DE2824862C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Halbleiterschaltungsanordnung mit einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5.

Aus dem Buch von Becker und Mäder "Hochintegrierte MOS-Schaltungen", 1972, Seite 73 sind Schaltungen mit offenem Drainanschluß bzw. mit schaltbaren Gegentakt-Ausgangsstufen und insbesondere Tristate-Ausgängen bekannt.

In der DE-A-27 44 111 sind Schaltungsanordnungen beschrieben, bei der über einen einzigen Anschluß einer Unterbrechungsbefehlslogik eines Computersystems sowohl die Eingabe von Unterbrechungsbefehlen als auch die Ausgabe von Unterbrechungsbetätigungen möglich ist. Dazu ist eine integrierte digitale Halbleiterschaltung vorgesehen, bei der jeweils ein Anschluß mit einer Signaleingangs- und einer Signal-Ausgangsschaltung der integrierten Halbleiterschaltungen verbunden ist. Die Ausgangsstufe der Signalausgangsteilschaltung ist eine sogenannte "Tristate- Ausgangsstufe", die einen sogenannten "Enable-Eingang" besitzt.

Nachteilig bei dieser bekannten Halbleiterschaltungsanordnung ist, daß im Inneren dieser Halbleiterschaltungsanordnung Mittel vorgesehen sein müssen, die von außen betätigbar sind, um durch äußere Signale vom Betriebszustand Eingang auf den Betriebszustand Ausgang und umgekehrt umzuschalten.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Unterscheidungsmöglichkeit zwischen Eingangs- und Ausgangssignale zu erhalten, und zwar auch dann, wenn die Halbleiterschaltungsanordnung über keine "Enable-Eingänge" verfügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Fig. 1-20 beschrieben.

Eine erste Möglichkeit ist gegeben, wenn die in dem Halbleiterkörper integrierte Schaltung gemäß den Ansprüchen 1-4 zwei Teilschaltungen enthält, die als Ausgang bzw. als Eingang ein Schieberegister aufweisen. Diese Möglichkeit wird nun mittels der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben.

Nach der in Fig. 1 dargestellten Anordnung enthält die integrierte Schaltung die Teilschaltung K 1 mit einem Schieberegister SR 1 als Ausgang und die Teilschaltung K 2 mit einem Schieberegister SR 2 als Eingang. Beide Schieberegister SR 1, SR 2 und auch die übrigen Teile der digitalen integrierten Schaltung sind taktgesteuert. Hierfür ist ein gemeinsamer Taktgeber TG vorgesehen, der sowohl extern als auch intern, also innerhalb der integrierten Schaltung vorgesehen sein kann.

Wesentlich ist der gemeinsame elektrische Anschluß A des Halbleiterkörpers über den Signalausgang des Schieberegisters SR 1 entweder unmittelbar oder über eine als Verstärker ausgebildete Ausgangsstufe AS fest angeschlossen ist. Dasselbe gilt für den Signaleingang des zweiten Schieberegisters SR 2. Auch hier kann eine Eingangsstufe ES in Gestalt eines Verstärkers vorgesehen sein. Erforderlich ist, daß die Ausgangsstufe AS einen Innenwiderstand aufweist, der größer als Null ist. Dann kann nämlich eine äußere Schaltung die Spannung am Anschlußpunkt beeinflussen.

Gegeben sei der Fall, daß die Ausgangsstufe AS bzw. der Ausgang des Schieberegisters SR 1 auf das Schieberegister SR 2 geschaltet ist, so daß die Digitalinformation von der Teilschaltung K 1 auf die Teilschaltung K 2 übertragen wird. Zusätzliche Informationen können nun von einer äußeren Schaltung über den Anschluß A in das Schieberegister SR 2 ggf. auch in das Schieberegister SR 1 in den Übertragungspausen eingegeben werden, wobei ein entsprechender Code der Unterscheidung zwischen den von der Teilschaltung K 1 gelieferten Informationen und den von der äußeren Schaltung über den Ausgang A angelieferten Informationen vorgesehen sein kann. Andererseits können zur Unterscheidung zwischen den von außen eingespeisten Informationen und den von der Teilschaltung K 1 an die Teilschaltung K 2 übertragenen Informationen ggf. auch Unterschiede zwischen den Impulspegeln der beiden Arten von Informationen herangezogen werden, aufgrund derer dann in der Teilschaltung K 2 die anfallenden Informationen, also Impulsgruppen, nach ihrer Herkunft unterschieden und dementsprechend verarbeitet werden können.

