenzspannungsgenerator VrefGEN erzeugt. Der Spannungsgenerator VintGEN enthält einen Differenzverstärker D und Transistoren T1 und T2.

Die vom Spannungsgenerator VintGEN erzeugte (zweite) Spannung Vint ist die vom ersten Transistor T1 durchgeschaltete Span­ nung. Dieser Transistor T1 wird an seinem Eingangsanschluß mit der ersten Spannung Vext beaufschlagt und durch die Aus­ gangsspannung des Differenzverstärkers D gesteuert. Der Differenzverstärker D vergleicht die Referenzspannung Vref und die vom Spannungsgenerator VintGEN erzeugte zweite Spannung Vint und gibt ein der Differenz entsprechendes Signal aus.

Durch das Deaktivierungssignal DISABLE kann der Spannungs­ generator VintGEN bei Bedarf von der ihn (im betrachteten Beispiel: den Differenzverstärker D desselben) versorgenden Versorgungsspannung (im betrachteten Beispiel Vext - Masse­ potential GROUND) getrennt werden. Im betrachteten Beispiel wird durch das Deaktivierungssignal DISABLE der zweite Tran­ sistor T2 gesteuert. Der Transistor T2 ist in einem Leitungs­ pfad vorgesehen, über welchen der Differenzverstärker D mit Massepotential GROUND der Versorgungsspannung verbunden ist; ein Sperren des Transistors T2 durch das Deaktivierungssignal DISABLE bewirkt ein Auftrennen der Verbindung mit Masse und damit eine Unterbindung der Versorgungsspannungszufuhr zum Spannungsgenerator.

Die vom Spannungsgenerator VintGEN erzeugte Spannung Vint wird über ein Vint-Netz den diese Spannung benötigenden Kom­ ponenten zugeführt. Bei der Verteilung der Spannung Vint über das Vint-Netz treten Spannungsverluste auf. Um dies zu ver­ meiden, werden in integrierten Schaltungen häufig mehrere Spannungsgeneratoren VintGEN vorgesehen. Die mehreren Spannungsgeneratoren sind dabei vorzugsweise parallel ge­ schaltet und mehr oder weniger gleichmäßig über die integrierte Schaltung verteilt. Eine solche Anordnung ist schema­ tisch in Fig. 3 dargestellt.

Wie aus der Fig. 3 unschwer zu erkennen ist, ist die prakti­ sche Realisierung einer solchen Anordnung mit einem nicht un­ erheblichen Aufwand verbunden. Problematisch ist insbeson­ dere, daß viele lange (sich über die gesamte integrierte Schaltung erstreckende) Leitungen vorgesehen werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Spannungsgenerator gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sich ein oder mehrere Spannungsgeneratoren dieser Art mit minimalem Aufwand in integrierte Schaltungen integrieren lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchte Merkmal gelöst.

Demnach ist vorgesehen, daß dem Spannungsgenerator das Deaktivierungssignal über eine Leitung zugeführt wird, über welche ihm auch die Referenzspannung zugeführt wird.

Dadurch läßt sich die Anzahl der Leitungen, die vorgesehen werden müssen, um dem Spannungsgenerator die zu dessen Be­ trieb und dessen Steuerung erforderlichen Spannungen und Signale zuzuführen, reduzieren.

Daß dem Spannungsgenerator die Referenzspannung und das Deaktivierungssignal über ein- und dieselbe Leitung zugeführt werden, hat keine negativen Auswirkungen, weil keine Not­ wendigkeit zur gleichzeitigen (überlagerten) Übertragung besteht.

Wie beansprucht ausgebildete Spannungsgeneratoren lassen sich damit mit minimalem Aufwand in integrierte Schaltungen inte­ grieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unter­ ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren entnehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zei­ gen

Fig. 1 eine Anordnung, bei welcher mehrere Spannungsgenera­ toren der nachfolgend näher beschriebenen Art paral­ lel geschaltet sind,

Fig. 2 einen herkömmlichen Spannungsgenerator, welcher unter Verwendung einer Referenzspannung aus einer ersten Spannung eine zweite Spannung erzeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungssignals deakti­ vierbar ist, und

Fig. 3 eine Anordnung, bei welcher mehrere Spannungsgenera­ toren gemäß Fig. 2 parallel geschaltet sind.

