DE2308819A1 - Selbsttaetige vorspannungsschaltung zur steuerung der schwellenspannung einer mos-vorrichtung - Google Patents

Selbsttaetige vorspannungsschaltung zur steuerung der schwellenspannung einer mos-vorrichtung

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DE2308819A1 DE19732308819 DE2308819A DE2308819A1 DE 2308819 A1 DE2308819 A1 DE 2308819A1 DE 19732308819 DE19732308819 DE 19732308819 DE 2308819 A DE2308819 A DE 2308819A DE 2308819 A1 DE2308819 A1 DE 2308819A1
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Description

Patentanwälte
Df. E. Boettner *} O Π Ο Ο 1 Q
DipL-Ing. H,J. Müller Z O U O 0
Dr. Th. Berendt
D 3 München 80 „
lucüe-Grahn-Sir. 38, TeL 47 51 SS 1' . <£ö
As/P
STANDARD MICROSYSTEMS CORPORATION, 35 Marcus Boulevard, Hauppauge, Long Island, New York, USA
Selbsttätige Vorspannungschaltung zur Steuerung der Schwellenspannung einer MOS-i-Vorrichtung
Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Vorspannungsschaltung zur Steuerung der Schwellenspannung einer MOS-Vorrichtung (Metalloxyd-Halbleiter- Vorrichtung), insbesondere einer integrierten MOS-Schaltung mit einer Einrichtung zum Festlegen und Aufrechterhalten einer gewünschten Schwellenspannung für diese Schaltung.
Bei der Konstruktion und Herstellung von MOS-Schaltungen und -Vorrichtungen (z.B. Feldeffekttransistoren) ist einer der Parameter, der allgemein als bedeutsam, wenn nicht entscheidend für das befriedigende Funktionieren der Schaltung gilt, die Schwellenspannung. Bei einem Feldeffekttransistor (FET) , ist die Schwellenspannung die Mindestspannung, die bei Anlegen an die Gitterelektrode eine Stronipfadumkehrung· und eine Leitfähigkeit zwischen Kathoden- und Anodenbereichen erzeugt. Wenn die Schwel lens oarinun,"; niedriger ist als ein festgelegter
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Wert oder Nennwert, ist die Vorrichtung im Betrieb instabil, denn sie kann dann zur Unzeit durch ein Geräuschsignal leitend gemacht werden, und ist dann insbesondere zur Verwendung in logischen Schaltungen ungeeignet. Wenn die Schwellenspannung höher ist als der gewünschte Wert, wird die Betriebsgeschwindigkeit des FETs vermindert, und es kann geschehen, daß der FET beim Anlegen eines Eingangssignals an die Gitterelektrode nicht eingeschaltet wird.
Der Wert der Schwellenspannung wird in erster Linie von der Dicke und den elektrischen Eigenschaften des Sili— ciumdioxyd—Gitterisolationsfilmes bestimmt, der unter der Gitterelektrode und über dem Strompfad zwischen den Kathoden- und Anodenbereichen liegt. Trotz neuerer Verbesserungen des Herstellungsverfahrens für MOS-Vorrichtungen und -Schaltungen ist eine präzise Einhaltung der Dicke und der Dielektrizitätskonstanten des Gitterisolationsfilmes noch nicht in dem Maß wirtschaftlich möglich, wie dies für die genaue Einhaltung der Schwellenspannung wünschenswert ist. Infolgedessen ist die Schwellenspannung eier typischen, nach herkömmlichen Verfahrensweisen der MOS-Herstellung hergestellten Vorrichtung mit η Strompfaden 0,3 ^ 0,2 V. Es hat sich gezeigt, daß die Schwellenspannung von Vorrichtungen mit η Kanälen üblicherweise eher unterhalb als oberhalb der Nenn- oder Sollschwellenspannung liegt.
