DE3134434C2

DE3134434C2 -

Info

Publication number: DE3134434C2
Application number: DE3134434T
Authority: DE
Inventors: Andrew C. Dallas Tex. Us Graham
Original assignee: Mostek Corp
Current assignee: STMicroelectronics lnc USA
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1990-01-18
Also published as: FR2475307A1; CA1162648A; JPS6230666B2; GB2082414B; JPS57500180A; US4288865A; FR2475307B1; DE3134434T1; GB2082414A; WO1981002359A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Bislang haben Massenspeicher für Rechenanlagen häufig Magnetkernspeicher verwendet, bei denen eine große Anzahl von Magnetringen als Speicherelemente zum Einsatz kommen. Die in dem Ring gespeicherten Datenzustände hängen von der Magnetisierungsrichtung des Ringes ab. Ein Hauptvor teil dieser Speicher liegt darin, daß die gespeicherte Information nicht verlorengeht, wenn die Spannungsversor gung abgeschaltet wird. Die Ringe bleiben in den vorge wählten Zuständen selbst dann magnetisiert, wenn dem Speicher keine Spannung zugeführt wird. Ein Magnetkern speicher läßt sich unmittelbar nach Anlegen der elektri schen Spannung wieder reaktivieren und anschalten. Es brauchen keine Programme oder Daten wieder in den Speicher eingeladen zu werden, wenn die Spannungsversorgung abge schaltet wurde.

Bei großen Rechenanlagen werden die Programme und Daten häufig auf Speicherscheiben gespeichert, die im allge meinen als Disks bezeichnet werden, so daß die Anlage selbst nach einem Spannungsausfall von der Disk aus gestartet werden kann. Bei kleineren Rechenanlagen werden die Programme und Daten jedoch häufig von Hand eingegeben und nicht auf leicht zugreifbare Weise gespeichert. Ein Spannungsausfall löscht daher die im Speicher gespei cherte Information und stellt somit einen schwerwiegenden Fehler der Anlage dar, der sich nicht einfach durch Wiederanlegen der Versorgungsspannung beheben läßt.

Kürzlich haben Halbleiterspeicher mit wahlfreiem Zugriff immer weitere Verwendung gefunden, die deutliche Vorteile gegenüber den älteren Kernspeichern aufweisen. Insbesonde re sind die neuen Speicher schneller, haben einen geringe ren Leistungsbedarf und nehmen weniger Platz ein. Ein wesentlicher Nachteil der Halbleiterspeicher liegt jedoch darin, daß die Speicherelemente flüchtig sind, daß heißt die in den Speicherelementen gespeicherte Informa tion geht verloren, wenn die Spannungsversorgung von der Speicherschaltung getrennt wird. Bei einem derartigen Speicher gehen die gespeicherten Programme und Daten verloren, wenn die Spannungsversorgung unterbrochen ist. Obgleich die Spannungsunterbrechung nicht zu einer Beschädigung der Schaltung führt, bedeutet der Verlust an gespeicherter Information jedoch die Notwendigkeit des Neueinladens von Programmen und Daten, ehe der Betrieb fortgesetzt werden kann. Das erneute Eingeben von Programmen ist ein zeitraubender Prozeß, welcher den Wirkungsgrad eines Rechners wesentlich herabsetzt. Bei bestimmten Anlagen ist daher dafür Sorge getragen, daß der Speicherinhalt auf eine Disk übertragen wird, wenn ein Fehler angezeigt wird. Bei zahlreichen Rechen anlagen tritt ein Spannungsversorgungsfehler jedoch so schnell auf, daß nicht alle Speicherinhalte auf die Disk übertragbar sind. Dies gilt insbesondere für Prozeß steuerungen.

Zur Behebung der Datenverlustprobleme wurde bereits vorgeschlagen, einen zusätzlichen Eingang an der Halblei terspeicherschaltung vorzusehen, welcher mit einer Hilfs spannungsquelle beaufschlagt wird, um die Daten in den Speicherzellen aufrechtzuerhalten. Die einfache Hinzu fügung einer weiteren Klemme löst das Problem jedoch nicht vollständig. Die Hilfsspannungsklemme ist üblicher weise eine Batterie, welche die für Halbleiterspeicher zu beliebigen Zeiten erforderlichen großen Ströme nicht liefern kann. Außerdem sind für die meisten integrierten Speicherschaltungen bereits genormte Anschlußklemmen belegungen vorgesehen, in die sich keine zusätzliche Klemme einfügen läßt, ohne die Normung zu durchbrechen und damit eine wesentliche Neukonstruktion von bestehenden Schaltkreisen erforderlich zu machen.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Hilfsspannungs schaltung der Halbleiterspeicher, bei der die genormte Klemmenanordnung nicht beeinflußt ist, bei der die gespei cherten Daten bei einer Unterbrechung der Hauptversor gungsspannung nicht verlorengehen und deren Leistung intern runtergefahren wird, so daß die Leistungsaufnahme zur Aufrechterhaltung des Speicherbetriebes hinreichend klein ist, um mit einer Hilfsbatterie von vertretbarer Größe auch über längere Zeiträume auszukommen.

Aus der DE-AS 28 07 814 ist eine Spannungsüberwachungsschaltung zur Sicherung des Informationsgehaltes eines digitalen Speichersys tems bei Ausfall oder stärkeren Schwankungen der Versorgungsspan nung bekannt, die Teil eines auf einem Halbleiterbaustein gebildeten Halbleiterspeichers ist. Dabei wird die Versor gungsspannung über eine erste Klemme und die Batterie- oder Hilfsspannung über eine zweite Klemme eingegeben.

Gegenstand der US-PS 41 48 099 ist eine Speicherschaltung, bei der die Anzahl der Anschlußstifte minimiert ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Anschlußstifte mehrfach ausgenützt werden. So erfolgt beispielsweise die Zuführung eines Steuer signals und der Versorgungsspannung über ein und denselben Anschlußstift.