Der nachfolgend näher beschriebene Spannungsgenerator ist ein Spannungsgenerator, welcher unter Verwendung einer Referenz­ spannung aus einer ersten Spannung eine zweite Spannung er­ zeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungs­ signals deaktivierbar ist.

Der innere Aufbau des betrachteten Spannungsgenerators ent­ spricht dem Aufbau des in der Fig. 2 gezeigten und eingangs unter Bezugnahme darauf beschriebenen Spannungsgenerators. D. h., der Spannungsgenerator enthält wiederum einen Diffe­ renzverstärker D und Transistoren T1 und T2, die wie in der Fig. 2 verschaltet sind.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß hierauf keine Ein­ schränkung besteht. Sowohl die Umsetzung der ersten Spannung (der externen Spannung Vext) in die zweite Spannung (in die interne Spannung Vint) unter Verwendung einer Referenz­ spannung als auch die Deaktivierung des Spannungsgenerators können auch unter Verwendung anderer Schaltungen und/oder an­ derer Prinzipien erfolgen.

Es besteht ferner keine Einschränkung darauf, daß die erste Spannung eine Spannung ist, die von außen an die den Spannungsgenerator enthaltende integrierte Schaltung angelegt wird, und/oder daß die zweite Spannung eine Spannung ist, die intern (innerhalb der betreffenden integrierten Schaltung) benötigt wird. Grundsätzlich kann eine beliebige erste Spannung in eine beliebige zweite Spannung umgesetzt werden.

Der vorliegend betrachtete Spannungsgenerator zeichnet sich dadurch aus, daß dem Spannungsgenerator das Deaktivierungs­ signal über eine Leitung zugeführt wird, über welche ihm auch die Referenzspannung zugeführt wird.

Dadurch ist es nicht mehr nötig, dem Spannungsgenerator die Referenzspannung und das Deaktivierungssignal auf separaten Leitungen zuzuführen.

Dies wirkt sich insbesondere dann, wenn mehrere Spannungs­ generatoren parallel geschaltet werden müssen, als sehr vor­ teilhaft aus; dadurch läßt sich nämlich die Anzahl der Leitungen zu den jeweiligen Spannungsgeneratoren reduzieren.

Eine Anordnung mit mehreren parallel geschalteten Spannungs­ generatoren der vorliegend betrachteten Art ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 entspricht in vielen Punkten der Anordnung gemäß Fig. 3; einander entsprechende Elemente sind mit den selben Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung sind wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3 vier Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 parallel geschaltet.

Insoweit herrscht Übereinstimmung mit der Anordnung gemäß Fig. 3.

Im Gegensatz zur Anordnung gemäß Fig. 3 werden den Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 jedoch die Referenzspannung Vref und das Deakti­ vierungssignal DISABLE über eine gemeinsame Leitung COM zu­ geführt.

Diese gemeinsame Leitung COM wird mit der vom Referenz­ spannungsgenerator VrefGEN erzeugten Referenzspannung Vref beaufschlagt und kann bei Bedarf über einen vom Deaktivie­ rungssignal DISABLE angesteuerten Transistor T3 auf ein sich von der Referenzspannung unterscheidendes Potential (im be­ trachteten Beispiel: auf Massepotential) gezogen werden.

Im betrachteten Beispiel wird das Deaktivierungssignal DISABLE zusätzlich zur Deaktivierung des Referenzspannungs­ generators VrefGEN verwendet.

Bei der betrachteten Anordnung werden die Spannungsgenerato­ ren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 durch ein einen hohen Pegel aufweisendes Deaktivierungssignal DISABLE deaktiviert.

Wenn und so lange das Deaktivierungssignal DISABLE niedrigen Pegel aufweist, bleibt der Referenzspannungsgenerator VrefGEN in Betrieb und sperrt der Transistor T3, wodurch über die ge­ meinsame Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal-Leitung COM die vom Referenzspannungsgenerator VrefGEN erzeugte Referenz­ spannung Vref übertragen wird.

Wenn das Deaktivierungssignal DISABLE hohen Pegel aufweist, setzt es den Referenzspannungsgenerator VrefGEN außer Betrieb und bewirkt ein Durchschalten des Transistors T3, wodurch die gemeinsame Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal-Leitung COM auf Massepotential gezogen wird.

