DE2841429A1 - Cmos-polaritaetsumkehrschaltung - Google Patents

Cmos-polaritaetsumkehrschaltung

Info

Publication number
DE2841429A1
DE2841429A1 DE19782841429 DE2841429A DE2841429A1 DE 2841429 A1 DE2841429 A1 DE 2841429A1 DE 19782841429 DE19782841429 DE 19782841429 DE 2841429 A DE2841429 A DE 2841429A DE 2841429 A1 DE2841429 A1 DE 2841429A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gate
input terminal
channel mos
output terminal
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19782841429
Other languages
English (en)
Other versions
DE2841429C2 (de
Inventor
Robert Russel Beutler
Richard Walter Ulmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of DE2841429A1 publication Critical patent/DE2841429A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2841429C2 publication Critical patent/DE2841429C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H02H11/003—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H02M7/2195—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration the switches being synchronously commutated at the same frequency of the AC input voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

284H29
Dipl.-Phys.O.E. Weber ' ^* d-b München 71
Patentanwalt Hofbrunnstraße 47
Telefon: (089)7 9150
Telegramm: monopolweber münchen
Telex: 05-2128 77
M 917
MOTOROLA, ΙΗΌ.
East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA
CMOS-Polaritätsumkehrsch-altung
909814/0902
~ 284U29
- ο-
Die Erfindung betrifft allgemein CMOS-Schaltungen und bezieht sich insbesondere auf eine GMOS-Polaritätsumkehrschaltung.
Oft ist es erwünscht zu verhindern, daß eine Spannung entgegengesetzt der Polarität einer Schaltung oder einem elektronischen Gerät zugeführt wird. TJm eine derartige Polarität sumkehr der Spannung zu verhindern, die einer bestimmten Schaltung zugeführt wird, können die Eingangsklemmen oder die Spannungsversorgungsklemmen in der Veise geschaltet werden, daß es schwierig ist, überhaupt eine Versorgungsspannung zuzuführen, die eine Polarität aufweist, welche für die Schaltung schädlich sein könnte. Es ist auch möglich, die Klemmen durch entsprechende Farbkennzeichnungen voneinander zu unterscheiden, um jeweils die richtige Spannungspolarität zuführen zu können. Derartige Maßnahmen haben sich in der Praxis jedoch nicht als absolut zuverlässig erwiesen. -
Es besteht auch die Möglichkeit, in Verbindung mit bipolaren Halbleiterelementen Brücken zu verwenden, insbesondere Diodenbrücken, um eine Schaltung gegen Beschädigung zu schützen, welche durch eine Polaritätsumkehr der Eingangsspannung auftreten könnte. Die Verwendung von bipolaren Bauelementen in einer CMOS-Schaltung erfordert zusätzliche Fabrikationsschritte und benötigt eine verhältnismäßig große Halbleiterfläche, da die bipolaren Bauelemente gegenüber den CMOS-Bauelementen isoliert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CMOS-Polaritätsumkehrschaltung zu schaffen, welche unabhängig von der Polarität einer Eingangsspannung eine vorgegebene Polarität für die Ausgangssäpannung liefert, und zwar in der Weise,
9098U/0902
284T429
nur ein minimaler Spannungsabfall über die Umkehrschaltung hervorgerufen wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß ein erstes P-Kanal-MOS-Element vorgesehen ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der ersten Eingangsklemme verbunden ist, daß die Drain mit der ersten Ausgangsklemme verbunden ist, daß das Gate mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, daß weiterhin ein erstes E-Kanal-MOS-Element vorhanden ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der ersten Eingangsklemme verbunden ist, daß die Drain mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist, daß das Gate mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, daß weiterhin ein zweites P-Kanal-MOS-Element vorhanden ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, daß die Drain mit der ersten Ausgangsklemme verbunden ist, daß das Gate mit der ersten Eingangsklemme verbunden ist, daß weiterhin ein zweites H-Kanal-MOS-Element vorgesehen ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate hat, daß die Source mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, daß die Drain mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist, daß das Gate mit der ersten Eingangsklemme verbunden ist und daß die Anordnung weiterhin derart getroffen ist, daß eine Schaltung vorhanden ist, welche stets eine gewünschte Spannungspolarität an den Ausgangsklemmen liefert, und zwar unabhängig von der Polarität der an die Eingangsklemmen angelegten Spannung.
