DE2738810A1

DE2738810A1 - Integrierte anpasschaltung

Info

Publication number: DE2738810A1
Application number: DE19772738810
Authority: DE
Inventors: James Jacob Stipanuk
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-08-29
Publication date: 1978-04-13
Also published as: GB1561419A; US4100431A; JPS5347245A; FR2367350B1; FR2367350A1

Description

Dipl.-Phys. O.E. Weber

d-b München 71

Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber manchen

M 593

MOTOROLA INC. 1503 East Algonquin Road Schaumburg, 111. 60196 USA

Integrierte Anpaßschaltung

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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Elektronik, bei welchem zwei Typen oder Familien von elektronischen Schaltungen miteinander verbunden werden müssen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine integrierte

Injektionslogik (I L) bzw. eine entsprechende Logikschaltung und eine lineare Schaltung. Ein Beispiel einer solchen Situation ist ein in Form einer integrierten Schaltung aufgebautes digitales Datenverarbeitungssystem, welches einen in Form einer integrierten Schaltung aufgebauten Oszillator steuert.

Verschiedene Familien elektronischer Schaltungen sind in den letzten Jahren entwickelt worden. Bei jeder dieser Familien sind die Bauelemente untereinander kompatibel. Es kommt jedoch oft vor, daß zwei Familien miteinander verbunden werden müssen. Manchmal läßt sich diese Verbindung direkt herstellen, in anderen Fällen ist jedoch eine Art Anpaßschaltung erforderlich, um die beiden Familien miteinander kompatibel werden zu lassen.

Von den verschiedenen bekannten Familien elektronischer Schaltungen ist eine der neuesten eine integrierte Injektionslogik. Eine integrierte Injektionsllogik ist eine digitale Logikfamilie, welche die Eigenschaften eines niedrigen Strome und einer hohen Packungsdichte auf entsprechenden Plättchen fur integrierte Schaltungen aufweist. Eine Diskussion der IL-Schaltung und gegenwärtig bekannter Anpaßschaltungen findet sich in der Zeitschrift "Electronics" vom 3· 10. 1974, S. 111. "Electronics" wird von McGraw Hill, New York, N.Y., USA herausgegeben, und es wird auf den Band 46, Nr. 3 Bezug genommen.

Eines der Probleme bei bekannten Anpaßschaltungen besteht darin, daß nur logische Funktionen durch die Anpaßschaltung übertragen werden können.

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Für viele integrierte Schaltungen ist es jedoch in bestimmten Anwendungsfällen erforderlich, daß die Anpaßschaltung dazu in der Lage sein muß, verhältnismäßig große Ströme zu liefern, um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Dies ist bei bekannten Schaltungen nicht möglich, ohne deren Größe beträchtlich zu erhöhen und die Schaltung der Anpaßeinheit sehr kompliziert werden zu lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anpassung zwischen einer I L-Schaltung und einer linearen Schaltung zu erreichen, indem zugleich nur eine minimale Anzahl von Bauelementen verwendet wird und erhebliche Ströme übertragen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß die gewünschten Bezugsstrompegel der I L-Schaltung gewährleistet werden, so daß dadurch eine volle Kompatibilität zwischen den zwei elektronischen Familien erreicht wird.

Weiterhin werden gemäß der Erfindung I L-Strompegel von Quellen mit hoher Durchbruchsspannung und hoher Impedanz geliefert.

Gemäß der Erfindung ist es weiterhin möglich, sowohl eine digitale Information als auch eine Strombezugeinformation von der I L-Schaltung an die lineare Ausgangsschaltung zu liefern. Dies führt zu dem Ergebnis, daß gemäß der Erfindung der lineare Teil der Schaltung auf den Integrator-Injektionslogikteil der Schaltung bezogen werden kann und nur eine minimale Anzahl von Bauelementen erforderlich ist, um die beiden Schaltungen miteinander zu verbinden. Dies ist möglich,

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weil die Treiberpegel der Anpaßschaltung bei den Empfindlichkeitspegeln der Aufnahmeschaltung oder der nachgeordneten Schaltung aufeinander abgestimmt bzw. aneinander angepaßt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend beispieleweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer I L-Schaltung, welche über die erfindungsgemäße Anpaßschaltung mit einer linearen Schaltung gekoppelt ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche eine Kaskode-Schaltung verwendet,

Fig. 3 ein Schaltschema einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche einen einzelnen externen Transistor verwendet,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine integrierte Schaltung, welche vorzugsweise verwendet werden kann, um die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung gerätetechnisch zu verwirklichen, und

Fig. 5 ein Schaltschema einer elektronischen Schaltung, welche eine Anwendung der Erfindung veranschaulicht.

