DE2311331A1 - Elektronische schaltungsanordnung - Google Patents

Elektronische schaltungsanordnung

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DE2311331A1 DE19732311331 DE2311331A DE2311331A1 DE 2311331 A1 DE2311331 A1 DE 2311331A1 DE 19732311331 DE19732311331 DE 19732311331 DE 2311331 A DE2311331 A DE 2311331A DE 2311331 A1 DE2311331 A1 DE 2311331A1
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Description

Dr. Γ !crt Scliola
l'aliiitanwall
Mfe: S.V. Philips' Gloeüump-nfcbnekeo
AUeNa; PHN- 6211
Anmeldung vom. 6. März 1973
Elektronische Schaltungsanordnung.
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einer Stufe mit wenigstens einem elektrischen Infonaationseingang, logischen Toren und wenigstens einem Anschluss für eine Speisequelle zum Versorgen der logischen Tore, wobei unter Steuerung eines ersten Signals an einen Steuereingang von Steuermitteln, von denen Stromausgänge mit Stromein*- gängen der Stufe verbunden sind, der Strom der Speisequelle in vorgenanntem Anschluss auf einen ersten Wert, und durch ein zweites Signal an den genannten Steuereingang der Strom der Speisequelle in genanntem Anschluss auf einen Sparstromwert ansteuerbar ist. Aus der niederländischen Patentanmeldung 6^08154 der Anmelderin ist es bekannt, eine Speicherschaltung, namentlich eine bistabile Triggerstute, in einer Ruhelage mit einer niedrigen Verlustleistung, also einem kleinen Strom, und zum Schreiben oder Lesen mit einer grossen Verlustleistung, also einem gro3ßen Strom, anzusteuern. Die \/echsel dor Transistoren zwischen
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den Zuständen "leitend" und "gesperrt" braueben Zeit, weil die parasitären Elektrodenkapazitäten der Transistoren geladen bzw. entladen werden müssen. Zur Steigerung der Geschwindigkeit benötigt man einen grossen Strom, weil annähernd gilt, dass das Produkt von Schaltzeit und Einstellstrom konstant ist. Der Einstellstrom wird durch den Quotienten der Speisespannung an einem Vorschaltwiderstand an den Wert dieses Widerstandes bestimmt. Deswegen ist auch das Produkt von Gesamtverlustleistung und Schaltzeit nahezu konstant. Eine kleine Schaltdauer erfordert also eine kräftige Speisung." Nach der angeführten niederländischen Patentanmeldung 69ΟΘ154 wird das Ziel erreicht: schnelles Lesen und schnelles Schreiben, und niedrige Verlustleistung in der Ruhelage. Der Vorteil niedriger Dissipation ist zweifach : in Geräten mit Batterieversorgung können leichte Batterien eingebaut werden} in Geräten mit Netzspeisung wird eine zu hohe Temperatur vermieden.
Wenn Information nicht nur gespeichert, sondern auch verarbeitet wird, gelten entsprechende Beweggründe, und zur Verwirklichung von Synchronisation ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromauegang der erwähnten Steuermittel mit einem Strocieingang einee die Schaltung steuernden Taktgebers verbunden und dass die Taktfrequenz zusammen mit dem Stromwert der Speisequelle abänderbar ist. Durch den ersten Wert des Stroms können Bearbeitungen der Information mit groeser Geschwindigkeit erfolgen. Das zweite Signal stellt einen zweiten Bereich ein. Der Sparstromwert ist niedriger als der erste Wert, wodurch keine Bearbeitungen bei der früher erwähnten hohen Geschwindigkeit erfolgen können. Wenn zur Energieeinsparung der Strom völlig ausgeschaltet wäre, würde Information verloren gehen: das ist jetzt nicht der Fall. Man kann den .Sparstromwert in verschiedenen Situationen anwenden, an erster Stelle, wenn die Verarbeitungskapazität der Schaltung nicht oder nur in geringem Ausmass.beansprucht wird. Dadurch wird also die Informationsverarbeitung nicht nennenswert verzögert, während eine bedeutende Energie-
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einspprung erzielt wird. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Speisequelle eine Netzspeisung und ein Hotaggregat, z.B. eine Batterie enthalt. Dann kann das Signal an der Ausgangsklemme signalisieren, ob die Netzspeisung ausreicht oder nicht. Im letzten Fall kann die Batterie über die Steuermittel den Sparstromwert liefern. V/eiter wird die Taktfrequenz durch die Stromänderung unter Steuerung der Steueranordnungen automatisch angepasst. Dies kann z.B. bedeuten: Anpassung an die im übrigen Teil der integrierten Schaltung erzielbare Verarbeitungsgeschwindigkeit der Informationen.