Hinsichtlich der Wirkungsweise läßt sich somit zu der aus Fig. 1 ersichtlichen Anordnung folgendes feststellen: Während des Ausschiebens der Information aus der Teilschaltung K 1 über das Schieberegister SR 1 wird diese Information synchron in das Einleseregister SR 2 der Teilschaltung K 2 eingelesen und erst dann weiterverarbeitet. Die Ausgangsstufe AS des Schieberegisters SR 1 besitzt einen Innenwiderstand, der größer als Null ist. Damit kann eine äußere, auf den Anschluß A einwirkende Schaltung die elektrische Spannung am Anschluß A beeinflussen. Somit sind folgende Möglichkeiten gegeben:

1. Man hat einen vollwertigen Schieberegister-Ausgang der Teilschaltung K 1 und einen vollwertigen Schieberegister- Eingang der Teilschaltung K 2.

2. Eine Information kann über den Anschluß A in das Schieberegister SR 2 von außen eingelesen werden. Vorteilhaft ist, wenn dabei im Ausleseregister SR 1 von K 1 eine Information steht, die dessen Ausgang AS während des Einlesens hochohmig steuert. Die eingelesene Information kann dann von der Teilschaltung K 2 entweder aufgrund eines besonderen Codes weitergegeben werden, um in einer dritten Teilschaltung K 3 der integrierten Schaltung weiterverarbeitet zu werden, oder sie wird an Ort und Stelle in der Teilschaltung K 2 genau so weiter behandelt, wie eine aus der Teilschaltung K 1 stammende Information.

3. Informationen von außen und innen können gemischt werden, da während des Ausschiebens eine äußere Schaltung die Information vor dem Bewertungszeitpunkt des Schieberegisters SR 2 verändern kann.

4. Eine äußere Schaltung kann z. B. auch während der Ausgabe der Information aus der Teilschaltung K 1 aus dem Schieberegister SR 1 diese Information zuerst lesen und sie dann - ggf. in Abhängigkeit von der gelesenen Information - verändern.

5. Eine über den Anschluß A wirksame äußere Schaltung kann den Informationstransfer vom Schieberegister SR 1 zum Schieberegister SR 2 ggf. teilweise oder ganz unterdrücken.

6. Eine am Anschluß A angeschlossene äußere Schaltung kann z. B. durch einen eigenen Befehl, der auch über den Anschluß A kommen kann, andere Informationen, die ebenfalls über den Anschluß A laufen, so verändern, daß für sie bestimmte Teile der im Halbleiterkörper integrierten Halbleiterschaltung wirksam oder auch unwirksam werden. Zum Beispiel können alle für den Betrieb der integrierten Halbleiterschaltung erforderlichen Befehle über einen solchen Anschluß geführt werden. Ein Teil der Befehle wird in der Empfängerschaltung (also einer Teilschaltung K 2) nach dem Einlesen weiterverarbeitet. Durch eine Zusatzschaltung kann man diese Befehle für die interne Auswertung sperren und deshalb für andere Aufgaben zusätzlich ausnutzen.

7. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann eine Vereinigung der beiden Schieberegister SR 1 und SR 2 zu einem einzigen gemeinsamen Schieberegister SR erfolgen, welches einerseits den Ausgang der Teilschaltung K 1 und andererseits den Eingang der Teilschaltung K 2 bildet.

Ein Beispiel für die Kombination einer äußeren Schaltung mit einer Anordnung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Informationsaustausch zwischen der integrierten Halbleiterschaltung und ihren Teilschaltungen K 1 und K 2 erfolgt über den gemeinsamen Anschluß A, an welchem auch - permanent oder nur gelegentlich - ein Informationsausgang oder auch ein Informationseingang einer externen Schaltung angeschlossen sein kann.

Neben dem gemeinsamen Anschluß A, der der Datenübertragung zwischen der äußeren Schaltung und dem die Teilschaltungen K 1 und K 2 enthaltenden integrierten Halbleiterkörper dient, sind ggf. weitere Anschlüsse E und T des Halbleiterkörpers des Bausteins vorgesehen, die ebenfalls an Anschlüsse der äußeren Schaltung gelegt werden bzw. bei der Montage des integrierten Halbleiterkörpers fest mit diesen Anschlüssen verbunden sind. Der Anschluß T dient der Taktübertragung entweder von einem in dem integrierten Halbleiterbaustein mitintegrierten Taktgeber TG und einem Bestandteil, der die Schaltungen des Halbleiterbausteins über eine zentrale Steuerschaltung ZS koordiniert oder von einem mit der äußeren Schaltung festverbundenen, z. B. in deren Steuerwerk ST vorgesehenen Taktgenerator. Über den Anschluß T des Halbleiterkörpers können auch Befehle und ggf. auch Austauschbefehle zwischen den Steuerwerken ZS und ST übertragen werden.