Der Effektivwert der Schwellenspannung steht auch nach dem Kathoden-Körper-Effekt (source-body effect) in einer Beziehung mit der Spannung zwischen Kathode und Substrat. Die effektive Schwellenspannung einer MOS-Vorrichtimg kann nach der Gleichung
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werden, worin V_/ „\den Effektivwert der Schwellenspannung, V_/ \den durch die Dicke des Gitterisola— tionsfilmes bestimmten Nennwert der Schwellenspannung und /\ V den Zuwachs der Schwellenspannung entsprechend der Substratspannung nach dem Kathoden-Körper-Effekt bezeichnen.
Bei der Konstruktion von integrierten MOS-Schaltungen ist es im allgemeinen erwünscht, das Substrat an eine festliegende Spannung anzuschließen, damit das Substrat nicht "schwankt11. Es ist daher für den MOS-Techniker üblich, das Substrat mit dem V -Anschluß oder mit der Energiezuleitung zur Kathode zu verbinden. Laut Definition wird hierdurch der Kathode-Körper-Effekt bei solchen Vorrichtungen, deren Kathoden mit der Vcd-Zuleitung ver-·
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bunden sind, ausgeschaltet. Bei diesen Vorrichtungen wird die Schwellenspannung ausschließlich durch die ursprüngliche Verarbeitung des Gitterisolationsfilmes gesteuert, und ihre präzise Einstellung ist daher schwierig. Außerdem kann diese Verfahrensweise in solchen Anwendungsfällen der Schaltungen nicht angewendet werden,bei denen eine effektive Schwellenspannung erforderlich ist, die höher ist als die tatsächliche, durch die Verfahrensparameter bestimmte Schwellenspannung.
Eine in der MOS-Technik angewendete Verfahrensweise zum Steuern der effektiven Schwellenspannung besteht darin, das Substrat mit einer getrennten äußeren Energiequelle zu verbinden. Dies bietet eine größere Auswahl für die effektive Schwellenspannung, denn der Kathode-Körper-Effekt kann durch sorgfältige Wahl der Energieliefer-
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spannung dazu benutzt werden, den Bereich zu erweitern. Die Schwankung der effektiven Schwellenspannung wird weiter verschlimmert, da die Spannung zwischen Kathode und Körper (source-body voltage) auch verfahrensbedingten Schwankungen unterliegt. Dies hat zur Folge, daß immer noch viele MOS-Schaltungen ausgeschieden werden müssen, weil ihre effektive Schwellenspannung immer noch nicht innerhalb eines geforderten Bereiches von Schwellenspannungen liegt, obwohl sie durch Energiezufuhr von außen verändert wurde, und dies führt wiederum zu erhöhten Herstellungskosten,deren Weitergabe an den Endverbrauoher von MOS-Schaltungen unvermeidlich ist. Dieses Vorgehen hat außerdem den Nachteil, daß es ein zusätzliches Zuleitungspaket sowie eine zusätzliche Energielieferspannung erfordert.
Eine bessere Beeinflussung der effektiven Schwellenspannung kann zwar durch eine straffere Beeinflussung des Herstellungsverfahrens für MOS-Schaltungen mit dem Zweck der Erzielung einer erhöhten Gleichmäßigkeit und Genauigkeit der Dicke des Gitterisolationsfilmes erreicht werden, Diese verbesserte Beeinflussung ist jedoch nur durch Maßnahmen erzielbar, die die Fabrikationskosten von MOS-Schaltungen erheblich/erhöhen und daher vom wirtschaftlichen Standpunkt allgemein unvertretbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Erzielung einer verbesserten Beeinflussung der effektiven Schwellenspannung einer integrierten MOS-Schaltung zu schaffen.
Die Erfindung schafft eine Technik des beschriebenen Typs, bei der der Kathode-Körper-Effekt dazu genutzt
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wird, eine gewünschte effektive Schwellenspannung festzulegen.
Gemäß der Erfindung wird eine Technik zum Festlegen und Steuern der Substratspannung bei integrierten MOS-Schaltungen zur Erzielung einer genaueren Bestimmung der Schwellenspannung ohne Anschließen des Substrates an eine äußere Energiequelle geschaffen.