Ein Aspekt der Erfindung ist, dass durch das erwähnte
zweite Signal die Taktsignale des Taktgebers blockierbar sind. Dann wird beim Sparstromwert keine Information verarbeitet, sondern nur beim ersten Wert des Stromes. Dann braucht man also nicht mit einer stark herabgesetzten Taktfrequenz gegenüber dem Standardwert zu rechnen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass ein Xnderungadetektor vorhanden ist, der änderungen zwischen genanntem erstem und zweitem Signal detektieren und dessen Ausgangssignal die Taktsignale des Taktgebers blockieren kann. Ein solcher Xnderungsdetektor kann ein einfaches differenzierendes Element enthalten. Er kann sowohl auf das erwähnte erste bzw. zweite Signal als auf die Stromwerte der Speisequelle ansprechen. Er kann bei jeder Veränderung ansprechen, oder bei einem gewissen Pegel, er kann die Blockierung während einer festen Zeit oder während der Zeit, da der Pegel überschritten wird, ausführen. Die Massnahme soll das Arbeiten mit grÖ3seren Toleranzen zwischen den Einzelteilen ermöglichen; die3 wird durch eine wenigstens nahezu konstante Taktfrequenz stark begünstigt. j
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass der erwähnte Anschluss mit einem Eingang eines Strominjektors für Stromversorgung weiterer Schaltungselemente der integrierten Schaltung verbunden ist. Unter einen Strominjektor versteht man hier eine Mehrschichtstruktur.
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mit wenigstens drei aufeinanderfolgenden, durch gleichrichtende übergänge voneinander getrennten Schichten, worunter eine erste Schicht, Injektionsschicht genannt, die durch wenigstens einen gleichrichtenden Übergang von den mit Strom zu versorgenden Schaltungselementen getrennt ist, und eine benachbarte zweite Schicht aus Halbleitermaterial, Zwischenschicht genannt, wobei die Injektionsschicht mit einem Speiseanschluss verbunden ist, und Ladungsträger aus der Injektionsschicht in die Zwischenschicht injiziert werden, die durch die an die Zwischenschicht grenzende dritte Schicht des Strominjektors; Kollektorschicht genannt, kollektiert werden, während eine Zone eines von den mit Strom zu versorgenden Schaltungselementen, einzustellende Zone genannt, die durch wenigstens zwei gleichrichtende übergänge von der Injektionsschicht und somit von dem damit verbundenen Speiseanschluss getrennt ist, über einen diese Zone begrenzenden gleichrichtenden übergang Ladungsträger aus einer der Schichten des Strominjektore kollektiert und auf diese Weise mit Strom versorgt wird, welche Zone direkt mit einem Muster von Leiterbahnen verbunden ist.