Schließlich beschreibt der Artikel "Fast Mostek ROM has 350-ns access" in Electronics vom 16.9.1976 auf den Seiten 42,44 im Zusammenhang mit Speichern des RAM- und ROM-Typs eine Einrichtung zur Erzeugung einer Substratvorspannung, die aus der Hauptspan nung der Speicherschaltung abgeleitet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs genannten Art, zur Aufrechterhal tung eines in einer Speicheranordnung einer integrierten Halbleiterschaltung gespeicherten Bitmusters während eines leistungsarmen Betriebs zu schaffen, mit der eine Hilfsspan nungsquelle bei leistungsarmem Betrieb an die Halbleiterschaltung anschließbar ist, ohne daß dazu die Anzahl der Anschlußklemmen oder -stifte erhöht zu werden braucht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Vorteile wird im folgenden eine Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gegeben, in denen

Fig. 1 ein Schemaschaltbild einer Hilfsschaltung zeigt, und

Fig. 2 ein Schemaschaltbild eines Hilfspumpgenerators darstellt, der mit einer Spannungsquellenauswahl schaltung versehen ist.

Figurenbeschreibung

Die meisten Rechenanlagen haben Spannungsquellen, die nicht nur eine Transformation und Gleichrichtung des Netzwechselstroms liefern, sondern die auch eine Schaltung zum Messen des Netzstromes für die Fehlererkennung auf weisen. Die Filter innerhalb derartiger Netzgeräte haben eine ausreichende Speicherkapazität, so daß ein Leitungs fehler erkannt und ein Warnbefehl an den Rechner gegeben werden kann, wobei für den Rechner hinreichend viel Zeit verbleibt, um Maßnahmen zur Verhinderung eines Datenverlusts sowie zur Verhinderung der Beschädigung von peripheren Einheiten, beispielsweise des Disk-Treibers treffen zu können. Nachdem ein Wechselspannungs-Leitungs signal unterbrochen ist, kann das Netzgerät Spannung über einen Zeitraum von wenigen Millisekunden liefern. Nach dem Empfang eines Warnsignals, welches einen Strom leitungsfehler anzeigt, kann der Rechner auf eine Hilfs spannungsquelle umschalten, wodurch die im Speicher gespeicherten Daten gerettet werden.

Gemäß Ausführungsbeispiel ist eine Hilfsspannungsquelle an eine multiplexierte Klemme für jede Speicherschaltung derart angeschlossen, daß die Speicheranordnung innerhalb der Schaltung weiter mit Spannung versorgt werden kann, um die darin gespeicherten Daten beizubehalten, bis die volle Versorgungsspannung wiederhergestellt ist. Die erfindungsgemäße Schaltung liefert einen Übergang für die Versorgung der Speicheranordnung von der normalen Spannungsklemme zu einer ausgewählten Klemme beim Verlust der Hauptspannung. Die ausgewählte Klemme wird normaler weise dazu benutzt, um ein Steuersignal für die Speicher schaltung aufzunehmen. Die Schaltung sperrt ferner während des Hilfsbetriebs das Auslesen oder Einschreiben in die Speicheranordnung. Schließlich liefert die Schaltung einen glatten Übergang vom Hilfsbetrieb zum Normalbetrieb, wenn die Hauptspannung wiederhergestellt ist. Die Hilfs spannung wird lediglich an die Speicheranordnung angelegt und nicht an die peripheren Hilfsgeräte, die im Hilfsbe trieb keinesfalls verwendbar sind. Wenn in den Speicher zellen der Anordnung hochimpedante Lasten verwendet werden, läßt sich im Hilfsbetrieb ein äußerst geringer Leistungsverbrauch erreichen.

Fig. 1 zeigt ein Schemaschaltbild der Hilfsschaltung. Die Hauptspannung V _cc wird über einen bestimmten externen Anschluß an eine Hauptspannungs klemme der Speicherschaltung zugeführt. Die Hilfsspannung wird der Schaltung durch Multiplexieren einer bestimmten Klemme zugeführt, welche in der vorliegenden Ausführung die Schreibfreigabeklemme ist. Während des Routinebetriebs der Speicherschaltung steuert ein Schreibfreigabebefehl (), ob die Schaltung im Lese- oder Schreibbetrieb betrieben wird. Beim Verlust der Hauptspannung trennt der Schreibfreigabebefehl jedoch die externe Schaltung und legt an die -Klemme eine Hilfs- oder Sekundärspan nungsquelle, und zwar im allgemeinen eine Batterie.

Ein Spannungsvergleicher 10 ist (in den Ansprüchen als "Vergleichseinrichtung" bezeichnet) an die Hauptspannungs klemme angeschlossen, welche V _cc aufnimmt und an die -Klemme angelegt, welche den -Befehl aufnimmt. Der Spannungsvergleicher 10 liefert einen hohen Spannungs wert am Knoten 12, welches der Spannungsvergleicheraus gang ist, wenn V _cc größer als die Spannung an der -Klemme ist. Der Knoten 12 wird auf einen niederen Spannungswert gesetzt, wenn V _cc kleiner als die Spannung an der -Klemme ist. Der Spannungsvergleicher 10 kann ferner derart betrieben werden, daß eine hohe Spannung am Knoten 12 erzeugt wird, wenn die Spannung an der -Klemme nicht größer als die Versorgungsspannung V _cc ist, und zwar durch eine vorgegebene Spannungsverschiebung, und es wird eine niedere Spannung am Knoten 12 erzeugt, wenn die Spannung an der -Klemme größer als die Versorgungs spannung V _cc durch die vorgewählte Spannungsverschie bung ist. Wird somit auf einem hohen Wert gehalten, dann geht der Ausgangsknoten 12 des Spannungsvergleichers 10 von einem hohen Wert auf einen niederen Wert über, wenn V _cc von seinem normalen Betriebsbereich abfällt.

Der Knoten 12 ist an die Steuerelektrode eines Transistors 14 angeschlossen, welcher aufgesteuert ist, sobald sich die Spannung am Knoten 12 auf hohem Wert befindet, der jedoch gesperrt ist, wenn die Spannung am Knoten 12 tief ist. Der Transistor 14 wird somit gesperrt, wenn V _cc kleiner als die Spannung an der -Klemme minus die vorgewählte Verschiebung ist. Die Senkenklemme des Transistors 14 ist an einen Knoten 16 angeschlossen, der einen hohen Spannungswert hat, wenn der Transistor 14 gesperrt ist. Ist der Transistor 14 jedoch leitfähig, dann wird der Knoten 16 auf einen niederen Spannungswert runtergezogen.