Durch die Technik gemäß der Erfindung soll ferner die Produktionsziffer der brauchbaren integrierten MOS-Schaltungen, deren Schwellenspannungswert verläßlich innerhalb gewünschter Grenzen liegt, unter einem verhältnismäßig unbedeutenden Aufwand an Mehrkosten bei der MOS-Schaltungshersteilung erhöht werden.
Bei der Schaltung gemäß der Erfidung wird die Schwellen— spannung mittels eines Wandlers ermittelt·. Der letztere erzeugt ein Fehlersignal, das zum Pegel der Schwellenspannung proportional ist. Dieses Fehlersignal wird einem Oszillator zugeführt und steuert einen Parameter,(beispielsweise die Amplitude oder die Frequenz) des Ausgangssignals des Oszillators, das seinerseits einen Vorspannungssignal— generator zugeführt wird, der ein Ladesignal an das Substrat liefert.
Die Spannung, auf die das Substrat in dieser Weise aufgeladen wird, ver-ändert die Schwellenspannung der Schaltung auf einen gewünschten Wert entsprechend dem Kathoden-Körper-Effeiet. Wenn dann der gewünschte Schwellenwert erreicht ist, befindet sich das Ausgangssignal desSchwel-1enspannungswandlers auf einem Wert, bei dem die Substratspannung und somit die effektive Schwellenspannung auf
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den gewünschten Werten gehalten werden. Die Schaltung
gemäß der Erfindung kann somit als eine Rückkopplungs—
schleife betrachtet werden, mittels welcher unter dem
Einfluß einer an dem Substrat festgelegten selbsttätigen Vorspannung eine ausreichende Änderung der Schwellenspannung auf eine Nennschwellenspannung vorgenommen und diese dann aufrechterhalten wird.
Eine Schaltung zum Ermitteln und zum Steuern der Schwellenspannung einer MOS-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 ist ein Blockschema einer Schwellenspannungsprüf- und -steuerschaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein detailiertes Schema der Schaltung gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Schema zur Veranschaulichung der Signalwellenformen an verschiedenen Punkten oder Knoten in der Schaltung gemäß Fig. 2;
Fig. k ist eine graphische Darstellung des Kathode-Körpereffekts; und
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Vorspannungsgenerators der Schaltung gemäß Fig. 2 in größerem Maßstab.
Die Schaltung gemäß der Erfindung weist eine Einrichtung zum Prüfen bzw. Feststellen der Nennschwellenspannung einer MOS-Schaltung, d.h. der bei der Herstellung der MOS-
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Schaltung ursprünglich festgelegten Schwe1lenspannung, sowie zum Erzeugen eines Fehlersignals entsprechend der Differenz zwischen der ermittelten Schwellenspannung und einer gewünschten Schwellenspannung auf. Das Fehlersignal wird dann dazu verwendet, in dem Substrat einen Spannungspegel festzulegen, der gemäß dem Kathode-Körper-Effekt eine Änderung der effektiven Schwellenspannung auf den für den optimalen Betrieb der Schaltung gewünschten Wert bewirkt.
V/.ie in Fig. 1 schematisch gezeigt, ist die Schaltung gqmäß der Erfindung ein Regelkreis, der das Substrat zur Erzielung der gewünschten Schwellenspannung selbsttätig vorspannt. Dieser Regelkreis enthält einen Schwellenspannungswandler 10 zur Erzeugung eines Fehlersignals, das für die Differenz zwischen der tatsächlichen Schwellenspannung und einem gewünschten oder optimalen Wert der Schwellenspannung kennzeichnend ist.
Das von dem Wandler 10 entwickelte Fehlersignal wird einem Oszillator 12 mit einem veränderlichen Parameter zugeführt, der an seinem Ausgang ein Rückmeldesignal mit einem Parameter (wie Spannung oder Frequenz) erzeugt, der einem Parameter, hier der Amplitude, des Fehlersignals proportional ist. Das Ausgangssignal des Oszillators wird einem Vorspannungsgenerator 1^ zugeführt, der eine Vorspannung erzeugt, die zum Aufladen oder selbsttätigen Vorspannen des (nie ht dargestellten) Substrates angelegt wird.
