DE2603704B2 - Monolithisch integrierter Taktimpulsformer - Google Patents

Monolithisch integrierter Taktimpulsformer

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Wolfgang Dipl.-Ing. 7801 Voerstetten Gollinger
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TDK Micronas GmbH
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/15—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/151—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs
    • H03K5/1515—Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs non-overlapping
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356—Bistable circuits

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Manipulation Of Pulses (AREA)
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Description

In der dynamischen Schaltungstechnik — insbesondere der Zweiphasentechnik — werden MIS-Schaltungen verwendet, d. h. Schaltungen mit Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, zu deren Betrieb Taktsignale erforderlich sind, die sich nicht überlappen. In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf das Buch von D. Becker und H. M ä d e r »Hochintegrierte MOS-Schaltungen«, Stuttgart 1972, Seiten 60 bis 71.
Aus der Zeitschrift »NTZ«, 1973, Heft 1, Seiten 9 bis 15 ist eine integrierte Schaltung mit zwei Isolierschicht-Feldeffekttransistoren bekannt, deren Source-Drain-Strecken über je einen ohmschen Widerstand in Reihe geschaltet sind und bei der der Drain-Anschluß jedes der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren galvanisch über Kreuz mit dem Gate-Anschluß des anderen Isolierschicht-Feldeffekttransistors verbunden ist. Diese Schaltung wird als bistabile Kippstufe verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist dagegen, aus einem Paar von sich überlappenden für die Mehrphasen-Technik verwendeten Eingangs-Taktspannungen ein Paar von Ausgangs-Taktspannungen zu gewinnen, deren Überlappung und deren Offset-Spannung bezüglich des Bezugspotential auf einem Mindestmaß gebracht worden ist. Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die bekannte monolithisch integrierte Schaltung mit zwei Isolierschicht-Feldeffekttransistoren zur Lösung dieser Aufgabe zu verwenden.
Die Erfindung betrifft somit einen monolithisch integrierten Taktimpulsformer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.
Aus der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin« Band 17, Nr. 12 (Mai 1975) Seite 3538 ist zwar eine in monolithisch integrierter Schaltungstechnik ausgeführte Schaltung mit zwei Isolierschicht-Feldeffekttransistoren bekannt, deren Source-Anschlüsse auf einem Bezugspotential liegen, deren Source-Drain-Strecken über je eine Source-Drain-Strecke eines weiteren Isolierschicht-Feldeffekttransistors in Reihe geschaltet sind und bei der der Drain-Anschluß jeder der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren galvanisch über Kreuz mit dem Gate-Anschluß des anderen Isolierschicht-Feldeffekttransistors verbunden ist. Die beiden weiteren Isolierschicht-Feldeffekttransistoren bewirken, daß die Betriebsspannung an den beiden ersten Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, bei denen der Drain-Anschluß galvanisch über Kreuz mit dem Gate-Anschluß des anderen Isolierschicht-Feldeffekttransistors verbunden ist, nicht permanent anliegt. Diese bekannte in integrierter Schaltungstechnik ausgeführte Schaltung wird aber als OR-Gatter verwendet.
Die Verwendung des monolithisch integrierten Taktimpulsformers nach der Erfindung und dessen Vorteile werden anhand der Zeichnung erläutert, deren F i g. 1 die bevorzugte Schaltung zur Verwendung als Taktimpulsformer nach der Erfindung veranschaulicht, deren
F i g. 2 die zeitliche Abhängigkeit zweier sich überlappender Taktimpulszüge und Lage bezüglich des Bezugspotentials am Eingang des Taktimpulsformers der F i g. 1 zeigt und deren
F i g. 3 die zeitliche Abhängigkeit der beiden Taktimpulsfolgen und Lage bezüglich des Bezugspotentials am Ausgang des Taktimpulsformers veranschaulicht.
Der nach der Erfindung verwendete Taktimpulsformer gemäß der Schaltung nach Fig. 1, zu dessen Betrieb keine besondere Spannungsversorgung erforderlich ist, enthält im wesentlichen die beiden galvanisch über Kreuz gekoppelten MIS-Feldeffekttransistoren 7] und T2, welche in herkömmlicher MOS-Technik hergestellt werden. Die Drain-Anschlüsse D der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren Ti und T2 liegen über je einen Widerstand R\ und R2 an den beiden Takteingängen Fi und F2. Diese beiden Widerstände R\ und R2 bilden zusammen mit den beiden pn-Dioden D\ und D2 je eine Schutzschaltung für die an den beiden Ausgängen Ft' und F2 liegenden Gates der folgenden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren.
Während der eine Anschluß der in Sperrichtung gepolten pn-Diode D\ am Drain-Anschluß des ersten Isolierschicht-Feldeffekttransistors Tj in gleicher Weise wie der eine Anschluß der in Sperrichtung betriebenen pn-Diode D2 am Drain-Anschluß des zweiten Isolierschicht-Feldeffekttransistors T2 liegt, werden die anderen Anschlüsse der beiden pn-Dioden D\ und D2 zusammen mit den Source-Anschlüssen S der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren ΤΊ und T2 auf ein Bezugspotential, insbesondere auf das Substrat-Potential, gelegt.
Die sich praktisch nicht mehr überlappenden Taktimpulsfolgen F\ und F2 werden als Ausgangssignale an je einem der beiden Drain-Anschlüsse D der Isolierschicht-Feldeffekttransistoren T\ und T2 abgegriffen.
Während die Fig.2 die zeitliche Abhängigkeit der Eingangstaktspannungen Fi und F2, welche sich teilweise überlappen, zeigt, werden ausgangsseitig die praktisch sich nicht mehr überlappenden Ausgangstaktspannungen F\ und F2 qemäß der F i g. 3 erhalten.
Die Spannung Vol bedeutet das positivste Taktspannungspotential bei P-Kanal-Feldeffekttransistoren bzw. das negativste Taktspannungspotential bei N-Kanal-Feldeffekttransistoren oder auch die Öffset-Spannung des Taktsignals bezüglich des Bezugspotentials. Sie beträgt bei üblichen Takttreiberschaltungen an den Eingängen Fi und F2 ca. 1 V. Die F i g. 2 und 3 lassen erkennen, daß der Wert Vol der Taktsignale wesentlich
vermindert ist. Dadurch wird erreicht, daß Vol dem Betrag nach kleiner als die Schwellenspannung der an F\' und F2' liegenden Feldeffekttransistoren wird, so daß diese sicher gesperrt werden.
Die Verlustleistung bei der Umformung der Taktspannungen ist sehr gering, weil nur während der kurzen Zeit der Überlappung der Taktspannungen Fi und F2 Strom durch die Transistoren 7Ί und T2 fließt.
Durch die Anordnung nach Fig.l wird auch die
Schutzwirkung gegen statische Aufladung erhöht, weil nur ein Bruchteil der gleichzeitig an Fi und F2 liegenden Spannung an die an F\ und F2' liegenden zu schützenden Feldeffekttransistoren gelangt
Typische Werte für die Widerstände R\ und R2 liegen zwischen 1 und 2 kQ. Die Einschaltwiderstände R0n der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren 71 und T2 sollten zwischen 100 und 200 Ω liegen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Monolithisch integrierter Taktimpulsformer mit einer Schaltung aus zwei Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, deren Source-Anschlüsse auf einem Bezugspotential liegen, deren Source-Drain-Strekken über je einen ohmschen Widerstand in Reihe geschaltet sind und bei der die Drain-Anschlüsse der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren jeweils galvanisch über Kreuz mit dem Gate-Anschluß des anderen Isolierschicht-Feldeffekttransistors verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig zwei sich überlappende Eingangs-Taktspannungen (F\, F2) über die beiden Widerstände (R\, R2) an die Drain-Anschlüsse der beiden Isolierschicht-Feldeffekttransistoren angelegt sind und überlappungsfreie Ausgangs-Taktspannungen (F\, F2') an je einem der beiden Drain-Anschlüsse (D) abgreifbar sind.
2. Taktimpulsformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine in Sperrichtung geschaltete pn-Diode zwischen jedem Drain-Anschluß (P) und dem Bezugspotential geschaltet ist.
DE2603704A 1976-01-31 1976-01-31 Monolithisch integrierter Taktimpulsformer Expired DE2603704C3 (de)

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US05/754,925 US4097771A (en) 1976-01-31 1976-12-28 Integrated clock pulse shaper
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JP886877A JPS5294057A (en) 1976-01-31 1977-01-31 Clock pulse shaping circuit

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DE2603704A1 DE2603704A1 (de) 1977-08-04
DE2603704B2 true DE2603704B2 (de) 1979-05-17
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