Der Knoten 16 ist sowohl an die Steuerelektroden- als auch Quellenklemmen eines Verarmungstyp-Feldeffekttran sistors 18 angeschlossen. Die Senkenklemme des Transistors 18 ist an V _cc angeschlossen. Der Transistor 18 dient als ohmsche Last zur Strombegrenzung des durch den Transis tor 14 fließenden Stroms.

Der Knoten 16 ist ferner an die Steuerelektrode eines Transistors 20 angeschlossen, dessen Senkenklemme an V _cc angeschlossen ist. Wenn der Knoten 16 von einem niederen Spannungswert auf einen hohen Wert übergeht, dann wird der Transistor 20 aufgesteuert und hebt somit einen Knoten 22 auf einen hohen Spannungswert, welcher V _cc minus der Schwellenspannung V _t des Transistors 20 ist. Der Knoten 22 ist sowohl an die Quellenklemme des Transistors 20 als auch an die Senkenklemme eines Transis tors 24 angeschlossen. Die Quellenklemme des Transistors 24 ist an eine gemeinsame Erde angeschlossen. Der Knoten 22 dient als Spannungszustandsknoten und ist an die Ausgangsklemme angeschlossen. Das durch dargestell te Signal ist ein Zustandssignal, welches anzeigt, daß die Hauptspannung für die Schaltung sich innerhalb richti ger Betriebsgrenzen befindet. Dieses Signal ist ein aktives, tiefes Signal, was bedeutet, daß der akzeptable Status durch einen tiefen Spannungswert angezeigt wird, während ein unakzeptabler Status durch einen hohen Span nungswert angezeigt wird. Der Signalspannungswert am Knoten 22 wird durch Verbindungen zu einer Anzahl von Punkten innerhalb der Schaltung beeinflußt.

Der Knoten 12, welcher der Ausgang des Spannungsverglei chers 10 ist, ist ferner an die Steuerelektrode eines Transistors 26 angeschlossen, welcher aufgesteuert ist, wenn sich der Knoten 12 auf hohem Spannungswert befindet. Die Senkenelektrode des Transistors 26 ist an einen Knoten 28 angeschlossen, welcher außerdem an die Steuer elektrode eines Transistors 30 angeschlossen ist. Ein Widerstand 32 liegt zwischen der -Klemme und der Steuer elektrode des Transistors 30. Die Senkenelektrode des Transistors 30 ist ferner an die -Klemme angeschlossen, während die Quellenelektrode des Transistors 30 an den Knoten 22 angeschlossen ist.

Ein Widerstand 34 ist zwischen die -Klemme und den Knoten 22 geschaltet. Ein Transistor 36 ist mit seiner Steuerelektrode an den Knoten 22 angeschlossen, während die Senkenelektrode an die -Klemme angeschlossen ist und die Quellenklemme an einen Speicherschaltungs-V _cc-Kno ten 40 angeschlossen ist. Die Anordnungs-V _cc ist die Versorgungsspannung für die Speicherzellen innerhalb der Speicherschaltung.

Wie zuvor beschrieben, wird die Hauptspannung für die gesamte Schaltung durch V _cc zur Verfügung gestellt. Diese Hauptspannungsquelle ist ferner an die Steuerelek trode und an die Senkenelektrode eines Transistors 38 angeschlossen, dessen Quellenelektrode für die Zufuhr der Anordnungsversorgungsspannung V _cc angeschlossen ist, welche als Knoten 40 bezeichnet wird.

Die -Klemme ist an einen Schalter 42 angeschlossen, der von einer Ausgabeleitung 43 von einem Netzgerät 44 gesteuert wird. Eine Versorgungsleitung 45 mit im allgemeinen 120 Volt und 60 Hz ist an das Netzgerät 44 gelegt und liefert die Spannung V _cc zur Versorgung der Speicherschaltung. Der Schalter 42 verbindet die -Klemme mit entweder einer Steuerschaltung 46, welche den Schreibfreigabebefehl erzeugt, oder mit einer Hilfs spannungsquelle 48, beispielsweise einer Batterie. Der Schreibfreigabebefehl wird von der Steuerschaltung 46 über eine Steuerleitung 47 übertragen, welche an eine Eingangsklemme des Schalters 42 angeschlossen ist. Das Netzgerät 44 weist eine Schaltung zum Messen der einlaufen den Netzspannung und zur Feststellung auf, wann diese Spannung fehlerhaft ist. Ein derartiges Netzgerät wird von der Firma Digital Equiqment Corporation unter der Typenbezeichnung H7100 hergestellt. Wird ein Fehler erkannt, dann läßt das Netzgerät 44 über die Leitung 43 den Schalter 42 aus dem normalen Anschluß zur Steuer schaltung 46 auf die Hilfsspannungsquelle 48 umschalten. Die Filterkondensatoren innerhalb des Netzgeräts 44 sind hinreichend groß, um für das Netzgerät ausreichende Energie zum Eigenbetrieb und darüber hinaus so viel Strom zu liefern, daß die Spannung V _cc über einige Milli sekunden aufrechterhalten wird. Der Schalter 42 multi plexiert somit den Betrieb der -Klemme derart, daß im Falle eines Fehlers in der Hauptspannung die -Klemme so angeschlossen wird, daß sie Hilfsspannung zur Versor gung der Speicherschaltung aufnimmt. In der bevorzugten Ausführung ist die Hilfsspannungsquelle 48 eine Batterie oder ein Batterie getriebenes Netzgerät. Der Schalter 42 ist vorzugsweise ein logischer oder ein Festkörper schalter, und nicht ein mechanischer Schalter.