Die in dieser Weise an dem Substrat festgelegte Spannung verändert die effektive Schwellenspannung der MOS-Schaltung entsprechend dem Kathode-Körper-Effekt, der durch den4.n
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unterbrochenen Linien in Fig. 1 dargestellten Block 16 angedeutet ist. Der Kathode-Korper-Effekt ist in Fig. k veranschaulicht, die die Beziehung zwischen der Änderung der Schwellenspannung Δ V_, in Diagraimnform als Funktion der Substratspannung für einen typischen Fabrikationsvorgaig veranschaulicht. Wenn also entsprechend dem von dem Wandler 10 entwickelten Fehlersignal in dem Substrat eine abweichende Gittervorspannung erzeugt wird, erfährt die Schwellenspannung eine entsprechende Änderung _\ V , wie dies durch eine unterbrochene Verbindungslinie IS zwischen dem Kathode-Körper-Block 16 und dem Wandler angedeutet ist. Infolge dieser Rückkopplung wird das Substrat auf einen Wert aufgeladen, durch den eine gewünschte effektive Schwellenspannung festgelegt wird, die gleich ist dem durch die Änderung Δ V der Schwellenspannung zwischen Kathode und Körper (the source—body threshold voltage variation) veränderten ursprünglichen Wert oder Nennwert der Schwellenspannung. Die so hergestellte Schwellenspannung und Substratvorspannung werden dann entsprechend dem im liier es se des optimalen Betriebs der MOS-Schaltung gewünschten Wert gehalten.
Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform einer Schaltung mit den grundlegenden Elementen gemäß Fig. 1. In Fig. 2 gezeigte Teile, die den Blöcken in Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht der Schwellenspannungswandler IO aus mehreren hintereinandergeschalteten Feldeffekttransistoren (FETen) Q1, Q2.. Qn. Die Kathoden— und Anodenkreise der FETen QI bis Qn sind zwischen einer Zuleitung 2O mit der Spannung V und einem Knoten A hirtereinandergeschaltet. Die Gitter dieser FETen sind je mit deren Anoden verbunden, und
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zwischen den Knoten A und eine Zuleitung 22 von der Spannung V00 1st eine MOS-Widerstandseinrichtung R1 geschaltet. Das Gitter der Einrichtung R1 ist an die Spannungsquelle Vnn über die Leitung 20 angeschlossen.
Der Knoten A ist mit dem Gitter eines verstärkenden und umkehrenden FETs Q3 verbunden, dessen Kathode über die Leitung 22 an der Spannung V liegt und dessen Anode über eine MOS-Widerstandseinrichtung R2 mit der V -Leitung 20 verbunden ist, und zwischen dem FET Q3 und der Einrichtung R2 ist ein Knoten B gebildet. Das Gitter der Einrichtung R2 ist mit der Leitung 20 verbunden.
ι In erster Annäherung tritt an jedem der FETen QI bis Qn im Betrieb ein EinzelSpannungsabfall zwischen Kathode und Anode derart auf, daß die Spannung am Knoten A gleich Vnn - n.V^ ist, worin V^x die Schwellenspannung und η die Anzahl der hintereinandergeschalteten FETen in dem Wandler 10 ist. Die an dem Knoten A auf diese Weise entwickelte Fehlerspannung ist also proportional der Schwellen— spannung der Schaltung und entspricht der Differenz zwischen der tatsächlichen Schwellenspannung dnd der gewünschten Schwellenspannung. Die FeHerspannung am Knoten A wird durch den FET Q3 verstärkt und umgekehrt und erscheint in verstärkter und umgekehrter Form am Knoten B.
Der variable Oszillator 12 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung FETen Q4, Q3 und Q6 auf, deren Kathoden mit der V -Leitung 22 und deren
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Anoden je mit einem Anschluß der MOS-Widerstandseinrichtungen R3, R^ bzw. R5 gekoppelt sind. Die übrigen Anschlüsse der Einrichtungen R3, R^ und R5 sowie die Gitter dieser Einrichtungen sind durchwegs mit der Leitung
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geköppelt.