An sich ist eine derartige Struktur unter dem Nahmen "integrierte Injektionslogik" bekannt geworden, und in der älteren, nicht vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldung 7IO7O4O der Anmelderin beschrieben. Die Vorteile dieser Struktur sind dort erörtert und betreffen einen einfacheren Aufbau und ein nahezu vollständiges Fehlen von Einstellwiderständen. Weiter werden weniger Leiterbahnen benötigt. Dadurch wird die erforderliche Oberfläche bei gleicher Anzahl von Schaltelementen kleiner und somit ist der Ausfall bei der Herstellung kleiner. Ausserdem kann man viele Transistoren über dieselben Strominjektoren mit Strom versorgen, wodurch die injizierten Ströme völlig :·. gleichwertig sind. Dadurch werden die Schaltzeiten einander gleich, wodurch die Toleranzen verringert werden können. Namentlish wenn der Takt-
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geber entsprechend gebaut ist, haben alle Elemente denselben Strom und dieselbe Schaltzeit· Oft kann die Steueranordnung aus einem einzigen Widerstand bestehen, der ggf· durch einen leitenden Transistor überbrückt wird.
Die Erfindung wird an Hand einiger Figuren beschrieben. Es zeigt Figur 1 als Beispiel ein Schema einer Taschenrechenmaschine· Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Balbleiterstruktur gemäsa dem Prinzip der integrierten Injektionslogik. Figuren 3 und 4 geben Beispiele von mit integrierter Injektionslogik aufgebauten Toren. Figur gibt ein Blockschaltbild eines mit integrierter Injektionslogik ausgeführten Taktgebers.
Figur 1 stellt ein Blockschaltbild einer Taschenrechen- , maschine dar, bei der eine erfindungsgemässe Anordnung verwendet ist. Die Taschenrechenmaschine gilt als Beispiel für einen Apparat, der eine integrierte Schaltung mit Informationseingängen, logischen Toren und der dafür benötigten Speisung enthält. Die Erfindung betrifft nicht die arithmetischen Bearbeitungen in der Rechenmaschine, diese werden deshalb nicht weiter beschrieben. Die Erfindung kann in tragbarer Uagnetbandeingabeapparatur (key-to-tape), Digitalsignale verarbeitenden Raumsatelliten, versiegelten Fehlerbeseitigungsanordnungen in Unterseekabeln für Informationsübertragung und in sonstigen Anordnungen, bei denen die Vorteile der Erfindung - Diβsipationeverringerung und Energieeinsparung - vorhanden sind, analog verwendet werden. Die Taschenrechenmaschine umfasst ein nicht gezeichnetes Gehäuse, ein Tastenfeld KB, einen Anzeigeteil DP, Steueranordnungen SW, einen Verstärker A und eine
Energiequelle POW, die beispielsweise eine austauschbare Batterie enthält.
Weiter gibt es einen Detektor DT, einen Decoder DC und eine Recheneinheit ARI, die zusammen oder in Teilstufen als integrierte Schaltung ausgeführt sind. Die Energiequelle POV/ enthält einen nicht
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gezeichneten Schalter. V/enn dieser in der Stellung "ein" steht, spricht daa Anzeigeinstruaent DP an; dieses hat z.B. eine sechsstellige Anzeige, womit durch Flüssigkristalle ein Ziffenbild geformt werden kann. Weiter werden die Steueranordnungen SW und damit über die Leitungen 1 und 3 der Decoder DC bzw. die Recheneinheit ARI mit dem Sparstrom angesteuert. Dadurch ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit in diesen zwei Stufen stark begrenzt. Wenn eine Taste am Tastenfeld KB gedruckt wird, gelangt das entsprechende Signal über ein mehrfaches Kabel an den Decoder DC. Ausserdem wird dieses Drücken vom Detektor BT signalisiert. Dieses Signal wirkt wie das genannte erste Signal, wodurch über den