Der V _cc Knoten 40 ist zur Versorgung der Speicherzellen 50 im Normalbetrieb sowie zum Datenschutz im Hilfsbetrieb angeschlossen. Die Schaltung für die Speicherzellen 50 ist beispielsweise in der US-PS 39 67 252 beschrieben. Die Speicherzellen 50 weisen eine Vielzahl von Bit-Leitun gen 52 auf, von denen jede an eine Vielzahl von einzelnen Speicherzellen innerhalb der Schaltung 50 angeschlossen ist. Jede der Bit-Leitungen ist an die Quellenelektrode eines zugehörigen Transistors 54 a, 54 b, ... angeschlossen. Die Senkenelektroden der Transistoren 54 sind gemeinsam an die Anordnungsspannung V _cc am Knoten 40 angeschlossen. Die Steuerelektroden der Transistoren 54 sind zusammen an den Knoten 22 angeschlossen, der den Status der zur Speicherschaltung gelieferten Spannung anzeigt.

Im unteren Teil der Fig. 1 wird die Hauptversorgungs spannung V _cc an eine Vielzahl von Transistoren gelegt, die zur Erzeugung eines Sperrbefehls am Knoten 68 dient, welcher im aktivierten Zustand das Schreiben von Daten in die Speicherzellenanordnung sperrt, nachdem die Netz spannung abfiel und der Speicher im Hilfsbetrieb arbeitet. Der Knoten 68 ist für die Zufuhr des Sperrbefehls an periphere Schaltungen 70 angeschlossen, welche die Spei cherzellenanordnung 50 durch einen Kommunikationspfad 72 steuern und erreichen. Wenn die Schaltungen 70 gesperrt sind, lassen sich keine Daten in die Speicherzellenanord nung 50 einschreiben oder aus ihr auslesen, so daß die darin gespeicherte Bit-Information gesichert wird.

Eine Substratvorspannung V _BB wird über einen Knoten 78 an die Steuerelektrode eines Verarmungstyp-Transistors 80 gelegt. Die Quellenelektrode des Transistors 80 ist geerdet und seine Senkenelektrode ist an einen Knoten 82 angeschlossen, welcher als Substratvorspannungsmeß knoten arbeitet.

Ein Verarmungstyp-Transistor 84 ist mit seiner Senken elektrode an V _cc angeschlossen, während seine Steuer elektrode und seine Quellenelektrode an den Knoten 82 angeschlossen sind. Der Transistor 84 wirkt im wesent lichen als Lastimpedanz für den Transistor 80. Der Knoten 82 ist ferner an die Steuerelektrode eines Transistors 86 angeschlossen, dessen Quellenelektrode geerdet ist. Die Senkenelektrode des Transistors 86 ist an einen Knoten 88 angeschlossen, der außerdem an die Quellen elektrode eines Verarmungstyp-Transistors 90 gelegt ist. Sowohl die Steuerelektrode als auch die Senkenelek trode des Transistors 90 sind an V _cc gelegt, so daß der Transistor 90 für den Transistor 86 als Lastimpedanz wirkt.

Der Knoten 88 ist ferner an die Steuerelektrode eines Transistors 92 angeschlossen, dessen Quellenelektrode geerdet ist. Die Senkenelektrode des Transistors 92 ist an einen Knoten 94 angeschlossen, der wiederum an die Steuerelektrode und die Quellenelektrode eines Verar mungstyp-Transistors 96 angeschlossen ist. Die Senken elektrode eines Transistors 96 ist in ähnlicher Weise mit V _cc verbunden. Der Transistor 96 wirkt als Lastimpe danz für den Transistor 92.

Der Knoten 94 ist ferner mit der Steuerelektrode eines Transistors 98 verbunden, dessen Ouellenelektrode geerdet ist. Die Senkenelektrode eines Transistors 98 ist an einen Knoten 100 angeschlossen. Sowohl die Steuerelek trode, als auch die Quellenelektrode eines Verarmungstyp Transistors 102 sind mit einem Knoten 100 verbunden, während die Senkenelektrode des Transistors 102 in ähn licher Weise an V _cc angeschlossen ist. Der Transistor 102 wirkt als Lastimpedanz für den Transistor 98.

Der Knoten 100 erstreckt sich bis zur Steuerelektrode eines Transistors 104, dessen Senkenelektrode mit dem Knoten 12 verbunden ist. Die Quellenelektrode des Transis tors 104 ist geerdet. Wenn der Knoten 100 hochgeht, wird der Transistor 104 aufgesteuert, wodurch der Knoten 12 runtergezogen wird.

Der Knoten 100 ist ferner an die Steuerelektrode eines Transistors 106 angeschlossen, dessen Quellenelektrode geerdet ist. Die Senkenelektrode des Transistors 106 ist an einen Knoten 108 angeschlossen, der mit der Steuer elektrode und der Quellenelektrode eines Verarmungstyp Transistors 110 verbunden ist. Die Senkenelektrode des Transistors 110 ist an V _cc angeschlossen. Der Knoten 108 ist ferner mit der Steuerelektrode des Transistors 112 verbunden, dessen Quellenelektrode geerdet ist. Die Senkenelektrode des Transistors 112 ist an den Knoten 68 angeschlossen. Der Knoten 108 ist ferner mit der Senkenklemme eines Transistors 114 verbunden, dessen Steuerelektrode an den Knoten 22 angeschlossen und dessen Quellenelektrode geerdet ist.

Der Knoten 68, der die Sperrbefehle an die Schaltungen 70 überträgt, ist ferner mit der Steuerelektrode und der Quellenelektrode eines Transistors 116 verbunden, dessen Senkenelektrode an den Knoten 40 angeschlossen ist. Der Transistor 116 begrenzt den Stromfluß durch den Transistor 112.

Zur Beschreibung des Betriebes der Hilfsschaltung wird auf Fig. 1 Bezug genommen, wobei der Zweck der Schaltung darin liegt, eine hinreichende Hilfsspannung an die Speicherzellen 50 der Speicherschal tung derart zu liefern, daß die in den Zellen gespeicher ten Bit-Informationen trotz eines Verlustes von Haupt spannung aufrechterhalten werden. Die Schaltung muß ferner die peripheren Schaltungen 70 sperren, um ein Einschreiben von möglicherweise fehlerhaften Daten in die Speicherzellen 50 zu verhindern, nachdem ein Fehler in der Hauptspannungsversorgung aufgetreten ist. Die Schaltung liefert ferner ein Signal, welches den Status der Hauptversorgungsspannung anzeigt, welches das - Signal am Knoten 22 ist.