Die gemeinsame Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal- Leitung COM ist sowohl mit dem Referenzspannungs-Eingangs­ anschluß (dem nicht invertierenden Eingang des Differenz­ verstärkers D) als auch mit dem Deaktivierungssignal- Eingangsanschluß (dem Steueranschluß des Transistors T2) der Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 verbunden.

Wenn und so lange die Referenzspannung Vref über die gemein­ same Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal-Leitung COM übertragen wird, wird die externe Spannung Vext bestimmungs­ gemäß in die interne Spannung Vint umgesetzt; die auch am Transistor T2 anliegende Referenzspannung bewirkt, daß der Transistor T2 durchschaltet und die jeweiligen Spannungs­ generatoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 ordnungsgemäß mit der Versorgungsspannung verbunden sind.

Wenn die gemeinsame Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal- Leitung COM auf Massepotential liegt, sperrt der Transistor T2, wodurch die Spannungsversorgung der jeweiligen Spannungs­ generatoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 (die Verbindung der Differenzverstärker D mit Masse) unter­ brochen wird. Die Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 sind in diesem Zustand deaktiviert und zugleich in einen hochohmigen Zustand versetzt.

Das Vorsehen einer gemeinsamen Referenzspannungs-/Deaktivie­ rungssignal-Leitung COM läßt die Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 genauso betreiben und deaktivieren wie es der Fall ist, wenn separate Referenz- Spannungs- und Deaktivierungssignal-Leitungen vorgesehen sind.

Allerdings ist die Anzahl der Leitungen, über welche die Spannungsgeneratoren VintGEN 1, VintGEN 2, VintGEN 3 und VintGEN 4 mit dem Referenzspannungsgenerator VrefGEN und der Deaktivierungssignal-Quelle zu verbinden sind, reduziert.

Spannungsgeneratoren der vorstehend beschriebenen Art lassen sich damit bei uneingeschränkter Funktionalität mit minimalem Aufwand in integrierte Schaltungen integrieren.

Bezugszeichenliste

COM gemeinsame Referenzspannungs-/Deaktivierungssignal- Leitung
D Differenzverstärker
DISABLE Deaktivierungssignal
Tx Transistoren
Vext externe Spannung
Vint interne Spannung
VintGEN Spannungsgenerator
Vref Referenzspannung
VrefGEN Referenzspannungsgenerator

Claims (7)

1. Spannungsgenerator, welcher unter Verwendung einer Referenzspannung (Vref) aus einer ersten Spannung (Vext) eine zweite Spannung (Vint) erzeugt, und welcher unter Verwendung eines Deaktivierungssignals (DISABLE) deaktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsgenerator (VintGEN) das Deaktivierungssignal (DISABLE) über eine Leitung (COM) zugeführt wird, über welche ihm auch die Referenzspannung (Vref) zugeführt wird.

2. Spannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deaktivierungssignal (DISABLE) dazu verwendet wird, den Spannungsgenerator (VintGEN) in einen hochohmigen Zustand zu versetzen.

3. Spannungsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deaktivierungssignal (DISABLE) dazu verwendet wird, die Zufuhr einer vom Spannungsgenerator (VintGEN) benötigten Versorgungsspannung (Vref) zum Spannungsgenerator (VintGEN) zu unterbinden.

4. Spannungsgenerator nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deaktivierung des Spannungsgenerators (VintGEN) die Leitung (COM), über welche dem Spannungsgenerator auch die Referenzspannung (Vref) zugeführt wird, mit dem Deaktivie­ rungssignal (DISABLE) beaufschlagt wird.

5. Spannungsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Leitung (COM) mit dem Deaktivie­ rungssignal (DISABLE) darin besteht, daß die Leitung auf ein sich von der Referenzspannung (Vref) unterscheidendes Poten­ tial gebracht wird.

6. Spannungsgenerator nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deaktivierung des Spannungsgenerators (VintGEN) der die Referenzspannung (Vref) erzeugende Referenzspannungs­ generator (VrefGEN) deaktiviert wird.

7. Spannungsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deaktivierung des Spannungsgenerators (VintGEN) der die Referenzspannung (Vref) erzeugende Referenzspannungs­ generator (VrefGEN) in einen Zustand versetzt wird, in wel­ chem er das Deaktivierungssignal (DISABLE) ausgibt.