Verstärker A die Steueranordnungen SW ansprechen und über die Leitungen 2 bzw. 4 der Decoder DC und die Recheneinheit ARI mit dem genannten ersten Stromwert angesteuert werden. Dadurch werden die erreich-baren Decoder- und Rechengeschwindigkeiten hoch. Die Information der Drucktaste wird decodiert· Ib Falle einer Zifferntaste wird die Information der Ziffer in einem Register der Recheneinheit ARI gespeichert und am Anzeigeinstrument BP dargestellt» Is Falle einer Funktionstaste wird die Berechnung ausgeführt, und das Ergebnis in einem Register gespeichert und weiter dargestellt. Durch den Verstärker A können die Steueranordnungen SW z.B. eine halbe Sekunda lang angesteuert werden, z.B. so lange als maximal für eine Rechenoperation nötig ist·
Weiter ist es möglich, die Ansteuerung der Steueranordnungen durch ein Signal aus der Recheneinheit ARI selbst zu beenden. Es kann z.B. so sein, dass durch jede gedruckte Taste die am Anzeigeinstrument DP abgebildete Zahl geändert wird, entweder, indem die zuletztgedruckte Ziffer (mit) dargestellt wird, oder, indem das Ergebnis der Berechnung dargestellt wird· Dann wird der Strom auf den Spartstrimwert zurückgebracht·
In der Praxis zieht das Anzeigeinstrument DP z.B. 3 raA, und
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zwar 8Dlange der Schalter in der Stellung "ein" steht. Der erste Stromwert ist z.B. für die ganze Schaltung 20 mA, der Sparstromwert für die ganze Schaltung 2 mA, während bei normalem Rechnen höchstens jede zehn Sekunden eine Rechenoperation (die im Mittel weniger als 1/1O Sekunde dauert) gestartet wird. Der zusätzliche Stromverbrauch über dem Sparstromwert ist dann vernachlassigbar klein, sogar dann, wenn die vorstehend erwähnte feste Ansteuerzeit ir Sekunde beträgt.
Man kann das Drucken einer Taste sofort detektieren, z.B. indem eine Abfrageanordnung (nicht gezeichnet) es signalisiert. Andererseits kann man im Sparstrombereich detektieren, dass der Decoder SC Informationen empfängt (jedoch nur sehr langsam darauf anspricht)· Wliter ist es möglich, dass die Information als ein Bitstrom aus einer Leitung ankommt. Bann kann jedem Signal ein "1"-Impuls von sehr langer Bauer vorangehen. Bieser "1"-Impuls ändert das Stromrauster in der Schaltung, ein Stromdetektor detektiert diesen Vorgang. Das Ausgangssignal des Stromdetektors steuert einen Verstärker und dieser wieder die Steueranordnungen an. Wenn die Kreisverstärkung grosser ist als 1, wird der Verstärker A gesättigt, und die Steueranordnungen steuern den Strom auf den ersten Wert an. Es ist weiter möglich, dass nicht alle Tasten den ersten Wert des Stromes effektuieren. V/enn eine Zifferntaste oder eine Taste "Loschen", oder eine Dezimal-Kommataste gedrückt wird, braucht die Rechenmaschine nur wenig Arbeit zu leisten. In geringerem Ausmass gilt dies für Addieren und Subtrahieren. Namentlich für Multiplizieren, Dividieren, Wurzelziehen und ähnliches ist ein ausgedehntes Rechenprogr. nötig. Es kann also sein, dass nur auf Befehl einiger Tasten der Strom auf den ersten Wert eingestellt wird. Weiter ist es möglich, dass es drei oder mehr mögliche diskrete Werte für den Strom gibt. Die Recheneinheit ARl enthält weiter einen Taktgeber Cl, der die vom Rest der Schaltung ausgeführten Operationen synchronisiert und dieselbe Speisung hat wie diese. Dadurch wird die Taktfrequenz der im übrigen Teil der Schaltung