Im Normalbetrieb ist tief, so daß der Transistor 36 gesperrt ist. V _cc befindet sich normalerweise auf 5 Volt plus oder minus 10%. Der Transistor 38 wirkt als Diode und ist derart angeschaltet, daß die Anordnungs spannung V _cc, nämlich der Knoten 40, sich auf der Spannung V _cc minus einer Schwellenspannung V _t befindet.

Wenn die Hauptversorgungsspannung V _cc ausfällt, dann wird die Spannung am Knoten 22 in einer Reihe von Schrit ten hochgezogen. Wenn der Spannungsvergleicher 10 fest stellt, daß die Spannung an der -Klemme die Spannung V _cc übersteigt oder wenn sie die Spannung V _cc um mehr als einen vorgegebenen Spannungsschritt überschreitet, dann wird der Knoten 12 auf einen tiefen Spannungswert getrieben, welcher die Transistoren 14, 24 und 26 absper ren läßt. Wenn V _cc von 5 Volt abfällt, wird der Knoten 16 schnell auf V _cc -Spannung hochgezogen, und zwar etwa auf 4 Volt. Da der Knoten 16 an die Steuerelektrode des Transistors 20 angeschlossen ist, steuert die Spannung am Knoten 16 den Transistor 20 auf, wodurch die Spannung am Knoten 22 auf eine Spannung erhöht wird, die eine Schwellenspannung V _t unter V _cc liegt. In der dargestellten Ausführung ist V _t im allgemeinen 1 Volt. Wenn V _cc abzu fallen beginnt, wird der Knoten 22 schnell auf etwa 3 Volt hochgezogen. Wenn V _cc weiter abfällt, zieht der Transistor 20 die Spannung am Knoten 22 nicht nach Null. Wenn V _cc in den Bereich von 1-2 Volt abgefallen ist, gibt es keine ausreichende Vorspannung an der Steuerelek trode des Transistors 20, um diesen aufgesteuert zu halten. Der Transistor 20 sperrt somit und trennt den Knoten 22 von der V _cc-Klemme.

Wenn der Ausgangsknoten 12 des Vergleichers 10 sich von Hoch auf Tief verändert, dann springt der Knoten 22 auf V _cc hoch. Diese Spannung am Knoten 22 reicht aus, um den Transistor 114 durchzusteuern, der seinerseits den Transistor 112 sperrt und dadurch den Sperrbefehl an die Schaltungen 70 legt, um die Daten in den Speicher zellen 50 zu schützen.

Der nächste Schritt am Ladeknoten 22 wird von einem Transistor 30 ausgelöst, dessen Steuerelektrode schnell auf die Spannung an der -Klemme aufgeladen wird, wenn der Transistor 26 sperrt. Dies zieht den Knoten 22 auf die Spannung an der -Klemme minus einem Schwellenspan nungswert V _t, welche die Spannung vom Transistor 30 ist. Der abschließende Schritt am Ladeknoten 22 wird vom Widerstand 34 geliefert. Dieser Widerstand lädt den Knoten 22 auf die volle Spannung an der -Klemme. Somit wird der Knoten 22, der dem -Signal entspricht, von Tief auf Hoch gesetzt, wenn V _cc kleiner als die Spannung an der -Klemme wird, oder wird durch einen vorgegebenen Spannungssprung erhöht.

Wenn V _cc von Hoch auf Tief abfällt, wird der Transistor 38 gesperrt, während der Übergang des Knotens 22 von Tief auf Hoch den Transistor 36 durchsteuert, was die -Klemme an den Speicheranordnungs-V _cc-Knoten 40 anlegt. Im Hilfsbetrieb ist die Anordnungsspannung V _cc daher gleich der Spannung an der -Klemme minus einem Schwellenspannungsabfall, welcher über dem Transistor 36 auftritt.

Im normalen Versorgungsbetrieb ist die -Klemme an eine Schaltung mit sehr hoher Impedanz angeschlossen, welche wenig Strom zieht und das Steuersignal an dieser Klemme in seiner normalen Art arbeiten läßt, um einen Schreibbefehl an die Speicherschaltung zu legen. Im Hilfsbetrieb wird der Schreibbefehl jedoch nicht verwendet und die -Klemme ist angeschlossen, um Hilfsspannung an die Speicherzelle über den Anordnungs-V _cc-Knoten 40 zu liefern.

Der Sperrbefehl am Knoten 68 wird erzeugt, um die periphe ren Schaltungen 70 abzuhängen, damit Daten am Einschreiben in die Speicherzellen gehindert werden. Wenn der Knoten 22 von einem tiefen Wert auf einen Wert von mehreren Volt ansteigt, wird der Transistor 114 aufgesteuert und zieht dadurch den Knoten 108 runter. Eine tiefe Spannung am Knoten 108 läßt den Transistor 112 sperren, wodurch der Knoten 68 auf die Spannung des Anordnungs-V _cc- Knotens 40 erhöht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß beim Verlust von V _cc die peripheren Schaltungen keinen Strom von der sekundären Spannungsquelle 48 ziehen, da sie lediglich durch V _cc versorgt werden.

Jede Speicherzelle der Speicherzellen 50 ist an eine der Bit-Leitungen 52 angeschlossen. Die Bit-Leitungen dienen zum Übertragen von Zustandsinformationen in und aus den einzelnen Zellen. Die Transistoren 54 sind so angeschlossen, daß jede Bit-Leitung mit der Anordnungs spannung V _cc minus einem Schwellenwert V _t versorgt werden.

Es ist wesentlich, daß diese Spannung auf den Bit-Leitun gen erhalten bleibt, da sich die internen Zellenknoten als Folge einer unter dem Schwellenwert liegenden Leckage durch die jeweiligen Zugriffstransistoren in einem länge ren Zeitraum entladen können. Ferner müssen die Bit-Leitun gen 56 auf einem verhältnismäßig hohen Spannungswert gehalten werden, so daß bei dem Wiederanlegen der Haupt spannung keine Stromspitze durch V _cc auftritt.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung, und zwar eine Substratvorspannung V _BB. Bei MOS-Schaltungen (Metalloxidhalbleitern) ist es zweckmäßig, das Substrat auf einer negativen Vorspannung zu halten. Unter normalen Betriebsbedingungen liefert eine Hauptsubstratpumpe eine geregelte -4 Volt-Spannung an das Substrat, um einen optimalen Betrieb der Schaltung zu ergeben. Diese Pumpe wird unwirksam, wenn V _cc getrennt wird.

Die Substratversorgungsspannung ist außerdem für den Übergang vom Hilfsbetrieb in den Hauptbetrieb wichtig. Die Hauptspannungsklemme ist kapazitiv an das Substrat angeschlossen und neigt dazu, das Substrat auf eine positive Spannung zu ziehen, wenn V _cc wieder angelegt wird. Wenn das Substrat von einer negativen Spannung auf 0 Volt gezogen oder positiv vorgespannt wird, dann besteht eine beträchtliche Wahrscheinlichkeit, das Daten verlorengehen. Die Vorspannung V _BB muß daher hinreichend negativ sein, um zu verhindern, daß das Substrat aufgrund der kapazitiven Kopplung an die Hauptspannungsquelle auf ein positives Potential gezogen wird.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 stellt eine Hilfssubstratpumpe dar, welche eine hinreichend negative Vorspannung für das Substrat liefert, um das Datenmuster in den Speicher zellen aufrechtzuerhalten. Die Hilfssubstratpumpe 122 ist sowohl an die V _cc-Hauptspannungsquelle als auch an die -Klemme für die Hilfsspannung angeschlossen. V _cc und die die -Klemme sind so angeschlossen, daß sie die Substratpumpschaltung 122 durch eine Torschaltung der Transistoren 124, 126, 128 und 130 versorgen. Jeder dieser vier Transistoren ist mit seiner Steuerelektrode an seine Senkenelektrode derart angeschlossen, daß der Transistor tatsächlich als Diode wirkt. Wenn V _cc die Spannung an der -Klemme minus V _t überschreitet, dann werden die Transistoren 128 und 130 aufgesteuert und legen dadurch V _cc an einen Knoten 132, wobei ein Schwellen spannungsabfall auftritt. Unter diesen Bedingungen werden die Transistoren 124 und 126 aufgesteuert und isolieren dabei die -Klemme durch eine hohe Impedanz von V _cc und der Schaltung 122.

Wenn die Spannung an der -Klemme V _cc plus eine V _t überschreitet, werden die Transistoren 124 und 126 aufge steuert, während die Transistoren 128 und 130 gesperrt werden. Diese Anordnung verbindet die -Klemme mit dem Knoten 132 und trennt V _cc von der -Klemme und vom Knoten 132. Der Knoten 132 wird somit an die höhere Spannung von V _cc oder der Spannung an der -Klemme angeschlossen.

Der Knoten 132 liefert Spannung für einen leistungsarmen Oszillator 134 und einen Transistor 136. Der Oszillator 134 erzeugt ein phasengleiches Signal, das als Φ bezeich net ist, während sein Kehrwert mit bezeichnet wird. Das Signal Φ wird an die Steuerelektrode des Transistors 136 gelegt, während das -Signal der Steuerelektrode eines Transistors 138 eingegeben wird. Die Quellenelek trode des Transistors 136 ist an einen Knoten 140 ange schlossen, der wiederum an die Senkenklemme des Transis tors 138 angeschlossen ist. Die Quellenelektrode des Transistors 138 ist geerdet. Die phasenungleichen Signale, die an die Transistoren 136 und 138 gelegt werden, erzeu gen eine Rechteckschwingung am Knoten 140. Das Signal am Knoten 140 wird an die Steuerelektrode eines Transis tors 142 übertragen, der als Kondensator geschaltet ist. Die Quellen- und Senkenelektroden des Transistors 142 sind an einen Knoten 144 angeschlossen. Ein Transis tor 146 ist mit seinen Senken- und Steuerelektroden an den Knoten 144 angeschlossen, während seine Quellen elektrode derart geerdet ist, daß der Transistor 146 als gegen Erde gespannte Diode wirkt. Der Knoten 144 ist ferner an die Quellenelektrode eines Transistors 148 angeschlossen, dessen Steuerelektrode und dessen Senkenelektrode derart angeschlossen sind, daß der Transis tor 148 als gegen den Knoten 144 vorgespannte Diode wirkt.

In Fig. 2 erzeugt der Oszillator 134 Signale, die phasenun gleich sind und erzeugt dadurch eine Rechteckschwingung am Knoten 140. Die Rechteckschwingung wird von Knoten 140 an den Knoten 144 durch einen Transistor 142 über tragen, der als Kondensator wirkt und Gleichspannung blockiert. Wenn der Knoten 144 hochgeht, wird der Transis tor 146 aufgesteuert, so daß der Knoten 144 anschließend durch den Transistor 146 entladen wird. Wenn der Knoten 144 negativ wird, wird der Transistor 146 gesperrt und der Knoten 144 auf eine negative Spannung gezogen. Eine positive Spannung am Knoten 144 wird vom Transistor 148 abgeblockt, während eine negative Spannung am Knoten 144 durch den Transistor 148 zum Knoten 78 (siehe auch Fig. 1) übertragen wird. Der Knoten 78 liefert die Sub stratvorspannung V _BB an das I. S.-Substrat 15 0, welches alle Schaltungen gemäß den Fig. 1 und 2 enthält.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung mißt auch die Sub stratvorspannung V _BB so daß das -Signal auf einen hohen Wert getrieben wird, wenn eine unzureichende Sub stratvorspannung vorliegt. Wenn V _BB hinreichend negativ ist, und zwar etwa -2 bis -3 Volt, dann wird der Verar mungstyp-Transistor 80 gesperrt. Dadurch steigt der Knoten 82 auf hohe Spannung an, was den Transistor 86 aufsteuert und dadurch den Knoten 88 absenkt. Die niedere Spannung am Knoten 88 sperrt den Transistor 92 und hebt den Knoten 94 auf einen hohen Wert. Der hohe Wert am Knoten 94 steuert den Transistor 98 durch und zieht dadurch den Knoten 100 auf einen tiefen Spannungswert, wobei gleichzeitig der Transistor 104 gesperrt wird. Wenn der Transistor 104 gesperrt wird, wird der Knoten 12 auf einen hohen Wert gezogen, um anzuzeigen, daß V _cc die Spannung an der -Klemme übersteigt. Wenn der Knoten 12 hoch ist, wird der Knoten 22 tief und zeigt durch das Signal an, daß die Hauptspannung V _cc und die Versor gungsspannung V _BB ausreichend sind.