Gemäß der Erfindung wird eine besonders vorteilhafte Polaritätsumkehrschaltung geschaffen, welche sich vor allem dadurch auszeichnet, daß sie nur einen außerordentlich geringen Spannungsabfall bewirkt.
9098U/0902
^ 284U29
Die Erfindung wird nachfolgend "beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
Jig. 2 ein Beispiel einer Halbleiteranordnung der in der Fig. 1 dargestellten MOS-Einrichtung unä
Fig. 3 ein Schaltschema für eine weitere bevorzugte Ausführungsforia des Erfindungsgegenstandes.
Die Figur 1 veranschaulicht in schematischer Weise eine Polarität sumkehrsehaltung 10, welche an ihren Eingangsklemmen 11 und 12 eine beliebige Polaritätseingangsspannung aufnehmen kann und an ihren Ausgangsklemmen 13 und 14 eine vorgegebene Polarität sausgangsspannung liefern kann.
Gemäß Figur 1 hat die Ausgangsklemme 13 immer eine positive Polarität in Bezug auf die Ausgangsklemme 1A-. Ein P-Kanal-MOS-Element 17 ist zwischen der Eingangsklemme 11 und der Ausgangsklemme 13 angeordnet. Das Gate 24 des P-Kanal-MOS-Elementes ist mit der Eingangsklemme 12 verbunden. Ein P-Kanal-MDS-Element
18 verbindet die Eingangsklemme 12 mit der Ausgangsklemme Die Ausgangsklemme 14 ist auch mit der Eingangsklemme 11 über ein N-Kanal-MOS-Element 16 verbunden. Ein P-Kanal-MOS-Element
19 wird dazu verwendet, die Eingangsklemme 12 mit der Ausgangsklemme 13 zu verbinden. Die Gates 26 und 27 der MOS-Elemente 18 und 19 sind jeweils mit der Eingangsklemme 11 verbunden, während das Gate 23 des MOS-Elementes 16 mit der Eingangsklemme 12 verbunden ist. Die P-Anschlüsse 21 und 22 der MOS-Elemente 16 bzw. 18 sind massefrei gehalten, um jegliche bipolare Wirkung auf das Substrat der Halbleiterschaltung auf einem Minimum zu halten.
9098U/0902
_ S- 284H29
Wenn die Eingangsspannung an der Eingangsklemme 11 in Bezug auf die der Eingangsklemme 12 zugeführte Spannung positiv ist, wird das F-Kanal-MOS-Element 18 in den durchlässigen Zustand vorgespannt, da sein Gate 26 mit der Eingangsklemme 11 verbunden ist. Wenn das ET-Kanal-MOS-Element 18 im durchlässigen Zustand ist, wird die Klemme 12 mit der Ausgangsklemme 14 verbunden. Gleichzeitig bewirkt die negative Spannung von der Eingangsklemme 12, welche mit dem Gate 24 des P-Kanal-MOS-Elementes 17 verbunden ist, daß das MOS-Element 17 durchlässig wird, so daß dadurch die Eingangsklemme 11 mit der Ausgangsklemme 13 verbunden wird. In entsprechender Weise erscheint die positive Eingangsspannung, welche der Klemme 11 zugeführt wird, an der Ausgangsklemme 13, und die negative Eingangsspannung, welche der Klemme zugeführt wird, erscheint an der Ausgangsklemme 14. MOS-Einrichtungen 16 und 19 werden in den undurchlässigen Zustand vorgespannt, wenn die Eingangsklemme 11 positiv und die Eingangsklemme 12 negativ sind.