Das zentrale Steuerwerk ZS des integrierten Halbleiterbausteins liefert die Schiebetakte ST für den Betrieb der beiden Schieberegister SR 1 und SR 2 bzw. für das kombinierte Auslese- und Einschreiberegister SR. Für die Schieberegister SR 1, SR 2, SR des integrierten Halbleiterbausteins ist eine Festlegung auf eine bestimmte Gattung dieser Register nicht erforderlich. Sie können in bipolarer Technik als auch in MOS-Technik realisiert sein. Sie können aus Flip-Flop-Ketten oder aus Ladungsverschiebeelementen, wie z. B. Eimerkettenschaltungen (BBD) und Ladungsgekoppelten Schaltungen (CCD) bestehen. Es können auch verschiedene Arten von Schieberegistern miteinander kombiniert werden.

Der Dateneingang der externen Schaltung liegt am Dateneingang eines Einleseregisters ELR, also wiederum eines Schieberegisters oder auch eines Digitalzählers, dessen Ausgang bzw. Ausgänge auf einen Bewerter D (also einen Dekoder) geschaltet sind, der für die Auswertung bzw. Weiterleitung der Informationen im Bereich der externen Schaltung zuständig ist. Mindestens ein Signalausgang des Bewerters D ist an mindestens einen Signaleingang eines logischen Verknüpfungsgliedes LV gelegt, das über eine Ausgangsstufe AUS und/ oder über einen elektronischen Schalter S Einfluß unter Vermittlung des Anschlusses A auf das Verhalten der Teilschaltung K 2 nach dem Ergebnis der Bewertung der jeweiligen Information durch den Bewerter D nimmt.

Der Schalter S ist durch einen sogenannten Tristate- Ausgang oder einem Open-Drain-Ausgang der Ausgangsstufe AUS gegeben, der neben einem niederohmigen Zustand einen hochohmigen Zustand einnehmen kann, so daß im ersten Fall der Schalter S geschlossen und die Verbindung von der Ausgangsstufe AUS der externen Schaltung zu der internen Teilschaltung K 2 hergestellt und im zweiten Fall diese Verbindung durch den geöffneten Zustand des Schalters S unwirksam gemacht ist.

Eine andere Möglichkeit der Verbindung zwischen interner Schaltung und externer Schaltung wird anhand der Fig. 4 gezeigt. Hier ist der Ausgang des logischen Verknüpfungsgliedes LV auf den Gateanschluß eines Feldeffekttransistors T 1 vom Anreicherungstyp gelegt, dessen Sourceanschluß am Nullpotential und dessen Drainanschluß an der vom Einleseregister ELR der externen Schaltung zu dem Anschluß A der internen Schaltung führenden leitenden Verbindung liegt.

Jenseits des Anschlusses A, also innerhalb der internen Schaltung, ist die Serienschaltung eines als Lastwiderstand geschalteten Feldeffekttransistors T 2 vom Verarmungstyp und eines weiteren Feldeffekttransistors T 3 vom Anreicherungstyp vorgesehen, wobei der Drainanschluß des Feldeffekttransistors T 2 am Versorgungspotential V _DD, der Sourceanschluß des Feldeffekttransistors T 3 am Nullpotential und der Gateanschluß des Feldeffekttransistors T 3 an den Ausgang des Schieberegisters SR 1 entweder unmittelbar oder über eine Ausgangsstufe AS gelegt ist, während der Anschluß A unmittelbar oder über eine Eingangsstufe ES an den Signaleingang des Schieberegisters SR 2 geschaltet ist. Die Ausgangsstufe AS und die Eingangsstufe ES können ggf. als Verstärker ausgebildet sein. Diese Ergänzung der in Fig. 1 bzw. 3 gezeigten Anordnung ist insbesondere für den unter Ziffer 6 genannten Betrieb geeignet. Hierzu werden die Informationsbits, wenigstens soweit sie über den Anschluß A der internen Schaltung gelangen, mit einem zusätzlichen Prüfbit versehen, der z. B. am Ende der einzelnen die Informationen bildenden Folgen von Digitalimpulsen erscheint. Die Teilschaltung K 2 des die interne Schaltung Halbleiterkörpers ist nur dann imstande, die am Eingang des Schieberegisters SR 2 anstehenden Informationsbits auszuwerten, wenn das Prüfbit einen bestimmten Pegel, z. B. den Pegel H hat. Die externe Schaltung kann mit dem Open-Drain-Anschluß gemäß Fig. 4 das Prüfbit vom Pegel H auf den Pegel L abändern und dadurch die Auswertung der Information in der Teilschaltung K 2 verhindern.