Die Anode des FETs Q6 ist an einem Knoten C in der Art einer Rückkoppelung mit dem Gitter des FETs Q4 gekoppelt. Die Anoden der FETen Q4 und Q5 sind mit je einem der Gitter der.FETen Q5 und Q6 verbunden. Der beschriebene Oszillator 12 ist in der Technik bekannt, und seine Anordnung und Wirkungsweise werden daher hier nicht mehr beschrieben.
Der Knoten C am Ausgang des eigentlichen Oszillators ist mit dem Gitter eines FETs Q7 gekoppelt, der zusammen mit dem FET Q8 eine Steuerschaltung für den Oszillator bildet. Wie da-rgestellt, sind die Anoden der FETen Q7 und Q8 mit einem Knoten D und mit einem Anschluß einer Widerstandseinrichtung Ro gekoppelt, deren anderer Anschluß zusammen mit ihrem Gitter mit der V -Leitung gekoppelt ist. In ähnlicher Weise sind die Kathoden der FETen Q7 und Q8 miteinander und mit der Vc_-Leitung 22 gekoppelt, und das Gitter des FETs Q8 ist mit dem Knoten B am Ausgang des Wandlers 10 gekoppelt.
Der Knoten D am Ausgang des Oszillators 12 is t mit dem Gittervorspannungsgenerator 14 gekoppelt, der, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem MOS-Kondensator C_, besteht, der zusammen mit dem Gitter einer MOS-Widerstandseinrichtung R7 mit dem Knoten D gekoppelt ist. Der Kondensator C^, und der eine Anschluß der Einrichtung R7 sind mit einem Knoten E gekoppelt. Der andere Anschluß der Einrichtung R7 ist mit der V -Leitung 22 gekoppelt. Der Knoten E ist außerdem mit der Kathode einer MOS-Diode D1 gekoppelt, deren Anode über einen Kondensator Cc mit der V -Leitung sowie
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mit einem Knoten F am Substrat der MOS-Schaltung gekoppelt ist. Zwischen dem Knoten F und der V -Leitui 22 kann ein Leckwiderstand RT vorhanden sein.
Im Betrieb wird an dem Knoten A eine Fehlerspannung entwickelt, die aus den oben genannten Gründen der Schwel— lenspannung der MOS—Schaltung entspricht und daher der Abweichung: zwischen der tatsäclüdEii Schwellenspannung oder der Nennschwellenspannung einerseits und der gewünschten Schwellenspannung andererseits proportional ist. Diese Fehlerspannung wird von dein FET Q3 verstärkt und umgekehrt und tritt in dieser verstärkten und umgekehrten Form am Knoten B auf.
Der Oszillator 14 erzeugt eine Impulsfolge mit einer von den Parametern des Oszillators in bekannter Weise bestimmten Frequenz. Die Impulsfolge tritt am Knoten C auf und wird an das Gitter des FETs Q7 angelegt. Die verstärkte Fehlerspannung wird an das Gitter des FETs Q8 angelegt und steuert dort in wirksamer Weise das Maß der Leitfähigkeit dieses-Transistors, so daß auch die Amplitude des am Knoten D entwickelten Ausgangssignals des-Oszillators gesteuert wird. Wenn beispielsweise die Fehlerspannung am Knoten B eine solche Amplitude hat, daß der FET Q8 vollständig angeschaltet wird, nähert sich der Knoten D dem Pegel V^45. Wenn durch die Spannung am Knoten B der FET Q8 vollständig ausgeschaltet oder nicht-leitend wird, kehrt der FET Q7» dessen Gitter mit dem Knoten C gekoppelt ist, das Signal am Knoten C um und liefert das umgekehrt Oszillatorsignal dem Knoten D zu. Bei einem mittleren Leitfähigkeitspegel des FETs Q8 entsprechend der Größe der Fehlerspannung am Knoten B wandelt die Steuer—
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schaltung der FETen Q7 und Q8 das Oszillatorausgangssignal am Knoten C in einem entsprechenden Maß zwischen den beiden Leitfähigkeitsgrenzen des FETs Q8 ab.