Wenn die Eingangsspannung so geschaltet ist, daß das negative Potential an der Eingangsklemme 11 anliegt und das positive Potential an der Eingangsklemme 12 anliegt, dann wird das N-Kanal-MOS-Element 16 dadurch aktiviert, daß die positive Spannung seinem Gate 23 zugeführt wird. Durch den durchlässigen Zustand des MOS-Elementes 16 wird die Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme 14- verbunden, und dies dient dazu, die negative Eingangsspannung von der Klemme 11 zu der Ausgangsklemme 14 zu führen. Das P-Kanal-MOS-Element 19 wird ebenfalls durchlässig, da sein Gate 27 mit der Eingangsklemme 11 verbunden ist, welche mit dem negativen Eingangspotential beaufschlagt wird. Der durchlässige Zustand des MOS-Elementes dient auch dazu, das positive Potential, welches der Klemme zugeführt ist, an die Ausgangsklemme 13 zu führen. Aus den obigen Erläuterungen dürfte ersichtlich sein, daß unabhängig
9098U/0902
284U29
von der Polarität der Spannung, welche den Eingangsklemmen 11 und 12 zugeführt wird, die Polaritätsumkehrschaltung dafür sorgt, daß die Polarität der Spannung an den Klemmen 13 und 14 immer dieselbe ist. Die Schaltung 10 erweist sich insbesondere bei solchen Schaltungsanordnungen als vorteilhaft, bei welchen über eine Leitung CMOS-Schaltungen betätigt werden, welche die Konfiguration in Abhängigkeit von der Polarität ändern, d.h., daß Hand-Glieder zu Nor-Gliedern werden usw.
Die Figur 2 veranschaulicht eine bevorzugte Anordnung der in der Figur 1 dargestellten Schaltung. Wenn das Substratmaterial 25 ein Siliciummaterial vom N-Typ ist, werden die P-Anschlüsse
21 und 22 ein Material vom P-Typ sein. Jeder P-Ansatz 21 bzw.
22 hat zwei Implantationen aus einem Material N+, um die Source und die Drain für die N-Kanal-MOS-Elemente 16 und 18 gemäß Figur 1 zu bilden. Das Material vom Typ Έ+ der Source und der Drain des ΪΓ-Kanal-MOS-Elementes 16 hat eine Gate-Oxydschicht dazwischen, um das Gate 23 auszubilden. Die Source und die Drain des N-Kanal-MOS-Elementes 18 haben zwischen sich eine Oxydschicht, um das Gate 26 zu bilden. Die P-Anschlüsse 21 und 22 haben Kanalsperren 28, welche ein Zwischenelement zwischen dem Material vom Typ P- der Anschlüsse und dem Substrat vom Typ ΪΓ und der Oberfläche des Siliciumplättchens bilden. Gemäß Figur 2 sind weiterhin Kanalsperren oder Schutzringe 29 aus einem Material vom Typ Ή+ vorgesehen. Es ist ersichtlich, daß die P-Kanal-MOS-Elemente keine Anschlüsse haben, welche ihre Source und ihre Drain umgeben, wie es bei den N-Kanal-MOS-Elementen der Fall ist. Die Source und die Drain der P-Kanal-MOS-Elemente 17 und 19 werden jeweils durch Implantation von Materialien des Typs P+ gebildet, welche jeweils durch Oxydschichten angeschlossen werden, welche die Gates 24 bzw. 27 bilden. Die P-Anschlüsse beider K-Kanal-Elemente werden massefrei gehalten, und deshalb kann keine bipolare Wirkung auf das Substrat ausgeübt werden, weil der
909 814/0902
P-Anschluß, welcher als Basis eines parasitären vertikalen KPN-Transistors dient, ohne Anschluß bleibt. Vorzugsweise ist der Anschluß 22 wenigstens 0,075 nim oder mehr von dem P-Kanal-Element entfernt, um die Auswirkungen des parasitären Lateral-PBP-Transistors auf einem Minimum zu halten, indem der Emitter und der Collector des PHP-Transistors weiter voneinander angeordnet sind. Dieselben Feststellungen gelten in Bezug auf den Anschluß 21 und das P-Kanal-Element 17.