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erreichbaren'Verarbeitungsgeschv/indigkeit angepasst. Ein Beispiel eines derartigen Taktgebers und von dessen Verwendung wird später gegeben, in der Schaltung können die Elemente DT, DC, ARI, A und SV/ zusammen integriert sein. Es können jedoch auch mehrere Subtratteile (chips) verwendet v/erden. Selbst brauchen die hier als ein Ganzes gezeichneten Elemente nicht als ein Ganzes ausgeführt sein. Schliesslich kann die Schaltung auch nicht integrierte Elemente enthalten, wie Ausgangsverstärker, Schalter, und ähnliche.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Halbleiterstruktur nach dem Prinzip der integrierten Injektionslogik (I L). Die Struktur besteht aus sechs Schichten, die nach in der Technologie der integrierten Schaltungen anrieh üblichen Verfahren hergestellt sind. Fünf dieser Schichten sind mit Anschlüssen versehen, die durch dick ausgezogene Linien angegeben sind. Schicht 1 besteht aus p-leitendem Halbleitermaterial und ist mit einer Speisequelle verbunden. Diese Schicht bildet eine Injektionsachicht. Schicht 3 besteht aus η-leitendem Halbleitermaterial und ist mit Masse verbunden. Diese Schicht bildet eine Zwischenschicht, in die die Injektionsschicht Ladungsträger injiziert. Dieser Löcherstrom ist von der an die Schicht 1 angelegte Speisespannung abhängig (und weiter von den physikalischen Bedingungen wie von der Konzentration der Elemente im Werkstoff und von der Temperatur). Schicht 6 besteht aus η-leitendem Halbleitermaterial und hat eine höhere η-Konzentration als Schicht 3· Diese dickere Schicht arbeitet als mechanische Versteifung. Schicht 2 besteht aus p-leitendem Halbleitermaterial und bildet eine Kollektorschicht. Die Kombination der Schichten 1,3 und 2 bildet einen dreischichtigen Strominjektor, und hat eine sogenannte Lateralstruktur: die drei Schichten liegen nebeneinander. Auf dieselbe v/eise wie Schicht injiziert auch Schicht 2 einen Löcherstrom in Schicht 3, der mit dem Potential der Schicht 2 ansteigt, übrigens werden Schicht 1 und Schicht gleichzeitig angebracht, so dass ihre phyaikalisehen Sigenschafton nahezu
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gleich sind. .Weil sie auch räumlich beieinander liegen, ist auch ihre Temperatur gleich. Einerseits kann man die Kombination von Schicht 1 und Schicht 3 als eine Stromquelle betrachten, die also'einen grossen Innenwiderstand hat (Strom nahezu konstant). Andererseits ist der Strom in Richtung 1-3-2 vom Potential der Schicht 2 stark abhängig. Wenn dieses Potential hoch ist, ist dieser Strom klein, namentlich weil die Zusammenstellung und die Temperatur der Schichten 1 und 2 übereinstimmen. Wenn das Potential der Schicht 2 niedrig ist, ist der Strom in Richtung 1-3-2 gross·
Schichten 4 und 5 bestehen aus n-leitendem Halbleitermaterial und bilden zwei Kollektoren des MuItikollektortransistors, der durch die Schichten 3-2-4 bzw· 3-2-5 (npn-Transistor) gebildet wird. Wenn der Strom in Richtung 2-3 gross ist (Strom in Richtung 1-3-2 klein), ist dieser Transistor leitend. So kann also auch Strom aus den Schichten 4 und/oder 5 abgeleitet werden. Man kann gegebenenfalls das Potential in Schicht 2 als treibende Kraft dieser Wirkung betrachten; aber es ist logi?- acher, den Strom in Richtung 2-3 als treibende Kraft zu betrachten, so dass eine stromgesteuerte Stromlogik entsteht (I L)· Dadurch leuchtet es ein, dass die Struktur des Strominjektors bestimmt nicht als ein pnp- * Transistor betrachtet werden darf, weil hier nur die Strome von Interesse s^nd und nicht die Spannungen·
Wir können offentsiehtlieh zwei logische Zustände definierent
a) Ströme in den Richtungen 1-3 und 4(5)-2-3.
b) Strom in Richtung 1-3-2.