Als Folge des Betriebes der Steuerschaltung· wird am Knoten D eine Wellenform 2k (Fig. 3) erzeugt, die, wie dargestellt, die Form einer Impulsfolge mit der Frequenz des Oszillatorausgangssignals und einer Amplitude hat, die zum Leitfähigkeitsgrad des FETs Q8 und somit zu den Fehlerspannungen an den Knoten B und D und letztlich zu dem Wert der Schwellenspannung umgekehrt proportional ist, Die Wellenform am Knoten D wird durch eine Differenzierschaltung, bestehend aus dem Kondensator C und der Widerte
Standseinrichtung R7, zur Erzeugung eines Signals am Knoten E mit einer Wellenform 26 (Fig. 3) differenziert. Die Diode D1 läßt lediglich die negativen Teile des differenzierten Signals zum Substratknoten F durch, so daß an diesem Knoten eine Spannung mit der dargestellten Wellenform. 28 herbeigeführt wird.
Die in dieser Weise erzeugte Gitterspannung am Knoten F bewirkt gemäß dem oben beschriebenen Kathoden-Körper-Effekt eine Veränderung der Schwellenspannung der Schaltung und somit eine Veränderung der Fehlerspannungen an den Knoten A und B. Durch die Veränderung der Spannung am Knoten B wird wiederum die Amplitude der Wellenform Zh des Oszillatorausgangssignals am Knoten D verändert. Durch geeignete Wahl der Einrichtungen in dem Wandler 10, dem Oszillator 1.2 und dem Gittervorspannungsgenerator 1 k bringt die schließlich am Knoten F hergestellte Gittervorspannung die resultierende Schwellenspannung der Schaltung auf den gewünschten Wert. Wenn die gewünschte
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Schwellenspannung auf diese Weise erzielt ist, hält die ittickkopplungsschleife mit dem Wandler, dem Oszillator, dem Gittervorspannungsgenerator und dem Verbindungsglied des Kathode-Körper-Effekts die Substratknotenspannung und die Schwellenspannung auf den angemessenen Werten. D.h., wenn die Schwellenspannung dasltetreben hat, von dem festgelegten gewünschten Wert abzuweichen, erzeugt diese Abweichung eine entsprechende Abweichung in der Substratgittervorspannung, durch die wiederum die Schwellenspannung geändert und auf den gewünschten Wert zurückgebracht wird.
Fig. 5 zeigt einen Teil der Anordnung der MOS-Schaltung mit der Schwellenspannungssteuerschaltung*mit selbsttätiger Vorspannung gemäß der Erfindung. Der dargestellte Ausschnitt bildet die Komponenten des Gittervorspannungsgenerators und insbesondere die Differenzierschaltung des Kondensators C und der Widerstandseinrichtung R7. Eben— falls in Fig. 5 ist die Anordnung der Knoten D und E sowie ein Teil der Verbindung mit der V -Leitung dargestellt. Die Diode D und der Kondensator C sind Schaltungselemente,
die inhärent in der Schaltung an der Trennfläche zwischen dem Substrat und den Kathodenbereichen (bezw, Anodenbereichen) gebildet sind und daher in der MOS-Schaltung nicht getrennt gebildet zu Airerden brauchen.
J)ie Steuerschaltung für die selbsttätige Gittervorspannung und für die Schwellenspannung gemäß der Erfindung löst daher zufriedenstellend die eingangs genannte Aufgabe, indem sie es ermöglicht, die Schwellenspannung für die optimale Tätigkeit der Schaltung auf einen gewünschten Wert zu korrigieren und anschließend die Schwellenspannung unter
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auf
genauer Kontrolle dem gewünschten Wert zu halten. Dies alles geschieht bei der Schaltung gemä(3 der Erfindung, ohne daß es erforderlich ist, das Substrat an eine äußere Vorspannmngsquelle anzuschließen, wie dies bisher vorgeschlagen wurde. Außerdem läßt sich die Vorspannungsund Schwellenspannungssteuerschaltung gemäß der Erfindung ohne weiteres unter geringem Aufwand an zusätzlichen Herstellungskosten an einer MOS-Schaltung zusätzlich anbringen.