In der Figur 3 ist in einer schematischen Darstellung eine Schaltung veranschaulicht, die geringfügig von der in der Figur 1 dargestellten Schaltung abweicht. Die Abweichung besteht in zwei H-Kanal-MOS-Elementen 31 und 32. Das N-Kanal-MOS-Element 31 stellt eine Verbindung zwischen dem P-Anschluß 21 des K-Kanal-MOS-Elementes 16 mit der Ausgangsklemme 14 her. Das N-Kanal-MOS-Element 22 verbindet den P-Anschluß 22 des N-Kanal-MOS-Elementes 18 mit der Ausgangsklemme 14. Beide Gates 36 und 37 der MOS-Elemente 31 bzw. 32 sind mit der Ausgangsklemme 13 verbunden, welche die positive Ausgangsklemme ist. Wenn daher eine positive Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 13 auftritt, werden die N-Kanal-MOS-Elemente 31 und 32 in den durchlässigen Zustand gebracht, so daß dadurch die P-Anschlüsse 21 und 22 mit der negativen Ausgangsklemme 14 verbunden werden. Dadurch wird die Spannung V-g-g des parasitären Transistors zu null Volt, und dieser Vorgang unterstützt weiterhin die Maßnahme, irgendwelche Leckströme in den E-Kanal-MOS-Elementen 16 oder 18 zu unterbinden, wenn diese Elemente gesperrt sind. Der übrige Teil der Schaltung gemäß Figur 3 entspricht der in der Figur 1 dargestellten Schaltung und arbeitet auch in ähnlicher Weise.
Gemäß der Erfindung wird eine einfache und sehr wirksame CMOS-Polaritätsumkehrschaltung geschaffen, welche einen außerordent-
909814/0902
284U29
lieh geringen Leitungsspannungsabfall aufweist und praktisch .keine Leckströme hat.
Es dürfte bekannt sein, daß die Abkürzung MOS in der Bedeutung "Metall-Oxyd-Halbleiter" verwendet wird und daß die Abkürzung OMOS komplementäre Metalloxydhalbleiter anspricht. Weiterhin ist bekannt, daß MOS-Elemente bilaterale Elemente sind, welche zwei Hauptelektroden oder Hauptanschlüsse haben, die in austauschbarer Weise als Source oder als Drain dienen, was davon abhängt, wo die stärker positive Spannung anliegt. In der vorliegenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Hauptelektroden entweder als Source oder als Drain bezeichnet werden, obwohl auch möglich ist, daß während des Betriebes ein als Source bezeichneter Anschluß über einen Teil der Zeit als Drain arbeitet.
9Q98U/0902
L e e r s e i t e

Claims (8)

284U29 Patentansprüche
1.j CMOS-Polaritätsumkehrschaltung mit einer ersten und einer zweiten Eingangsklemme sowie mit einer ersten und einer zweiten Ausgangsklemme, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes P-Kanal-MOS-Element (17) vorgesehen ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der ersten Eingangsklemme (11) verbunden ist, daß die Drain mit der ersten Ausgangsklemme (13) verbunden ist, daß das Gate mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß weiterhin ein erstes N-Kanal-MOS-Element (16) vorhanden ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der ersten Eingangsklemme (11) verbunden ist, daß die Drain mit der zweiten Ausgangsklemme (14) verbunden ist, daß das Gate mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß weiterhin ein zweites P-Kanal-MOS-Element (19) vorhanden ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate aufweist, daß die Source mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß die Drain mit der ersten Ausgangsklemme (13) verbunden ist, daß das Gate mit der ersten Eingangsklemme (11) verbunden ist, daß weiterhin ein zweites N-Kanal-MOS-Element (18) vorgesehen ist, welches eine Source, eine Drain und ein Gate hat, daß die Source mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß die Drain mit der zweiten Ausgangsklemme (14) verbunden ist, daß das Gate mit der ersten Eingangsklemme (11) verbunden ist und daß die Anordnung weiterhin derart getroffen ist, daß eine Schaltung vorhanden ist, welche stets eine gewünschte Spannungspolarität an den Ausgangsklemmen liefert, und zwar unabhängig von der Polarität der an die Eingangsklemmen (11,12) angelegten Spannung.