Integrierte Halbleiterkörper mit Teilschaltungen K 1 und K 2, deren Signalausgang bzw. Signaleingang durch ein Schieberegister gegeben sind, werden z. B. in Fernsteuerungsanlagen angewendet. Neben solchen Schaltungen gibt es aber auch solche, deren Signaleingang bzw. deren Signalausgang über eine bistabile Kippstufe geführt ist. Hier ist eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung einer Anordnung gemäß den Ansprüchen 5-10 der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Hier gehört ein Ausgang zu einer bistabilen Kippstufe, die über diesen Anschluß jederzeit in beide Richtungen gesetzt werden kann, so daß auch die Eingangsfunktion gegeben ist. Durch eine niederohmige Beschaltung läßt sich von außen die bistabile Wirkung überspielen und eine Programmierfunktion erreichen. Diese Variante der Erfindung wird anhand der Fig. 5-7 näher beschrieben.

Die bistabile Kippstufe besteht aus den beiden kreuzverkoppelten und einander gleichen logischen Gattern G 1 und G 2 mit z. B. jeweils zwei Eingängen und einem logischen Ausgang. In dem in den Fig. 5 und 7 gezeichneten Beispiel sind die Gatter G 1 und G 2 NOR-Gatter. Es können auch zwei NAND-Gatter vorgesehen werden.

Der logische Ausgang des Gatters G 1 liegt an dem zur externen Schaltung führenden gemeinsamen elektrischen Anschluß A des integrierten Halbleiterkörpers, während der logische Ausgang des Gatters G 2 nicht an diesen Anschluß A gelegt ist und ggf. anderen Funktionen zugeführt sein kann. Der noch freie Signaleingang des Gatters G 1 ist mit R, der noch freie Signaleingang des Gatters G 2 mit S bezeichnet.

Der in Fig. 5 dargestellten Schaltung zufolge geschieht die Kopplung von Gatter G 2 auf das Gatter G 1 direkt, während die Kopplung von Gatter G 1 auf das Gatter G 2 über den gemeinsamen elektrischen Anschluß A geführt ist. Somit kann über Anschluß A die Kippstufe in beiden Richtungen gesetzt werden.

Eine schaltungstechnische Realisierung ist z. B. in der in Fig. 6 gezeigten Weise möglich. Das erste logische Gatter G 1 enthält die beiden Verarmungstransistoren T 6 und T 4, die mit ihren Sourceelektroden an das positivere Versorgungspotential V _SS und mit ihren Drainelektroden über einen gemeinsamen Lastwiderstand R 1 (der z. B. durch die Source-Drainstrecke eines als Widerstand geschalteten Feldeffekttransistors vom Verarmungstyp gegeben sein kann) und zum negativeren Versorgungspotential V _DD führt. Zu bemerken ist dabei, daß die Feldeffekttransistoren in dem Beispielsfall vom p-Kanaltyp und der Bipolartransistor TR 1 vom npn-Typ ist. In gleicher Weise enthält das zweite logische Gatter G 2 die beiden Anreicherungstyp-Transistoren T 5 und T 7, deren Source wiederum an das positive Versorgungspotential V _SS und deren Drainelektroden über den Lastwiderstand R 2 am Bezugspotential V _DD liegen. Die Gateelektrode von T 4 liegt an der Drainelektrode von T 5, die Gateelektrode von T 5 an der Drainelektrode von T 4, die Gateelektrode von T 6 dient als Setzeingang S, die Gateelektrode von T 7 als Reseteingang der bistabilen Kippstufe. Die so beschriebene interne Schaltung ist über den gemeinsamen elektrischen Ausgang A und die beiden der Stromversorgung dienenden Anschlüsse A 1 und A 2 mit der externen Schaltung verbunden. Diese besteht aus einem Bipolartransistor TR 1 als Vermittlungsstufe, dessen Basiszone in noch zu beschreibender Weise an den Anschluß A geschaltet wird und dessen Emitterzone am Bezugspotential V _DD und dessen Kollektorzone über einen Auswerter, z. B. einen Anzeiger AZ, an positives Versorgungspotential V _SS gelegt ist. Die Wirkung der externen Schaltung wird durch die Art der Anschaltung der Basiszone des Bipolartransistors TR 1 an den Anschluß A der internen Schaltung bestimmt.

a) Ist die Anschaltung der Basiszone des Transistors TR 1 durch einen Widerstand R 3 gegeben, so ist das Auslesen der Information bistabil.

b) Ist der Widerstand R 3 sehr klein, d. h. die Basis von TR 1 liegt direkt am Anschluß A, dann ist das Auslesen der Information aus der internen Schaltung nur möglich, solange der Setzimpuls vorliegt.

c) Durch einen Schalter S 1 mit drei Schaltzuständen, derart, daß in dem einen Schaltzustand der Anschluß A an Bezugspotential V _DD, im anderen Schaltzustand an positives Versorgungspotential V _SS und im dritten Schaltzustand an kein festes Potential gelegt ist, erreicht man, daß das Setzen des Zustandes von innen und von außen möglich wird, weil die bistabile Schaltung sowohl auf von der internen Schaltung als auch auf von der externen Schaltung herrührende Signale anspricht.

Eine mittels der Fig. 7 und 8 zu beschreibende weitere Ausgestaltung ermöglicht eine größere Freiheit in der Dimensionierung der Ausgangs- und Eingangsstufe der internen Schaltung gemäß Fig. 5. Sie ermöglicht auch das Zustandekommen zusätzlicher Funktionen. Allgemein kann hierzu festgestellt werden, daß durch die Zwischenschaltung einer Kette von weiteren Gattern bzw. Invertern zwischen dem Ausgang der bistabilen Schaltung G 1, G 2 und dem Ausgang A nicht nur Freiheit in der Dimensionierung der Ausgangs- und der Eingangsstufe, sondern auch zusätzliche Funktionen, wie z. B. eine gegenseitige Verriegelung der Ausgangs- und Eingangsstufen erreicht werden kann.

Bei einer Anordnung gemäß Fig. 7 ist der von mehreren Funktionen zu beaufschlagende gemeinsame elektrische Ausgang A der internen Schaltung über eine Ausgangsstufe AS an den logischen Ausgang des Gatters G 1 und über eine Eingangsstufe ES an den einen logischen Eingang des Gatters G 2 gelegt. Der Ausgang des Gatters G 2 ist hingegen unmittelbar an den einen Eingang des Gatters G 1 gelegt, so daß die Kreuzverkoppelung hier teilweise unter Vermittlung der Eingangsstufe ES und der Ausgangsstufe AS zustande kommt.

Die Ausgangsstufe AS kann z. B. in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise aus einem Feldeffekttransistor T 7 aufgebaut sein, während für die Eingangsstufe ES ein normaler Inverter IN genügt. Als Ein- und Ausgang für die externe Schaltung kann z. B. ein Bipolartransistor TR 2 vorgesehen sein, der analog zu der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltung so gewählt ist, daß seine Basiszone den Leitungstyp aufweist, den die Source- und Drainzonen der in der internen Schaltung verwendeten Feldeffekttransistoren aufweisen. Der in der Ausgangsstufe vorgesehene Anreicherungstyp-Transistor T 7 ist im Beispielsfalle vom p-Kanaltyp, der durch den Serienwiderstand R 4 (zweckmäßig einen als Widerstand geschalteten p-Kanaltyptransistor, insbesondere vom Verarmungstyp) zu einem Inverter ergänzt ist, der zwischen den beiden Stromversorgungspotentialen V _SS und V _DD liegt, dessen Eingang durch die Gateelektrode des Transistors T 7 und dessen Ausgang durch die Drainelektrode des Transistors T 7 gebildet ist. Die Drainelektrode des Transistors T 7 ist an den Anschluß A und an den Eingang der Eingangsstufe ES gelegt.

Als externe Schaltung kann, wie bereits bemerkt, ein Bipolartransistor TR 2 vorgesehen sein, dessen Basiszone entweder direkt oder auch in einer anderen entsprechend den beim Transistor TR 1 in Fig. 6 gezeigten Weise gegebenen Möglichkeiten an den Anschluß A der internen Schaltung gelegt wird. Die Kollektorspannung des Bipolartransistors TR 2 wird über einen Kollektorwiderstand R 5 zugeführt. Das Kollektorpotential kann zur Anzeige der Setzimpulse ausgewertet werden.

Dabei ergeben sich folgende Vorteile:

1. Bei relativ hochohmiger Last ist der gemeinsame elektrische Anschluß A der Ausgang der bistabilen Kippstufe.

2. Bei niederohmiger Ansteuerung des gemeinsamen elektrischen Anschlusses A kann die Kippstufe von außen gesetzt und rückgesetzt werden.

3. Bei ständiger niederohmiger Belastung ist die bistabile Funktion der Kippstufe unterbrochen. Der gemeinsame elektrische Anschluß A kann dann als Ausgang für Impulse, z. B. für Setzimpulse der eigentlichen Kippstufe G 1, G 2 wirken.

Eine dritte Möglichkeit wird nun anhand der Fig. 9 bzw. 10 beschrieben. Bei dieser Möglichkeit ist eine Logikschaltung vorgesehen, mit deren Hilfe festgestellt wird, ob der elektrische Zustand am gemeinsamen elektrischen Ausgang A der internen Ansteuerung entspricht oder ob er von außen durch die externe Schaltung aufgeprägt wurde. Aus dem Ergebnis lassen sich Sekundärinformationen ableiten, die für weitere Aufgaben, z. B. als neue Befehle bei einer Ausgestaltung der integrierten Schaltung als Fernsteuerungsanlage, herangezogen werden können.