Obwohl die Erfindung vorstehend speziell unter Bezugnahme auf ein zur Zeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel derselben beschrieben wurde, sind natürlich Abwandlungen in mannigfaltiger Weise ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    .J Selbsttätige Gittervorspannungsschaltung zum Steu- ^-^^ ern der Schwellenspannung einer Metalloxyd-Halbleiter-Vorrichtung (MOS-Vorrichtung) mit einem Substrat, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Feststellen des Wertes der Schwellenspannung der MOS-Vorrichtung und zum Erzeugen eines Fehlersignals entsprechend dem Wert der Schwellenspannung und eine mit der Einrichtung zum Feststellen des Wertes der Sehwellenspannung gekoppelte Einrichtung zum Vorspannen des Substrats mit einem Spannungswert entsprechend dem Wert des Fehlersignals und zum Verändern des Schwellenspannungswertes entsprechend dem Kathode-Körper-Effekt.
    2. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aim Vorspannen des Substrates aus einem Oszillator und einer mit diesem und der Einrichtung zum Festetellen der Schwellenspannung gekoppelten Einrichtung zum Steuern eines ausgewählten Parameters des Ausgangssignals des Oszillators entsprechend der Amplitude des Fehlersignals besteht.
    3. Vorspannungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn <-zeichnet, daß der Parameter die Amplitude ist und die Einrichtung zum Steuern dieses Parameters eine Amplitudensteuereinrichtung mit einem mit der Einrichtung zum Feststellen der Schwellenspannung gekoppelten Steueranschluß ist.
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    k, Vorspannungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vorspannen des Substrates ferner eine zwischen die Amplitudensteuereinrichtung und das Substrat eingeschaltete Signaldifferenziereinrichtung aufweist.
    5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai3 zwischen einer ersten und zweiten Bezugsspannungsleitung, zwischen denen an einem Zwischenpunkt ein Fehlerknoten gebildet ist, an dem das Fehlersignal erzeugt wird, als Einrichtung zum Feststellen der Schwellenspannung eine Anzahl hintereinandergeschalteter MOS-Vorrichtungen eingeschaltet ist, deren jede einen Spannungsabfall erfährt, der im wesentlichen ein Maß der Schwellenspan·. nung der Schaltung ist, so daß die an dem Fehlerknoten auftretende Fehlerspannung'gleich einer Bezugsspannung abzüglich der Zahl der Schwellenspannungsabfälle in den MOS-Vorrichtungen zwischen einer der Bezugsspannungsleitungen und dem Fehlerknoten ist.
    6. Selbsttätige Vorspannungsschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5$ dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudensteuerschaltung aus zwei parallelgeschalteten MOS-Vorrichtungen besteht und daß die Gitter einer dieser Vorrichtungen mit dem Ausgang des Oszillators und das Gitter der anderen der MOS-Vorrichtungen, das den Staieranschluß bildet, mit dem Fehlerknoten gekoppelt ist.
    7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer ersten und zweiten Bezugsspan-
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    nungsleitung, zwischen denen an einem Zwischenpunkt ein Fehlerknoten gebildet ist, an dem das Fehlersignal erzeugt wird, als Einrichtung zum Feststellen der Schwellenspannunc eine Anzahl hintereinandergeschalteter MOS-Vorrichtungen eingeschaltet ist, deren jede einen Spannungsabfall erfährt, der im wesentlichen ein Maß der Schwellenspannung der Schaltung ist, so daß die an dem Fehlerknoten auftretende Fehlerspannung gleich einer Bezugsspannung abzüglich der Zahl der Schwellenspannungsabfälle in den MOS-Vorrichtungen zwischen einer der Bezugsspannungsleitungen und dem Fehlerknoten ist.
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