909814/0902
284H29
2. Schaltung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite N-Kanal-MOS-Element jeweils einen massefreien P-Anschluß (21,22) aufweist.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die P-AnSchlüsse des ersten und des zweiten N-Kanal-MOS-Elementes über MOS-Elemente (31,32) mit einer der Ausgangsklemmen (13,14-) verbunden sind.
4. MOS-Polaritätsumkehrschaltung mit einer ersten und einer zweiten Eingangsklemme sowie mit einer ersten und einer zweiten Ausgangsklemme, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes P-Kanal-MOS-Element (17) zwischen der ersten Eingangsklemme (11) und der ersten Ausgangsklemme (13) angeordnet ist, daß weiterhin ein zweites P-Kanal-MOS-Element (19) zwischen der zweiten Eingangsklemme (12) und der ersten Ausgangsklemme (13) angeordnet ist, daß weiterhin ein erstes H-Kanal-MOS-Element (16) zwischen der ersten Eingangsklemme (11) und der zweiten Ausgangsklemme (14) angeordnet ist und daß ein zweites N-Kanal-MOS-Element (18) zwischen der zweiten Eingangsklemme (12) und der zweiten Ausgangsklemme (14) vorgesehen ist.
5- Schaltung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes MOS-Element (31) zwischen den P-Anschluß des ersten N-Kanal-MOS-Elementes und der zweiten Ausgangsklemme (14) angeordnet ist und daß ein viertes MOS-Element (32) zwischen dem P-Anschluß des zweiten E-Kanal-MOS-Elementes und der zweiten Ausgangsklemme (14) angeordnet ist.
6. Schaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß jedes der MOS-Elemente ein Gate aufweist, daß das Gate
909814/0902
284H29
des ersten P-Kanal-MOS-Elementes (17) mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß das Gate des zweiten P-Kanal-MOS-Elementes (19) mit der ersten Eingangskiemme (11) verbunden ist, daß das Gate des ersten E-Kanal-MOS-El ententes (16) mit der zweiten Eingangsklemme (12) verbunden ist, daß das Gate des zweiten E-Kanal-MOS-Elementes (18) mit der ersten Eingangsklemme (11) verbunden ist, daß das Gate des dritten MOS-Elementes (31) mit der ersten Ausgangsklemme (13) verbunden ist und daß das Gate des vierten IK)S-Elementes (32) mit der ersten Ausgangsklemme verbunden ist.
7. Schaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das dritte und das vierte MOS-Element (31,32) jeweils einen massefreien P-Anschluß (33 > 3*0 aufweisen.
8. Polaritätsumkehrschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier CMOS-Elemente (16,17,18,19) vorgesehen sind, wobei jedes CMOS-Element ein Gate aufweist, daß weiterhin eine erste (11) und eine zweite (12) Eingangsklemme vorgesehen sind, daß weiterhin eine erste (13) und eine zweite (14) Ausgangsklemme vorgesehen sind, daß die Gates der CMOS-Schaltung mit den Eingangsklemmen verbunden sind, um die Polarität der Spannung zu ermitteln, welche den Eingangsklemmen zugeführt wird, und daß die Spannung, welche durch die Gates ermittelt wird, jeweils zwei vorgegebene CMOS-Elemente aktiviert, um eine Spannung mit einer gewünschten Polarität an der ersten (13) und der zweiten (1A-) Ausgangsklemme zu liefern.