Beliebig kann man letzteres als eine logische "1N definieren.
Das gegebene Beispiel integrierter Injektionslogik ist nur eins von vielen möglichen. In der vorstehend erwähnten niederländischen Patentanmeldung 7107040 sind viele genannt. So kann man z.B. den Strominjektor (Schichten 1-3-2) in vertikaler Struktur und den Multikollektor-
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transistor (Schichten 3-2-4/5) in lateraler Struktur ausführen. Auch viele andere Ausführungen sind dort schon genannt.
Figur 3 gibt ein mit integrierter Injektionslogik: aufgebautes Tor, dasselbe wie das aus Figur 2, aber jetzt in symbolischer Darstellung. Es wird vorausgesetzt, dass der Transistor T1 aus den Schichten 3,2 und 4/5 aus Figur 2 aufgebaut iet. Es wird weiter vorausgesetzt, dass die Stromquelle S1 mit Speiseanschluss KO aus den Schichten 1 und 3 au3 Figur 2 aufgebaut ist. Klemme K1 bildet den Signaleingang, die Kollektoren des Multikollektortransietors T1 bilden die Signalau3gänge. Nach obiger Darlegung leuchtet es ein, dass der Transistor zwei logische Zustände haben kanni
a) über Klemme K1 wird Strom aus den Kollektorelektroden des Transistors T1 abgeleitet.
b) Strom wird nicht über K1, sondern über die Emitterelektrode des Transistors T1 abgeleitet, und dann 13t Stromableitung aus den Kollektorelektroden des Transistors T1 möglich.
Wenn man den stromführenden Zustand der Elektroden als logische 1 definiert, bildet die Schaltung aus Figur 3 ein logisches KICHT-Tor alt zwei Ausgängen·
Figur 4 zeigt eine Schaltung von drei mit Transistor T1 aus Figur 3 übereinstimmenden Transistoren T1, T2, T3 mit drei Signalkleramen K1, K2, K3> An die Basis dieser Transistoren sind Stromquellen 31, S2f S3 angeschlossen, die stets den gleichen Einheitsstrom liefern und weiter der in Figur 2 gezeigten Struktur identisch aufgebaut sind.
Wenn über Klemme K1 Strom abgeführt wird, (logische 1), ist
Transistor T1 nichtleitend. Wenn über Klemme K2 Strom abgeführt wird, ist
/ Transistor T2 nichtleitend. Wenn der Strom der Stromquelle S3 über die Emitterelektrode des Transistors T3 nach Maase abgeführt wird, liegt Klemme K3 an Masse. Dieser Transistor wird nur dann nicht gesperrt, wenn
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weder K1 und K2 einen Strom abführen können. V/enn man den stromführenden Zustand eines Anschlusses als logische "1" definiert, ist dies somit ein logisches NlCHT-ODER(NOR)-TOr. Die galvanische Verbindung zwischen den Kollektorelektroden der Transistoren T1 und T2 und der Basiselektrode des Transistors T3 kann man auf dieselbe V/eise als eine logische ODER-Funktion bezeichnen. Um das Ausgangssignal eines Tors an verschiedenen Stellen anzuwenden, muss man jeweils eine Kollektorelektrode der Multikollektorelektrode der Multikollektortransistoren verwenden. Sonst wurden die Tore an ihren Kollektorelektroden verschiedene Ströme empfangen, woraus verschiedene Schaltzeiten hervorgehen könnten. Es iet übrigens denkbar, dass in gewissen Schaltungen diese Erscheinung gerade vorteilhaft angewandt werden kann.
Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild eines mit integrierter
Injektionslogik ausgeführten Taktgebers, der aus einer ungeraden Zahl (hier 5) Figur 3 entsprechender logischer Toren T5 «·· T9 besteht. Die mit einem Kreis angedeutete Basiselektrode eines Tors ist stete mit einer Kollektorelektrode eines vorangehenden Tores verbunden. Die Schaltung ist astabil und die Tore schalten stets mit gleicher Verzögerungszeit. Das Schalten erfolgt, wenn Eingangssignal und Ausgangssignal eines Tores denselben logischen Wert haben. So gelangt an Klemme K. ein symmetrisches Ausgangssignal·
Wenn in einer Schaltung dieser Taktgeber dieselbe Speisespannung wie die übrigen aus derselben integrierten Injßktionslogik aufgebauten Elemente hat (gleiche Temperatur und Zusammenstellung), lässt sich die Taktfrequenz automatisch etwaigen Spannungs- und Temperaturschwankungen angleichen. Es kann unter gewissen Umstanden nötig sein, den Taktgeber zu stoppen, z.B. durch ein zusätzlich sperrendes Tor in der Ringleitung T5 ··· 9 oder durch ein sperrendes Tor in der mit Klemme K4 verbundenen Ausgangsleitung. Diese Tore können geöffnet werden, wenn der
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Speisestrom gross genug ist, oder auch wenn der Speisestrom konstant genug ist. Zu diesem Zweck kann ein spezieller Detektor in das Schema der Figur 1 eingefügt werden. Solche Detektoren können von einer für den Fachmann an sich naheliegenden Konstruktion sein. Weiter kann man, wenn der Taktimpuls abgeblockt ist, die gegebenenfalls in einer Schaltung vorhandenen bi- und polystabilen Elemente, z.B. Zähler, in eine Anfangsstellung bringen. Dann ist bei Wiederaufnahme des Taktimpulses ein fester Anfangszustand gewährleistet.
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Claims (3)

-13- PHH. 6211 231,331 Patentansprüche:
1./ Integrierte Schaltung mit einer Stufe mit wenigstens einem elektrischen Informationseingang, logischen Toren und wenigstens einem Anschluss für eine Speisequelle zum Versorgen der logischen Toren, wobei unter Steuerung eines ersten Signals an einen Steuereingang von Steuermitteln, von denen Stromausgange mit Stromeingängen der Stufe verbunden sind, der Strom der Speisequelle in vorgenanntem Anschluss auf einen ersten Wert, und durch ein zweites Signal an den vorgenannten Steuereingang der Strom aus der Speisequelle in vorgenanntem Anschluss auf einen Sparstromwert ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromausgang der genannten Steuermittel mit einem Stromeingang eines die Stufe steuernden Taktgebers verbunden ist, und dass die Taktfrequenz und der Stromwert der Speisequelle zusammen abänderbar sind.
2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch vorgenantes zweites Signal die Takt signale des Taktgebers blockierbar sind·
3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Änderungsdetektor vorhanden ist, der Änderungen zwischen genanntem erstem und zweites Signal detektieren und dessen Ausgangssignal die Taktsignale des Taktgebers abblocken kann·
4· Integrierte Schaltung nach Anspruch 1,2 öder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vorgenannter Anschluss mit einem Eingang eines Strominjektors zur Stromversorgung weiterer Schaltungselemente der integrierten Schaltung verbunden ist.
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JM
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NL (1) NL163338C (de)
SE (1) SE385626B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2951162A1 (de) * 1979-12-19 1981-07-02 Casio Computer Co., Ltd., Tokyo Vorrichtung zum steuern des energieverbrauchs fuer eine elektronische digitale datenverarbeitungsvorrichtung
DE3248680A1 (de) * 1982-01-25 1983-09-22 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki Microcomputer mit energiespar-betriebszustand

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1555120A (en) * 1976-10-29 1979-11-07 Plessey Co Ltd Light sensitive integrated injection logic arrangement
JPS53127109A (en) * 1976-10-30 1978-11-07 Yoshiaki Nakamura Seeding method
NL7612222A (nl) * 1976-11-04 1978-05-08 Philips Nv Geintegreerde schakeling.
US4400689A (en) * 1977-04-07 1983-08-23 Analog Devices, Incorporated A-to-D Converter of the successive-approximation type
JPS5574618A (en) * 1978-11-29 1980-06-05 Nippon Denso Co Ltd Operating frequency selector for digital computer
JPS5758886Y2 (de) * 1978-12-31 1982-12-16
DE2931417C2 (de) * 1979-08-02 1984-11-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zum gezielten Unterbrechen des Funktionsablaufs einer Steuerschaltung
EP0033007B1 (de) * 1979-12-26 1986-03-12 Texas Instruments Incorporated Steuerung zur Reduzierung des Energieverbrauches in einem elektronischen Rechner
DE3242952A1 (de) * 1982-11-20 1984-05-24 SWF-Spezialfabrik für Autozubehör Gustav Rau GmbH, 7120 Bietigheim-Bissingen Rechner, insbesondere bordrechner fuer kraftfahrzeuge
JPS6046810U (ja) * 1983-09-09 1985-04-02 株式会社クボタ 施肥・播種装置
JPS6242710U (de) * 1985-09-05 1987-03-14
JPS6228269U (de) * 1986-07-24 1987-02-20
GB2208054A (en) * 1987-07-29 1989-02-15 Philips Nv Power supply control for semiconductor logic circuitry
DE69031807T2 (de) * 1989-06-30 1998-04-09 Fujitsu Personal Syst Inc Methode zur Reduzierung der Leistungsaufnahme eines Rechners
US5696950A (en) * 1993-09-29 1997-12-09 Seiko Epson Corporation Flexible clock and reset signal generation and distribution system having localized programmable frequency synthesizers
US7157884B2 (en) * 2004-03-26 2007-01-02 James Scott Hacsi Method and circuit for energizing and de-energizing an electric energy storage device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2021414A1 (de) * 1969-05-29 1970-12-03 Philips Nv Binaerspeicherschaltung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388293A (en) * 1965-05-20 1968-06-11 Fabri Tek Inc Indicator lamp in a transistor emitter follower circuit with a lamp warmup resistor in parallel with the transistor
US3621302A (en) * 1969-01-15 1971-11-16 Ibm Monolithic-integrated semiconductor array having reduced power consumption
US3643231A (en) * 1970-04-20 1972-02-15 Ibm Monolithic associative memory cell
US3725789A (en) * 1970-12-21 1973-04-03 Sperry Rand Corp Temperature controlled clocking of logic circuits
US3633051A (en) * 1971-02-16 1972-01-04 Gte Sylvania Inc Transistorized load control circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2021414A1 (de) * 1969-05-29 1970-12-03 Philips Nv Binaerspeicherschaltung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Firmenschrift "Valvo Berichte", Band 18, Heft 1/2, Seiten 215-226 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2951162A1 (de) * 1979-12-19 1981-07-02 Casio Computer Co., Ltd., Tokyo Vorrichtung zum steuern des energieverbrauchs fuer eine elektronische digitale datenverarbeitungsvorrichtung
DE3248680A1 (de) * 1982-01-25 1983-09-22 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki Microcomputer mit energiespar-betriebszustand

Also Published As

Publication number Publication date
FR2177864B1 (de) 1976-09-10
FR2177864A1 (de) 1973-11-09
IT979967B (it) 1974-09-30
NL163338C (nl) 1980-08-15
DE2311331C2 (de) 1984-08-09
SE385626B (sv) 1976-07-12
NL163338B (nl) 1980-03-17
NL7204035A (de) 1973-09-27
AU5353273A (en) 1974-09-26
BE797273A (fr) 1973-09-24
CA1001723A (en) 1976-12-14
HK16877A (en) 1977-04-15
JPS5430257B2 (de) 1979-09-29
US3855484A (en) 1974-12-17
JPS499169A (de) 1974-01-26
GB1422469A (en) 1976-01-28

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