Es läßt sich z. B. mittels der in Fig. 9 gezeigten Schaltung folgendes erreichen: Ein Anzeigen-Dekoder-Treiber soll bei möglichst wenig Anschlüssen eine bestimmte Stellung auskodieren können und daneben für zwei Anzeigearten umschaltbar sein. Entsprechend einer 4-Bit- Eingangsinformation soll er in der Betriebsart "Programmanzeige" die Zahlen 1 bis 16 anzeigen, was z. B. für eine Fernseh-Fernbedienungsanlage erwünscht sein kann. In der Betriebsart "Binärcode" soll er jedoch die Zahlen 1 bis 15 anzeigen. In der Betriebsart "Programmanzeige" soll er die Stellung "16" auskodieren.

Die Lösung hierzu zeigt Fig. 9. Mit einem Anschluß wird die Auskodierung und die Programmierung vorgenommen. Die Stellung "16" und die Stellung "0" entspricht der Eingangsinformation "LLLL". Diese Stellung wird im (nicht gezeigten) Gatter 0/16 auskodiert und damit der Anschluß A, der bei allen anderen Stellungen im Zustand H liegt, auf L geschaltet. Wenn er sich auf L schalten läßt, weil er nur hochohmig belastet wird, wird eine "16" angezeigt, wodurch die Auskodierungsfunktion gegeben ist. Wenn er jedoch durch eine externe Schaltung, z. B. durch eine Leiterbrücke, auf den Pegel H gezogen wird, stellt die Schaltung den Unterschied zwischen der Ansteuerung und dem Zustand des Anschlusses A fest und schaltet die Anzeige auf eine Null.

Nach Fig. 3 besteht der Ausgang bzw. der Eingang der internen Schaltung aus den beiden - einen Inverter bildenden - Feldeffekttransistoren T 8, T 9, die zwischen die beiden Versorgungspotentiale V _DD und V _SS gelegt sind. Die Gateelektrode des an Bezugspotential V _DD liegenden Feldeffekttransistors T 9 ist an dessen Drainelektrode gelegt, wodurch ein Lastwiderstand gebildet ist. Die Gateelektrode des anderen Feldeffekttransistors T 8 ist einerseits an den Ausgang einer Teilschaltung K 1 der internen Schaltung gelegt und ist außerdem auf einen Eingang eines logischen Gatters G 3, das ein NOR-Gatter ist, geschaltet. Das Versorgungspotential V _SS wird über den Stromversorgungsanschluß A 2, das Bezugspotential V _DD über den Stromversorgungsanschluß A 1 zugeführt bzw. an die externe Schaltung abgegeben. Als Signalanschluß dient der gemeinsame elektrische Anschluß A.

Dieser gemeinsame elektrische Anschluß A liegt in der internen Schaltung am Ausgang des Inverters T 8, T 9, also an einem Schaltungspunkt zwischen den beiden Feldeffekttransistoren dieses Inverters. Er liegt außerdem an einem zweiten Signaleingang des NOR-Gatters G 3. Er liegt schließlich an einem Eingang einer zweiten Teilschaltung K 2 der internen Schaltung, die außerdem durch den logischen Ausgang des NOR-Gatters G 3 beaufschlagt ist.

Die externe Schaltung entspricht den aus Fig. 6 ersichtlichen und bei deren Darlegung bereits besprochenen Möglichkeiten: Falls die beiden Feldeffekttransistoren T 8 und T 9 vom Anreicherungstyp vom p-Kanaltyp sind, ist der die äußere Schaltung nebst einem Anzeigeelement AZ und einem Basiswiderstand R 6 bildende Bipolartransistor TR 3 vom npn-Typ. Sein Emitter liegt am Bezugspotential V _DD, sein Kollektor über die Anzeige oder Auswertung AZ am positiven Versorgungspotential V _SS. Der Basiswiderstand R 6 läßt sich mittels eines Überbrückungsschalters S 2 überbrücken. Die Wirkung ist bereits oben angegeben.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Möglichkeit hat der die Verbindung zwischen interner und externer Schaltung ermöglichende Anschluß A folgende Funktionen:

a) Wenn z. B. über eine die Schaltung beaufschlagende Fernsteuerung ein Programmwechsel verursacht wird, gibt der Anschluß einen H-Impuls ab.

b) Wenn ein H-Impuls von außen angelegt wird, zählt der Programmzähler um einen Schritt vorwärts.

c) Solange der gemeinsame elektrische Anschluß A auf H-Potential liegt, wird das durch die Fernsteuerung gesteuerte Gerät, z. B. ein Fernseher, stummgeschaltet, wobei sich über einen externen Kondensator die Dauer der Stummschaltung einstellen läßt.

d) Derselbe Kondensator sorgt für eine erwünschte Verzögerung des H-Impulses bei einem Programmwechsel.

e) Derselbe Kondensator sorgt auch für eine Entprellung bei der Betätigung nach b) mit einem Schalter.