9098H/09Ö2
DE2841429A 1977-10-03 1978-09-22 Polaritätsumkehrschaltung Expired DE2841429C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/838,705 US4139880A (en) 1977-10-03 1977-10-03 CMOS polarity reversal circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2841429A1 true DE2841429A1 (de) 1979-04-05
DE2841429C2 DE2841429C2 (de) 1987-04-23

Family

ID=25277849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2841429A Expired DE2841429C2 (de) 1977-10-03 1978-09-22 Polaritätsumkehrschaltung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4139880A (de)
JP (1) JPS5460550A (de)
DE (1) DE2841429C2 (de)
FR (1) FR2404963A1 (de)
GB (1) GB2005092B (de)
HK (1) HK66484A (de)
MY (1) MY8500491A (de)
SG (1) SG18184G (de)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019144A1 (de) * 1980-05-20 1981-11-26 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Batterieladesystem
US4420786A (en) * 1981-11-16 1983-12-13 Motorola, Inc. Polarity guard circuit
JPS5891242A (ja) * 1981-11-24 1983-05-31 株式会社日立製作所 多機能便器
US4473757A (en) * 1981-12-08 1984-09-25 Intersil, Inc. Circuit means for converting a bipolar input to a unipolar output
GB2128021A (en) * 1982-09-13 1984-04-18 Standard Microsyst Smc CMOS structure including deep region and process for fabrication
DE3377848D1 (de) * 1982-12-08 1988-09-29 Siliconix Ltd Bridge rectifier circuit
US4875151A (en) * 1986-08-11 1989-10-17 Ncr Corporation Two transistor full wave rectifier
US4857985A (en) * 1987-08-31 1989-08-15 National Semiconductor Corporation MOS IC reverse battery protection
US5233230A (en) * 1990-05-04 1993-08-03 Bonar George D Power cord
DE4115677A1 (de) * 1991-05-14 1992-11-19 Philips Patentverwaltung Gleichrichterschaltung
JP3234043B2 (ja) * 1993-05-10 2001-12-04 株式会社東芝 液晶駆動用電源回路
US5622886A (en) * 1994-03-31 1997-04-22 Atmel Corporation Method of making a high voltage rectifier for an integrated circuit chip
FR2731851B1 (fr) * 1995-03-15 1997-04-18 Schlumberger Ind Sa Pont redresseur a chute de tension reduite
US5631793A (en) * 1995-09-05 1997-05-20 Winbond Electronics Corporation Capacitor-couple electrostatic discharge protection circuit
KR19990076761A (ko) * 1995-12-29 1999-10-15 맨프래드 메이어 에너지 손실이 최소화된 능동 정류기
US5936514A (en) * 1996-09-27 1999-08-10 Rosemount Inc. Power supply input circuit for field instrument
US6421261B1 (en) 1996-11-13 2002-07-16 Seiko Epson Corporation Power supply apparatus with unidirectional units
FR2756679B1 (fr) * 1996-11-29 1999-02-12 France Telecom Dispositif de redressement de tension a composants integres
US5825079A (en) * 1997-01-23 1998-10-20 Luminous Intent, Inc. Semiconductor diodes having low forward conduction voltage drop and low reverse current leakage
DE19840300A1 (de) * 1998-09-04 2000-03-16 Bosch Gmbh Robert Verpol-Schutzschaltung für eine elektronische Leistungsendstufe
US6166451A (en) * 1999-01-14 2000-12-26 Motorola, Inc. Distributed airbag firing system and interface circuit therefor
US6420757B1 (en) 1999-09-14 2002-07-16 Vram Technologies, Llc Semiconductor diodes having low forward conduction voltage drop, low reverse current leakage, and high avalanche energy capability
US6349047B1 (en) * 2000-12-18 2002-02-19 Lovoltech, Inc. Full wave rectifier circuit using normally off JFETs
US6433370B1 (en) 2000-02-10 2002-08-13 Vram Technologies, Llc Method and apparatus for cylindrical semiconductor diodes