Wenn V _BB nicht hinreichend negativ ist und daher etwa 0 Volt hat, ist der Transistor 80 aufgesteuert und zieht dadurch den Knoten 82 auf tiefe Spannung. Durch diese Wirkung wird der Transistor 86 gesperrt und der Knoten 88 auf einen hohen Wert angehoben. Ein hoher Wert am Knoten 88 steuert den Transistor 92 durch und zieht den Knoten 94 auf einen tiefen Wert. Der tiefe Wert am Knoten 94 sperrt den Transistor 98 und hebt dadurch den Knoten 100 auf einen hohen Wert und steuert außerdem den Transistor 104 durch, der den Knoten 12 auf einen tiefen Wert zieht, wodurch die gleiche Schritt folge ausgelöst wird, die auftritt, wenn V _cc kleiner als die Spannung an der -Klemme ist. Als Resultat einer unzureichend negativen Spannung V _BB wird ein hohes -Signal erzeugt, welches einen Spannungsverlust anzeigt und es wird ein Sperrbefehl erzeugt, der das Einschreiben von Daten in die Speicherzellen aus peripheren Schaltungen verhindert. Außerdem werden die peripheren Schaltungen gesperrt gehalten, um den Leistungsverbrauch zu reduzieren und Leitungsvorrangsprobleme auszuschalten.

Zusammenfassend gesagt liefert die erfindungsgemäße Schaltung ein Mittel für das Anlegen einer Hilfsspannung an Speicherzellen, indem eine externe Klemme derart multiplexiert wird, daß beim Versagen der Hauptspannung die in den Speicherzellen gespeicherten Daten aufrecht erhalten und von fehlerhaften Schreibbefehlen geschützt werden. Die Speicherschaltung arbeitet in einem leistungs armen Modus, wenn die Speicheranordnung von der Hilfs spannungsquelle versorgt wird. Die Schaltung schützt die gespeicherten Daten durch Messen der Substratvor spannung, die von einem auf dem Substrat befindlichen Pumpgenerator geliefert wird. Während des Hilfsbetriebs werden lediglich die Speicherzellen und Teile der Steuer schaltung mit Spannung versorgt, während die peripheren Schaltungen unversorgt bleiben. Im Hilfsbetrieb ziehen die Speicherzellen sehr wenig Strom und versorgen daher einen sehr großen Speicher, in der Größenordnung von Megabytes, um ein gespeichertes Datenmuster trotz Ausfall der Hauptspannung unter Verwendung von sehr kleinen Batterien aufrechtzuerhalten.

Claims

1. Schaltung zur Aufrechterhaltung eines in einer Speicher anordnung (50) einer integrierten Halbleiterschaltung gespeicherten Bitmusters während eines leistungsarmen Betriebs, wobei die Halbleiterschaltung periphere Spei cherzugriffsschaltungen (70) zum Lesen und Schreiben von Daten in und aus der Speicheranordnung (50), eine Haupt spannungsklemme (V _cc) und eine Steuerklemme () aufweist, wobei die letztere eine Hilfsspannung (48) aufnimmt, wenn eine zum Versorgen der Halbleiterschaltung über die Haupt spannungsklemme (V _cc) angeschlossene Hauptspannungsquelle (44) ausfällt, und wobei die Speicheranordnung (50) einen Speicher anordnungs-Spannungsknoten (40) aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination:

- einer Vergleichseinrichtung (10) zum Vergleichen der Spannungen, die von der Halbleiterschaltung an der Hauptspannungs klemme (V _cc) und an der Steuerklemme () aufgenommen werden, um einen ersten Zustand an einem Ausgangsknoten (12) der Vergleichseinrichtung (10) zu liefern, wenn die Spannung an der Steuerklemme () die Spannung an der Hauptspannungs klemme (V _cc) nicht um mehr als einen vorgewählten Spannungs sprung überschreitet, und um einen zweiten Zustand an dem Ausgangsknoten (12) zu liefern, wenn die Spannung an der Steuerklemme () die Spannung an der Hauptspannungs klemme (V _cc) um mehr als den vorgewählten Spannungssprung übersteigt,
- eine Einrichtung zum Anschließen der Hauptspannungs klemme (V _cc) an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40), und zwar über einen niederimpedanten Pfad, wenn der Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) sich in dem ersten Zustand befindet, und über einen hochimpedanten Pfad, wenn der Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) sich in dem zweiten Zustand befindet,
- eine Einrichtung zum Anschließen der Steuerklemme () an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) und zwar über einen hochimpedanten Pfad, wenn der Vergleichs einrichtungs-Ausgangsknoten (12) sich in dem ersten Zustand befindet, und über einen niederimpedanten Pfad, wenn sich der Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) in dem zweiten Zustand befindet,
- eine Einrichtung zur Erzeugung einer Substratvor spannung (V _BB) für die integrierte Halbleiterschaltung,
- eine Einrichtung zum Messen der Substratvorspannung (V _BB) für die Erzeugung eines ersten Zustandes an einem Meßknoten (100), wenn die Substratvorspannung (V _BB) größer als ein vorgegebener Wert ist, und für die Erzeugung eines zweiten Zustandes, wenn die Substratvorspannung (V _BB) kleiner als der vorgegebene Wert ist, und
- eine Einrichtung zum Sperren der peripheren Speicherzugriffsschaltun gen (70), wenn der Ausgangsknoten (12) der Vergleichseinrichtung (10) sich in dem zweiten Zustand befindet oder wenn der Meßknoten (100) den zweiten Zustand hat, um zu verhindern, daß die peripheren Speicherzugriffsschaltungen (70) Zugriff zu der Speicher anordnung (50) haben.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschließen der Hauptspannungs klemme (V _cc) an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) einen Anreicherungstyp-Feldeffekttransistor (38) mit einer Steuerelektrode, einer Quellenelektrode und einer Senkenelektrode aufweist, wobei die Steuerelektrode und die Senkenelektrode miteinander und mit der Hauptspannungsklemme (V _cc) verbunden sind, während die Quellen elektrode an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) angeschlossen ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschließen der Steuerklemme () an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) eine Anzahl von Feldeffekttransistoren (36, 24, 14, 20) mit jeweils Steuerelektro den, Quellen- und Senkenelektroden aufweist, wobei ein erster Transistor (36) mit seiner Senkenelektrode an die Steuerklemme () und mit seiner Quellenelektrode an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) angeschlossen ist, während seine Steuerelektrode mit der Senkenelek trode eines zweiten Transistors (24) verbunden ist, dessen Quellenelektrode an einen gemeinsamen Knoten angeschlossen ist, während seine Steuerelektrode mit dem Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) verbunden ist, während ein dritter Transistor (14) mit seiner Senkenelektrode an der Hauptspannungsklemme (V _cc) und mit seiner Quellenelektrode an dem gemeinsamen Knoten liegt und mit seiner Steuerelektrode an den Vergleichseinrichtungs Ausgangsknoten (12) angeschlossen ist, und daß ein vierter Transistor (20) mit seiner Senkenelektrode an die Haupt spannungsklemme (V _cc) mit seiner Quellenelektrode an die Steuerelektrode des ersten Transistors (36) und mit seiner Steuerelektrode an die Senkenelektrode des dritten Transistors (14) angeschlossen ist.

Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bit-Leitung (52) in der Speicheranordnung (50) an die Quellenelektrode eines entsprechenden Transistors (54) angeschlossen ist, wobei der Transistor (54) mit seiner Senkenelektrode an dem Speicheranordnungs-Spannungs knoten (40) und mit seiner Steuerelektrode an der Senken elektrode des zweiten Transistors (24) liegt.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wegschaltung vorgesehen ist, die zur Versorgung der Substratvorspannungserzeugungseinrichtung mit der größeren Spannung von der Hauptversorgungs spannung (V _cc) oder der Steuerklemme () dient.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Spannungssprung im wesentlichen auf 0 Volt eingestellt ist, so daß der Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) in den ersten Zustand getrieben wird, wenn die Spannung an der Hauptspannungsklemme (V _cc) die Spannung an der Steuerklemme () überschreitet und der Ausgangsknoten in den zweiten Zustand getrieben wird, wenn die Spannung an der Steuerklemme () die Spannung an der Hauptspannungsklemme (V _cc) übersteigt.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch:

- an den Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) angeschlossene Einrichtungen zum Treiben eines Spannungszustands knotens (22) in einen ersten Zustand, wenn der Vergleichseinrichtungs- Ausgangsknoten (12) sich in dem ersten Zustand befindet und zum Treiben des Spannungszustandsknotens (22) in einen zweiten Zustand, wenn sich der Vergleichseinrichtungs-Ausgangsknoten (12) in dem zweiten Zustand befindet,
- eine Einrichtung zum Anschließen der Hauptspannungs klemme (V _cc) an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40) für die Speicheranord nung (50), und zwar durch einen niederimpedanten Pfad, wenn der Spannungszustandsknoten (22) sich in dem ersten Zustand befindet, und über einen hochimpedanten Pfad, wenn sich der Spannungszustandsknoten (22) in dem zweiten Zustand befindet,
- eine Einrichtung zum Anschließen der Steuerklemme () an den Speicheranordnungs-Spannungsknoten (40), und zwar über einen niederimpedanten Pfad, wenn sich der Spannungszustandsknoten (22) in dem zweiten Zustand befindet und über einen hochimpedanten Pfad, wenn der Spannungs zustandsknoten (22) in dem ersten Zustand ist,
- eine Einrichtung, die zwischen den Meßknoten (100) und den Spannungszustandsknoten (22) geschaltet ist, um den Spannungszustandsknoten (22) in den zweiten Zustand zu treiben, wenn sich der Meßknoten (100) in dem zweiten Zustand befindet, und
- eine Einrichtung, die an den Spannungszustandsknoten (22) angeschlossen ist und zum Erzeugen eines Sperrbefehls dient, der an die peripheren Speicherzugriffsschaltungen (70) übertragen wird, um ihren Betrieb zu unterbinden, wenn sich der Spannungszustandsknoten (22) in seinem zweiten Zustand befindet.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch:

- eine Einrichtung, die zwischen den Meßknoten (100) und einen Spannungszustandsknoten (22) geschaltet ist, um den Spannungszustandsknoten (22) in den zweiten Zustand zu treiben, wenn sich der Meßknoten (100) in dem zweiten Zustand befindet, und
- eine Einrichtung, die an den Spannungszustandsknoten (22) angeschlossen ist und zum Erzeugen eines Sperrbefehls dient, der an die peripheren Speicherzugriffsschaltungen (70) übertragen wird, um ihren Betrieb zu unterbinden, wenn sich der Spannungszustandsknoten (22) in seinem zweiten Zustand befindet.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch:

- eine Anzahl von Transistoren (54) mit jeweils Steuerelektroden, Quellen- und Senkenelektroden, wobei ihre Steuerelektroden gemeinsam an den Spannungszustandsknoten (22), die Senkenelektroden gemeinsam an den Speicher anordnungs-Spannungsknoten (40) und die Quellenelektroden jedes Transistors an eine zugehörige Bit-Leitung (52) der Speicheranordnung (50) angeschlossen sind, um die Bit-Lei tungen (52) auf eine vorgegebene Spannung vorzuspannen, wenn die Halbleiterschaltung leistungsmäßig unterver sorgt ist.