Gemäß Fig. 1 werden die Anpaßschaltungen 10 und 12 dazu verwen-

p det, zwei Familien 14 und 16 einer I L-Schaltung mit einer linearen Schaltung 18 zu verbinden. Die I L-Schaltung 14, 16 und die lineare Schaltung 18 sind grundsätzlich jeweils herkömmliche Schaltungen. Die Anpaßschaltung, nämlich die Schaltung 12, über welche Information von der linearen Schaltung

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zu der I L-Schaltung 16 übertragen wird, stellt eine weitere Art einer herkömmlichen Anpaßschaltung dar, die hier nicht

weiter erläutert wird. Die Anpaßschaltung 10 und die IL-Strombezugsschaltung 20 sind in größeren Einzelheiten in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt und führen zu den Vorteilen gemäß der Erfindung, wenn sie in einem System nach der Fig. 1 verwendet werden, wenn sie nämlich als integrierte Schaltungen aus-

2
gebildet sind. Die I L-Strombezugsschaltung 20 stellt keine

ο unmittelbare Anpassung zwischen der I L-Schaltung und der linearen Schaltung her, sondern baut vielmehr einen Bezugsstrom von der Schaltung 14 und 16 auf und überträgt ihn zu der linearen Schaltung 18.

Die Fig. 2 ist ein Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Die Anpaßeinheit besteht aus einem Transistor 22, einem Widerstand 24 und Dioden 26 und 28. Das Eingangssignal für die Anpaßschaltung kommt von einem I²L-Gatter 30 und wird dem Emitter des Transistors 22 zugeführt. Das Auegangssignal der Anpaßschaltung wird über den Kollektor des Transistors 22 dem Block 32 für die lineare Schaltung zugeführt, welche durch ein Paar von Transistoren 33 dargestellt ist, welche gestrichelt gezeichnet sind. Die lineare Schaltung ist bekannter Art und dürfte den Fachmann geläufig sein. Das I L-Gatter 30 ist ein an sich bekanntes Gatter. Das I L-Gatter ist ein solches Gatter, wie es in der Familie mit einem Doppelkollektorausgang üblich ist, wobei ein Kollektor zu dem Eingang 34 zurückgeführt ist, der auch die Basis des Ausgangetransistors darstellt. Da die Arbeitsweise dieses I²L-Gatters in Verbindung mit der Arbeitsweise der Anpaßschaltung zu verstehen ist, um die Erfindung zu verstehen, wird dieses Gatter nachfolgend im einzelnen näher beschrieben.

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ρ
Das I L-Gatter 30 besteht aus zwei Transistoren, einem Transistor 35 in Basisschaltung, welcher den Injektorstrom aufnimmt, und einem Ausgangstransistor mit einem Doppelkollektor, der jedoch in der Fig. 2 in Form von zwei Transistoren 36 und 38 dargestellt ist, um die Analyse der Schaltung zu vereinfachen. Dies bedeutet, daß die Transistoren 36 und 38 eine gemeinsame Basis und einen gemeinsamen Emitter haben, während jedoch getrennte Kollektorbereiche vorhanden sind. Der Injektorstrom tritt in den Emitter des Transistors 35 ein und tritt durch den Kollektor des Transistors 35 wieder aus. Der Emitter- und der Kollektorstrom sind im wesentlichen gleich, weil der Transistor 35 mit geerdeter bzw. an Masse gelegter Basis arbeitet. Da der Transistor 36 und der Transistor 38 tatsächlich derselbe Transistor sind, der zwei getrennte Kollektoren aufweist, sind die Übertragungsfunktion der zwei Transistoren identisch, und der Kollektorstrom (1-38), welcher in dem Kollektor des Transistors 38 fließt, ist mit dem Kollektorstrom (Ι_Λ36) identisch, welcher in dem Kollektor des Transistors 36 fließt. Da beide Transistoren denselben Basisstrom (I. ) haben, wird der Kollektorstrom für jeden Transistor durch die folgende Gleichung gegeben:

I_C36 - I_C38 - ßI_b/2

wobei ß die Verstärkung jedes Transistors ist. Da weiterhin der Kollektorstrom des Transistors 36 aus der Basis des Transistors gezogen wird, ist der tatsächliche Basisstrom, welcher in den Transistor 36 und den Transistor 38 fließt, gleich dem Kollektorstrom (I„35) des Transistors 35, minus dem Kollektorstrom des Transistors 36. Somit gilt I. ■ I_C35 - !_C36. Durch Vereinigung dieser Beziehungen, wird die Übertragungsfunktion des Transistors 36 und 38, welche dem Kollektorstrom des Transistors 38, geteilt durch den Kollektorstrom des Transistors 35, entspricht zu dem Wert I_C38/I_C35 - ß/(ß+2). Veil der

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Transistor 35 in Basisschaltung arbeitet, ist der Kollektorstrom des Transistors 35 im wesentlichen gleich dem Injektorstrom, und deshalb ist der Kollektorstrom des Transistors 38 dann etwa gleich dem Injektorstrom.

Gemäß Fig. 2 liefert bei der eigentlichen Anpaßschaltung der Widerstand 24 Strom, um die Dioden 26 und 28 in der Vorwärtsrichtung vorzuspannen, so daß auf diese Weise eine Vorspannungsschaltung gebildet wird· Sie Spannungen an diesen zwei Dioden bilden dann ein Bezugspotential fur die Basis des Transistors 22. Da der Transistor 22 derart vorgespannt ist, daß er in diesem aktiven Modus arbeitet, ist der Kollektorstrom des Transistors 22 im wesentlichen gleich dem Knitterst rom des Transistors 22 . Deshalb ist der Strom, welcher aus dem Block 32 der linearen Schaltung gezogen wird, im wesent-

liehen gleich dem Injektionsstrom von der I L-Logikschaltung. Der Transistor 22 ist ein normaler npn-Transistor, der gegenüber dem I L-Gatter auf dem Chip der integrierten Schaltung isoliert ist. Somit ist die Anpaßschaltung dazu in der Lage, den Bezugestrom zu dem Injektionsetrom zu liefern, und sie ist weiterhin in der Lage, den hohen Spannungen standzuhalten, wie sie bei der linearen Schaltung auftreten. Die Anpaßschaltung liefert weiterhin eine Quelle hoher Impedanz für die lineare Schaltung, weil die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 22 entgegengesetzt vorgespannt ist. Die Dioden 26 und 28 bilden einen Bezug für die Basis des Transistors 22 und daher für den Emitter des Transistors 22, um die Spannungsauslenkung an der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 38 auf etwa einem Diodenabfall zu halten. Dies ist wichtig,

weil die Durchbruchspannung des I L-Ausgangslogikgatters zwischen dem Kollektor und dem Emitter nicht so hoch ist wie die eines normalen npn-Transistors. Zusammenfassend läßt sich somit feststellen, daß die Anpaßschaltung gemäß Fig. 2

eine Anpassung zwischen der I^CL-Schaltung und der linearen Schaltung bildet und nicht nur logische Information überträgt, sondern auch Bezugsstrominformation über eine Quelle mit hoher

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Impedanz und hoher Durchbruchsspannung.

Nachfolgend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, welche in der Fig. 3 veranschaulicht ist. Gemäß Fig. 3 besteht die Anpaßeinrichtung ausschließlich

aus dem Transistor 40, der eine Anpassung zwischen dem IL-Logikgatter 42 und der linearen Schaltung des Blocks 44 bil-

p
det. Der Block 42 ist ein I !-Gatter, dessen Ausgang mit der Basis des Transistors 40 verbunden ist und auch zu dem Eingang 45 des Gatters zurückgeführt ist, was auch der Basis des Ausgangstransistors 46 entspricht. Der Injektorstrom fließt in dem Emitter des Transistors 48 und wird zum Kollektorstrom (I 48) des Transistors 48. Diese zwei Ströme sind im wesentliehen dieselben, weil der Transistor 48 in Basisschaltung arbeitet. Der Kollektorstrom (I 46) des Transistors 46 ist gleich dem Wert beta (ß) der Einrichtung, mal dem Basisstrom Ij46 des Transistors 46. Da der Anpaßtransistor 40 ein normaler npn-Transistor ist, der einen hohen beta-Wert hat, ist der Basisstrom dieses Transistors vernachlässigbar, zumindest im Vergleich zu dem Kollektorstrom des Transistors 46. Deshalb ist der Basisstrom des Transistors 46 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 48, minus dem Kollektorstrom des Transistors 46: 1^46 « I_C48 - I_C46. Da I_C46 gleich ßl^ ist, ergibt sich 1.46/1,,4S « ß/(ß+l). Mit anderen Worten, der Kollektorstrom des Transistors 46 ist etwa gleich dem Injektorstrom.

Um die volle Bedeutung der Erfindung zu verstehen, muß davon ausgegangen werden, daß zunächst klar erfaßt wird, wie die Struktur des Transistors 46 sich von der Struktur des Transistors 40 unterscheidet. Der Transistor 46, der ein Ausgangs-

transistor eines I L-Gatters ist, arbeitet im umgekehrten ß-Modus wie alle Ausgangstransistoren von I^L-Gattern arbeiten.

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Der umgekehrte oder inverse ß-Modus wird unten anhand der Fig. 4- näher erläutert. Der Transistor 40 ist andererseits durch den Bereich 56 (siehe Fig. 4) von dem Transistor 46 isoliert und arbeitet in einem normalen Vorwärts-ß-Modus. Die Transistoren 40 und 46 haben dieselbe oder eine proportionale Geometrie und haben dieselben Dosierpegel in ihren entsprechenden Basisbereichen. Zwei Transistoren, welche eine identische Geometrie haben, und weiterhin identische Dopierpegel in ihren Basisbereichen aufweisen, haben dieselben Kollektorströme, wenn ihre Basis-Emitter-Spannung dieselbe ist. Weiterhin trifft es zu, daß derselbe Transistor denselben Kollektorstrom hat, wenn dieselbe Spannung zwischen der Basis und dem Emitter liegt, unabhängig davon, ob der Transistor in dem normalen Vorwärts-ß-Modus arbeitet oder in dem inversen ß-Modus arbeitet. Die Erfindung kombiniert diese zwei physikalischen Gesetze und kombiniert die Traneistoren 40 und 46 in der in der Fig. 3 dargestellten Weise, um den Kollektorstrom des Transistors 40 mit dem Kollektoretrom des Transistors 46 in Übereinstimmung oder eine entsprechende Proportion zu bringen. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Ausführungeform gemäß Fig. 3 einen Bezugsstrom zu der linearen Schaltung liefert, welcher etwa entweder derselbe ist wie der Injektorstrom der I L-Logik oder dazu proportional ist. Auch der Transistor 40, welcher im normalen Vorwärts-ß-Modus arbeitet, ist dazu in der Lage, den Spannungen standzuhalten, welche ihm durch die lineare Schaltung aufgeprägt werden. Der Transistor 40 liefert ebenfalls eine Quelle hoher Impedanz für die lineare Schaltung, weil die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 40 in umgekehrter Richtung vorgespannt ist. Deshalb liefert die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ebenfalls eine hohe Impedanz, und sie liefert weiterhin eine Anpassung mit hohem Durchbruch-Bezugsstrom für die lineare Schaltung von der I L-Schaltung.

Die Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Halbleiterschaltung, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung gemäß

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Fig. 3 darstellt. Die Anordnung besteht aus einem Siliziumplättchen vom P-Typ, welches mit 50 bezeichnet ist, wobei mit N bezeichnete abgedeckte oder vergrabene Schichten 52 vorhanden sind. Eine mit N" bezeichnete Epitaxialschicht 54 ist auf der Oberseite des Plättchens gewachsen. In die Epitaxialschicht sind die Isolationsschichten bzw. Isolationsbereiche 56, die vorohmischen Kontakte zu den mit N- bezeichneten Bereich, welche N+-Diffusionen 58 entsprechen, der Emitter des in Basisschaltung angeordneten Transistors des

I L-Logikgatters (Transistor 48 gemäß Fig. 3)» was dem Bereich

60 entspricht, die Basis des I L-Ausgangstransistors 46, was

dem Bereich 62 entspricht, der Kollektor des I L-Ausgangstransistors 46, was dem Bereich 64 entspricht, die Basis des Anpaßtransistors 40, entsprechend dem Bereich 66 und der Emitter des Anpaßtransistors 40 entsprechend dem Bereich 68 eindiffundiert. Die Oberseite des Plättchens ist mit Siliziumdioxid 70 abgedeckt, wobei bestimmte Bereiche herausgeätzt sind und im Hinblick auf die metallischen Kontakte 72 Metall eingefügt ist. Das I L-Gatter 42 gemäß Fig. 3 ist auf der linken Seite der Anordnung in der Fig. 4 dargestellt. Der Emitter des Transistors 48 entspricht dem Bereich 60, die Basis entspricht dem Bereich 73 und der Kollektor entspricht dem Bereich 62 und ist derselbe Bereich wie die Basis des Transistors 46. Der Emitter des Transistors 46 entspricht ebenfalls dem Bereich 73 in der Fig.4. Der Kollektor des Transistors 46 ist der N+-Diffusionsbereich 64. Der N+- Diffusionsbereich 58 ist der Kontakt zur Basis des Transietors 48 und dem Emitter des Transistors 46. Der Transistor 40 wird auf der rechten Seite in der Fig. 4 dargestellt. Der Kollektor des Transistors 40 entspricht dem Bereich 74, die Basis entspricht dem Bereich 66 und der Emitter entspricht dem N+-Diffusionsbereich 68. Der N+-Diffusionsbereich 58 wird als ein Kontakt zu dem Kollektor des Transistors 40 verwendet. Der Transistor 40 arbeitet im normalen Vorwärts-ß-Modus,

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indem der Emitterbereich 68 vollständig durch den Basisbereich 66 umgeben ist und die Basis ihrerseits innerhalb des Kollektorbereichs 74 liegt. Dies entspricht einer normalen Transistorgeometrie, welche zu normalen ß-Werten und zu normalen Durchbruchsspannungen führt, wie sie bei npn-Transistoren üblich sind. Der Transistor 46 arbeitet andererseits im invertierten oder umgekehrten ß-Modus. Dies bedeutet, daß der Kollektor des Transistors 46 dem Bereich 64 entspricht, während die Basis dem Bereich 62 entspricht und der Emitter dem Bereich 73 entspricht. Der Kollektor ist innerhalb der Basis angeordnet und der Basisbereich liegt innerhalb des Emitterbereichs des Transistors. Diese invertierte Anordnung,

welche eine hohe Packungsdichte für I L-Gatter ermöglicht, führt zu stark reduzierten ß-Werten und niedrigeren Durchbruchsspannungen im Vergleich zu einer normalen Transietoranordnung.

ο
Gemäß Fig. 4 sind das I L-Gatter und der Anpaßtransistor nebeneinander angeordnet, und die Basisdiffusionsbereiche für den Ausgangstransistor 46 und den Anpaßtransistor 40 werden im selben Fabrikationsschritt hergestellt. Da die Geometrie der zwei Transistoreinrichtungen identisch ist, ist es möglich, die Kollektorströme der zwei Einrichtungen dadurch in Obereinstimmung zu bringen, daß dieselbe Spannung an die Basis-Emitter-Strecke beider Einrichtungen angelegt wird. Weiterhin ist es möglich, und zwar durch Veränderung der Geometrie des Transistors 40 in bezug auf den Transistor 46, einen Kollektorstrom in den Transistor 40 fließen zu lassen, welcher dem Kollektorstrom des Transistors 46 proportional ist. Die kritischen Abmessungen gemäß Fig. 4, um diese Anpassung zu erreichen, sind die Basisbreite beider Transistoren 40 und 46, wie es durch die Abmessungen 76 bzw. 78 veranschaulicht ist, weiterhin die Basis-Emitter-Kontaktfläche des Transistors 40 und schließlich der Basis-Kollektor-Kontaktbereich des Transistors 46. Eine Proportionalität des Kollektorstroms des Transistors 40 zu dem Injektorstrom wird dadurch erreicht,

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daß ein entsprechendes Verhältnis zwischen dem Basis-Emitter-Kontaktbereich des Transistors 40 und dem Basis-Kollektor-Kontaktbereich des Transistors 46 gewählt wird. Wenn beispielsweise der Basis-Emitter-Kontaktbereich des Transistors 40 dem doppelten Basis-Kollektor-Kontaktbereich des Transistors 46 entspricht, dann ist der Kollelctorstrom des Transistors 40 der doppelte Strom des entsprechenden Stroms beim Transistor 46.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 hat verschiedene Vorteile gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 2 und ist daher als bevorzugte Schaltung anzusprechen. Der offensichtliche Vorteil besteht in einer geringeren Anzahl von Bauelementen, um eine Anpassung zu erreichen. Ein zweiter Vorteil ist die Tatsache, daß in der Schaltung gemäß Fig. 2 der Kollektor des Transistors 22 zu einem Betrieb in seinem aktiven Bereich mindestens um zwei Diodenspannungsabfälle über dem Massepotential liegen muß. Somit würde die effektive Arbeitsspannung des linearen Bereichs der Schaltung durch den Spannungsabfall an diesen zwei Dioden (etwa 1,4 V) vermindert. Gemäß Fig. 3 muß der Kollektor des Transistors 40 jedoch nur auf einem Potential liegen, welches höher ist als dasjenige der Basis-Emitter-Spannung der Einrichtung. Da die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 40 etwa gleich dem Diodenabfall einer der Dioden 26 oder 28 gemäß Fig. 3 ist, erweist sich die Schaltung gemäß Fig. 3 in einem Verhältnis von etwa 2 zu 1 auch in dieser Hinsicht vorteilhaft. Der dritte Vorteil besteht darin, daß die Schaltung in der Fig. 2 eine Übertragungsfunktion von ß/(ß+2) aufweist, während die Schaltung gemäß Fig. 3 eine Übertragungsfunktion von ß/(ß+i) hat, so daß die Schaltung gemäß Fig. 3 gegen Veränderungen im ß-Wert weniger anfällig ist.

ρ Die Fig. 5 veranschaulicht Beispiele für I L-Anpaß-Logikschaltungen 84, 86, 88 zu der oder für die lineare Schaltung 90.

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Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist die lineare Schaltung 90 ein Relaxationsoszillator. Das Oszillatorabschaltsignal von der I L-Schaltung, welche durch das Gatter 92 dargestellt wird, ist das Eingangssignal für die Anpaßschaltung gemäß Fig. 3. Somit wird der Differenzverstärker der linearen Schaltung im Block 90 durch die Anpaßschaltung des Transistors 40 stromgesteuert, wobei der Transistor 40

auf den Injektorstrom der I L-Logik bezogen ist. Es ist möglich, die Transistoren 46, 48 und 40 durch die in der Fig. 2 dargestellte Anpaßschaltung zu ersetzen. Es ist zu bemerken, daß es auch bei der Anpaßschaltung möglich wäre, ohne ein Steuersignal zu arbeiten, wobei in diesem Falle die Schaltung als

eine I L-Bezugsstromquelle für die lineare Schaltung arbei-

ten würde. Das I L-Gatter 100, welches das Oszillatorabschaltsignal liefert, stellt zusammen mit den Transistoren 102 und 104 eine herkömmliche Anpaßeinrichtung dar. In diesem Falle ist der zum Kollektor des Transistors 104 fließende Strom gleich dem Basisstrom, multipliziert mit dem ß-Wert. Der Basisstrom ist etwa gleich dem Injektorstrom in dem Transistor 102. Somit ist ersichtlich, daß eine derartige Anpaßschaltung gegen ß-Schwankungen außerordentlich empfindlich ist. Diese Art einer Anpaßschaltung ist bei diesem Anwendungefall möglich, weil die lineare Schaltung auf I L-Strompegel über die Anpassung des Transistors 98 festgelegt ist. Dies bedeutet, daß die Strompegel in der linearen Schaltung in dem Haß gesteuert werden, daß die Senkenkapazität des Transistors immer ausreichend ist, um zu gewährleisten, daß der Oszillator gesperrt wird. Diese Anpassung ist auch möglich, weil nach dem Entwurf die Anwendung der vollen Versorgungsspannung auf den Kollektor des Transistors 104 verhindert ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird anhand der Fig. 5 veranschaulicht, wobei der lineare Teil der Schaltung, welcher

nunmehr auf den I L-Logik-Injektorstrom bezogen ist, nunmehr

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dazu in der Lage ist, eine direkte Anpassung für eine andere

I L-Logikschaltung zu ermöglichen, welche durch den Block 88 dargestellt ist. Die Strompegel des Transistors 106 in der linearen Schaltung werden durch den Anpaßtransistor 98 gesteuert, und dessen Kollektor ist dazu in der Lage, eine

direkte Anpassung für das I L-Gatter im Block 88 zu liefern. Die Anwendung der Erfindung in dieser Schaltung mit ihrer hohen Impedanz, ihrer hohen Durchbruchspannung und mit dem

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Strombezug zu dem I L-Injektorstrom hat ermöglicht, daß eine weniger komplizierte Anpaßeinrichtung bekannter Art verwendet werden kann und hat weiterhin die Möglichkeit geschaffen, eine direkte Anpassung in der Ausgangsschaltung zu gewährleisten.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Integrierte Schaltung, insbesondere Anpaßschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine I L-Schaltung (30, 42) vorgesehen ist, die eine vorgegebene Durchbruchsspannung aufweist, daß weiterhin eine lineare Schaltung (32, 44) vorhanden ist, welche mit einer Stromversorgung verbunden ist, und daß eine Anpaßschaltung (22, 24, 26, 28, 40)

vorgesehen ist, welche mit der I L-Schaltung (30, 42) und mit der linearen Schaltung (32, 44) verbunden ist, um für einen im wesentlichen festen Strompegel von der linearen S cha ltui bilden.

Schaltung in Reaktion auf die I L-Schaltung eine Senke zu
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die I²L-Schaltung (30, 42) einen ersten Transistor (36, 38, 46) aufweist, durch welchen ein Strom I hindurchfließt, und daß die Anpaßschaltung eine Einrichtung aufweist, um den ersten Transistor außerhalb des Durchbruchs zu halten und um einen vorgegebenen Strom IA bei der linearen Schaltung (32, 44) zu erzeugen, wobei A eine Konstante ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein

Halbleiterkörper vorgesehen ist und daß die I L-Schaltung (30, 42), sowie die Anpaßschaltung (22, 24, 26, 28, 40) auf dem Halbleiterkörper angeordnet sind, um die Anpassung der Charakteristika der Einrichtung zu ermöglichen.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die I²L-Schaltung eine Einrichtung (34, 45) aufweist, um die Anpaßschaltung (22, 24, 26, 28, 40) daran zu hindern, ein logisches Signal an die lineare Schaltung (32, 44) zu liefern.

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5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßschaltung einen zweiten Transistor (22) aufweist, welcher über den Emitter mit dem ersten Transistor (36, 38) verbunden ist, und weiterhin eine Vorspannungseinrichtung (24, 26, 28) hat, welche mit der Basis des zweiten Transistors (22) verbunden ist, um den ersten Transistor (36, 38) in seinem aktiven Bereich zu halten.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (36, 38) Mehrfachkollektorbereiche aufweist, daß einer dieser Bereiche direkt mit seiner Basis verbunden ist und daß der andere Kollektorbereich mit dem Emitter des zweiten Transistors (22) verbunden ist.
7. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßschaltung (40) einen zweiten Transistor (40) aufweist, welcher mit dem ersten Transistor (46) verbunden ist und in einem Vorwärts-Modus betrieben wird, daß der erste Transistor (46) in einem Rückwärtε-Modus betrieben wird und daß der erste (46) und der zweite (40) Transistor im wesentlichen identisch dimensionierte Basisbereiche haben, um einen im wesentlichen identischen Strom in dem ersten (46) und dem zweiten (40) Transistor zu erzeugen.

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