WO2002007225A1 (fr) * 2000-07-14 2002-01-24 Yamatake Corporation Dispositif a semi-conducteur a grille isolee destine a un redresseur
TW479904U (en) * 2000-10-09 2002-03-11 Sunplus Technology Co Ltd Diode circuit to simulate zero cutoff voltage and the rectifying circuit having zero cutoff voltage characteristics
US6580150B1 (en) 2000-11-13 2003-06-17 Vram Technologies, Llc Vertical junction field effect semiconductor diodes
US6537921B2 (en) 2001-05-23 2003-03-25 Vram Technologies, Llc Vertical metal oxide silicon field effect semiconductor diodes
US6825577B2 (en) * 2001-12-10 2004-11-30 Fluke Corporation Dual power polarity protector/indicator
US6958275B2 (en) * 2003-03-11 2005-10-25 Integrated Discrete Devices, Llc MOSFET power transistors and methods
WO2006136034A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 The Flewelling Ford Family Trust A method and device for lowering the impedance of a fet (field effect transistor)
US8614874B2 (en) * 2005-11-22 2013-12-24 Harris Corporation Biased MOSFET active bridge with active gate drive
US7561404B2 (en) * 2005-11-22 2009-07-14 Harris Corporation Biased-MOSFET active bridge
US7411768B2 (en) * 2006-05-30 2008-08-12 Harris Corporation Low-loss rectifier with shoot-through current protection
US7852639B2 (en) * 2007-05-22 2010-12-14 Harris Corporation Low-loss rectifier with optically coupled gate shunting
US8054049B1 (en) * 2007-08-30 2011-11-08 Avaya Inc. Using battery orientation to control mode of operation
CN101494380A (zh) * 2008-01-25 2009-07-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电子设备及其逆接保护器
CA2718901C (en) 2008-03-17 2018-10-16 Powermat Ltd. Inductive transmission system
US8320143B2 (en) * 2008-04-15 2012-11-27 Powermat Technologies, Ltd. Bridge synchronous rectifier
US8981598B2 (en) 2008-07-02 2015-03-17 Powermat Technologies Ltd. Energy efficient inductive power transmission system and method
US11979201B2 (en) 2008-07-02 2024-05-07 Powermat Technologies Ltd. System and method for coded communication signals regulating inductive power transmissions
US8174214B2 (en) * 2009-09-28 2012-05-08 Harris Corporation Three-phase low-loss rectifier with active gate drive
US8125808B2 (en) * 2009-09-28 2012-02-28 Harris Corporation Three-phase low-loss rectifier
US8729902B1 (en) 2009-10-05 2014-05-20 White's Electronics, Inc. Metal detector analysis and display methods
US8045350B2 (en) * 2009-12-11 2011-10-25 Harris Corporation N-phase active bridge circuits including N-channel field effect transistors with active gate drive
US8792260B2 (en) * 2010-09-27 2014-07-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Rectifier circuit and semiconductor device using the same
JP6190204B2 (ja) * 2012-09-25 2017-08-30 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 半導体装置
US9465088B2 (en) * 2014-01-28 2016-10-11 Sensata Technologies, Inc. Polarity insensitive hall effect sensor
WO2018071694A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 Snap Inc. Circuits and methods for wearable device charging and wired control
US10903145B2 (en) * 2017-11-02 2021-01-26 Microchip Technology Incorporated Symmetric input circuitry for IC in two-pin package

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2236846B1 (de) * 1972-07-27 1973-12-06 Guenther 5060 Bensberg-Immekeppel Knoch Schaltungsanordnung zur Ver hinderung einer Falschpolung an den Eingangsanschlüssen eines Gleichstromverbrauchers