Die Funktionen a) und b) beruhen auf dem angesprochenen Vergleich zwischen interner Ansteuerung und dem tatsächlichen Potential am gemeinsamen elektrischen Anschluß A.

In der internen Schaltung ist der Anschluß A des integrierten Halbleiterkörpers gemäß Fig. 10 einerseits über den Widerstand R 8 an den Eingang eines Schmitt- Triggers gelegt, der durch die Feldeffekttransistoren T 12-T 20 gebildet und durch die Potentiale V _SS und V _DD versorgt ist. Andererseits liegt der gemeinsame elektrische Anschluß A über einen Widerstand R 7 an einem Inverter, der durch die Feldeffekttransistoren T 11 und T 10 gebildet ist. Der Eingang dieses Inverters wird durch ein System logischer Gatter G 4, G 5, G 6 gesetzt.

Das erste Gatter G 4 und das zweite Gatter G 5 dieses Systems (je ein NOR-Gatter) werden an je einen logischen Eingang über einen Inverter I 2 vom Signalausgang des Schmitt-Triggers gesteuert, der andere logische Eingang des ersten Gatters G 4 liegt an dem Ausgang des Gatters G 5 (ebenfalls ein NOR-Gatter), das zusammen mit dem Gatter G 6 ein Flip-Flop bildet. Der Ausgang des Gatters G 6 ist über einen Inverter I 1 an die Gateelektrode des Transistors T 10 angeschlossen, wodurch eine Vergleichsmöglichkeit zwischen den aus der internen Schaltung anfallenden Potentialen am gemeinsamen elektrischen Anschluß A und dem von außen angelegten Potential gegeben ist.

Claims (10)

1. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung mit einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung, deren Halbleiterkörper mindestens einen gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) aufweist, der sowohl als Signaleingangsanschluß für eine interne Eingangsschaltung als auch als Signalausgangsanschluß für eine interne Ausgangsschaltung dient, wobei zumindest die interne Ausgangsschaltung einen vergleichsweise hochohmigen Zustand einnehmen kann, und wobei der gemeinsame Anschluß (A) zum Anschließen einer externen Schaltung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Schaltung ein Einleseregister (ELR) mit nachgeschalteten Bewerter (D), ein Steuerwerk (ST), ein durch das Steuerwerk (ST) geschaltetes logisches Verknüpfungsglied (LV) und eine durch das logische Verknüpfungsglied (LV) gesteuerte Ausgangsstufe (AUS) mit einem Tristate-Ausgang oder einem Open- Drain-Ausgang (S) enthält, daß der Signaleingang des Einleseregisters (ELR) an den gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) angeschlossen ist, daß der Signalausgang des Bewerters (D) an das logische Verknüpfungsglied (LV) geschaltet ist und daß der Tristate-Ausgang oder Open-Drain-Ausgang (S) der Ausgangsstufe (AUS) an den gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) gelegt ist.

2. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Halbleiterschaltung ein Schieberegister (SR 1) aufweist, das Ausgang einer ersten Teilschaltung (K 1) ist, und das den Ausgang der internen Ausgangsschaltung bildet, daß die integrierte Halbleiterschaltung ein weiteres Schieberegister (SR 2) aufweist, das Eingang einer zweiten Teilschaltung (K 2) ist, und das den Eingang der internen Eingangsschaltung bildet, und daß der Signalausgang bzw. der Signaleingang der beiden Schieberegister (SR 1, SR 2) entweder unmittelbar oder über eine durch einen Verstärker gebildete Ausgangsstufe (AS) bzw. Eingangsstufe (ES) an den gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet sind.

3. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Halbleiterschaltung ein gemeinsames Schieberegister (SR) aufweist, das sowohl Ausgang einer ersten Teilschaltung (K 1) als auch Eingang einer zweiten Teilschaltung (K 2) ist, aufweist, und das den Ausgang der internen Ausgangsschaltung (AS) und den Eingang der internen Eingangsschaltung (ES) bildet, daß der Signalausgang des gemeinsamen Schieberegisters (SR) - gegebenenfalls über eine durch einen Verstärker gebildete Ausgangsstufe (AS) - an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist, und daß der gemeinsame Anschluß (A) - gegebenenfalls über eine durch einen Verstärker gegebene Eingangsstufe (ES) - an den Signaleingang des gemeinsamen Schieberegisters (SR) geschaltet ist.

4. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang des Schieberegisters (SR 1, SR) der internen Ausgangsschaltung an die Steuerelektrode eines den Eingang eines Inverters bildenden ersten Feldeffekttransistors (T 3) vom Anreicherungstyp und der durch einen Schaltungspunkt zwischen dem ersten Feldeffekttransistor (T 3) und einem als Widerstand geschalteten zweiten Feldeffekttransistor (T 2) gegebene Ausgang des Inverters an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist, daß der gemeinsame Anschluß (A) des Halbleiterkörpers direkt über eine Ausgangsstufe (ES) an den Signaleingang des Schieberegisters (SR 2, SR) der internen Ausgangsschaltung geschaltet ist, daß die Ausgangsstufe (AUS) der externen Schaltung ein dritter Feldeffekttransistor (T 1) ist, dessen Drainanschluß an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist, und daß die Gateelektrode des dritten Feldeffekttransistors (T 1) an den Signalausgang des logischen Verknüpfungsgliedes (LV) geschaltet ist.

5. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung mit einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung, deren Halbleiterkörper mindestens einen gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) aufweist, der sowohl als Signaleingangsanschluß für eine interne Eingangsschaltung als auch als Signalausgangsanschluß für eine interne Ausgangsschaltung dient, wobei zumindest die Ausgangsschaltung einen vergleichsweise hochohmigen Zustand einnehmen kann und wobei der gemeinsame elektrische Anschluß (A) zum Anschluß einer externen Schaltung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Schaltung einen Bipolartransistor (TR 1, TR 3) aufweist, und dieser so beschaffen ist, seine Basiszone den gleichen Leitungstyp aufweist, den die Source- und Drainzonen der die interne Eingangsschaltung (ES) und die interne Ausgangsschaltung aufbauenden Feldeffekttransistoren aufweisen und daß die Basiszone des externen Bipolartransistors (TR 1, TR 3) leitend mit dem gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers der integrierten Halbleiterschaltung verbunden ist.

6. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame elektrische Anschluß (A) des Halbleiterkörpers über einen Widerstand (R 3, R 6) oder direkt an die Basiszone des Bipolartransistors (TR 1, TR 3) und/oder an ein festes Potential (V _DD, V_SS) angeschlossen ist.

7. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Halbleiterschaltung eine bistabile Kippstufe aufweist, die sowohl Ausgang der internen Ausgangsschaltung und Eingang der internen Eingangsschaltung als auch Ausgang einer ersten Teilschaltung (K 1) und Eingang einer zweiten Teilschaltung (K 2) ist, wobei der Signalausgang bzw. der Signaleingang der ersten bzw. der zweiten Teilschaltung (K 1, K 2) der integrierten Halbleiterschaltung an je einen Signaleingang der bistabilen Kippstufe (G 1, G 2) und ein Signalausgang dieser Kippstufe (G 1, G 2) an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist.

8. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippstufe (G 1, G 2) zwei kreuzverkoppelte logische Gatter aufweist und daß ein Zweig dieser kreuzverkoppelten logischen Gatter an den Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist.

9. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang der bistabilen Kippstufe (G 1, G 2) über eine Gateelektrode eines Feldeffekttransistors (T 7) an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers geschaltet ist, daß der Feldeffekttransistor (T 7) mit seiner Drainelektrode sowohl an den gemeinsamen Anschluß (A) des Halbleiterkörpers als auch über einen Widerstand (R 4) an einen weiteren Anschluß (A 1) für das Versorgungspotential (V _SS) gelegt ist, daß als eine die Kreuzverkopplung zwischen dem Signalausgang der bistabilen Kippstufe (G 1, G 2) und deren einen Eingang vermittelnden Eingangsstufe ein Inverter (IN) vorgesehen ist, daß die externe Schaltung durch die Basiszone eines Bipolartransistors (TR 2) gebildet ist und daß dieser an die Versorgungspotentialanschlüsse der internen Schaltung angeschlossen ist.

10. Digitale Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Halbleiterschaltung einen Inverter (T 8, T 9) aufweist, der sowohl Ausgang der internen Ausgangsschaltung und Eingang der internen Eingangsschaltung als auch Ausgang der ersten Teilschaltung (K 1) und Eingang der zweiten Teilschaltung (K 2) ist, daß durch die erste Teilschaltung (K 1) der integrierten Halbleiterschaltung ausgangsseitig ein logisches Gatter (G 3) und der Inverter (T 8, T 9) gesteuert wird, dessen Ausgang mit dem gemeinsamen elektrischen Anschluß (A) sowie mit dem logischen Gatter (G 3) und der zweiten Teilschaltung (K 2) verbunden ist.