DE1763811B2 (de) * 1967-09-08 1975-11-20 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) Schaltungsanordnung zum polrichtigen Anschließen eines elektrischen Akkumulators an eine Ladestromquelle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3458798A (en) * 1966-09-15 1969-07-29 Ibm Solid state rectifying circuit arrangements
DE2329579C3 (de) * 1973-06-09 1980-06-26 Rohde & Schwarz Gmbh & Co Kg, 8000 Muenchen Quadrier- oder Effektivwertgleichrichter-Schaltung
US4034168A (en) * 1974-12-02 1977-07-05 Robert Kenneth Brown Device to detect and automatically control electrical potential polarities

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1763811B2 (de) * 1967-09-08 1975-11-20 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) Schaltungsanordnung zum polrichtigen Anschließen eines elektrischen Akkumulators an eine Ladestromquelle
DE2236846B1 (de) * 1972-07-27 1973-12-06 Guenther 5060 Bensberg-Immekeppel Knoch Schaltungsanordnung zur Ver hinderung einer Falschpolung an den Eingangsanschlüssen eines Gleichstromverbrauchers

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DD-Z.: "Radio Fernsehen Elektronik", H.3, S.74-76,H.4, S.120-122, 1969 *
DE-Z.: "Der Elektroniker", H.5, S.215-219,1972 *
DE-Z.: "Funkschau", H.9, S.292, 1966 *

Also Published As

Publication number Publication date
GB2005092B (en) 1982-06-16
FR2404963B1 (de) 1983-03-18
US4139880A (en) 1979-02-13
JPS5717379B2 (de) 1982-04-10
MY8500491A (en) 1985-12-31
GB2005092A (en) 1979-04-11
DE2841429C2 (de) 1987-04-23
HK66484A (en) 1984-08-31
FR2404963A1 (fr) 1979-04-27
SG18184G (en) 1985-03-08
JPS5460550A (en) 1979-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2841429A1 (de) Cmos-polaritaetsumkehrschaltung
DE68905269T2 (de) MOS-Transistor und Anwendung bei einer Freilaufdiode.
DE2411839C3 (de) Integrierte Feldeffekttransistor-Schaltung
DE4110369C2 (de) MOS-Halbleiterbauelement
DE19617832A1 (de) Verfahren und Schaltung zur Ansteuerung von Leistungstransistoren in einer Halbbrücken-Konfiguration
DE3603953C2 (de) Gate-Array-Halbleiteranordnung in CMOS-Technologie
DE2009102B2 (de) Integrie rte Halbleiteranordnung mit komplementären Feldeffekttransistoren
DE1918222A1 (de) Feldeffekttransistor mit isolierter Steuerelektrode
DE102004059627B4 (de) Halbleitervorrichtung mit einem Hochpotentialinselbereich
EP0648019B1 (de) CMOS-Schaltung mit erhöhter Spannungsfestigkeit
DE2832154C2 (de)
DE2809966C2 (de) Feldeffekttransistorschaltung mit verbesserten Betriebseigenschaften
DE2604088A1 (de) Integrierte halbleiterschaltung
DE3411020A1 (de) Ig-halbleitervorrichtung mit niedrigem on-widerstand
DE1564221A1 (de) Halbleiterbauelement vom Feldeffekttyp,insbesondere zur Realisierung von logischen Funktionen
DE69317562T2 (de) Halbleiteranordnung mit doppelgate.
DE19517975B4 (de) CMOS-Schaltungsplättchen mit Polysilizium-Feldringstruktur
DE3244322A1 (de) Schnell arbeitender analog/digital-umsetzer
DE2822094A1 (de) Monolithische integrierte cmos- schaltung
DE3133518C2 (de)
DE2931392A1 (de) Integrierbare treiberschaltung
EP0292913A2 (de) Als integrierte Schaltung ausgebildete Schaltereinrichtung
DE2128536C3 (de) Halbleiteranordnung aus zwei Feldeffekttransistoren von gleichem Aufbau
DE2942828A1 (de) Ladungstransferelement
EP0040263B1 (de) Isolierschicht-Feldeffekttransistor

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition