DE3530092A1 - Substrat-potential erzeugende elektrische schaltung - Google Patents

Substrat-potential erzeugende elektrische schaltung

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    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
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    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/205—Substrate bias-voltage generators

Description

AO
hoffmann · eitle & partner ? R Ί η Π P
PATENT- UND REQMiTSANWALTE O ϋ O U U O Z PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝβ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ΙΝβ. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H -A. BRAUNS . DIPL.-INQ. K. 0DRQ
DIPL.-ING. K. KOHLMANN ■ RECHTSANWALT A. NETTE
42 443 i/gt
MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA Tokyo / JAPAN
Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung in einem integrierten Halbleiter-Schaltkreis, in dem MOS IGFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren mit
isolierter Gatelektrode) verwendet werden.
Bei einem integrierten Schaltkreis mit MOS-Transistoren, insbesondere bei einem dynamischen RAM (Random Access Memory, Speicher mit wahlfreiem Zugriff),
wird gewöhnlich eine Vorspannung (Bias) an das Halbleitersubstrat angelegt, um die Arbeitsgeschwindigkeit des Schaltkreises zu erhöhen. Im allgemeinen ist diese Vorspannung eine elektrische Spannung, welche von einer auf dem Chip vorgesehenen, ein Substrat-Po-
tential erzeugende Schaltung bereitgestellt wird.
Eine herkömmliche, Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Figur ist mit dem Bezugszeichen 1
ein mittels eines Ringoszillators Impulse erzeugender Schaltkreis bezeichnet; 2 bezeichnet einen Stroman-
ARABELLASTRASSE 4 ■ D-8OOO MÜNCHEN 81 · TELEFON CO89) 911Ο87 ■ TELEX 5-29Θ19 CPATHE)
~~ X JL ***
Schluß für den Impulse erzeugenden Schaltkreis; 3 den Ausgang des impulse erzeugenden Schaltkreises 1; 4 einen Koppel-Kondensator; 5 einen Abzweigpunkt; und 6 einen zwischen den Verzweigungspunkt 5 und Erde geschalteten gleichrichtenden MOS-Transistor. Die Gate-Elektrode des MOS-Transistors 6 ist mit dem Abzweigpunkt 5 verbunden, und die am Abzweigpunkt angeschlossene Seite dient als Anode. Ferner ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 7 ein gleichrichtender MOS-Transistor bezeichnet, welcher zwischen den Abzweigpunkt 5 und einen Substrat-Potential liefernden Anschluß (Ausgang) 9 geschaltet ist. Die Gate-Elektrode des Transistors 7 ist mit dem Ausgang 9 verbunden, und die mit diesem Ausgangsanschluß verbundene Seite dient als Anode. Der Ausgang 9 ist über einen Kondensator 8 zur Stabilisierung des Substrat-Potentials mit Erde verbunden. Die oben beschriebenen Bauelemente 4 bis 7 bilden die Substrat-Potential erzeugende Schaltung.
Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 wird nun unter Bezugnahme auf das Kurvendiagramm in Fig. 2 beschrieben.
Der Stromanschluß 2 des die Impulse erzeugenden Schaltkreises 1 ist mit dem Stromanschluß des integrierten Schaltkreises verbunden. Wenn an den integrierten Schaltkreis eine Speisespannung V ange-
C C
legt wird, erreicht die Spannung V2 am Anschluß 2 sofort den Wert von V ; die Spannung V„ am Ausgangsanschluß 9 hingegen erreicht ihren Endwert V^1n erst nach einer Verzögerungszeit (t„
oUd U
t,). Für den praktischen Betrieb ist in den meisten Fällen gefordert worden, daß die Verzögerungszeit 100 ms oder weniger beträgt.
Um diese Forderungen zu erfüllen, wählen die Hersteller die folgenden Parameter für die verschiedenen Bauelemente:
Zur Erzeugung einer Substrat-Vorspannung wird ein
Impuls mit einer Amplitude V an einen der Anschlüsse des Koppel-Kondensators angelegt, oder an den Ausgang 3 des Impulse erzeugenden Schaltkreises 1, so daß der Fluß eines Ruhestroms durch den Koppel-Kondensator 4 bewirkt wird. Der mit dem Ausgang 9 verbundene Kondensator 8 wird von diesem Strom allmählich aufgeladen. Der Endwert Vorm der an dem
bUti
Ausgang 9 anliegenden Spannung kann durch die folgende, in der Technik wohlbekannten Gleichung dargestellt werden:
20
VSÜB = - (Vcc - 2VTH>' '·· (1)
worin V_„ die Durchbruchspannung jeweils der
in
MOS-Transistoren 8 ist, und wobei
25
Q8 = - (Vcc - 2VTH)C8 ··· (2)
ist, worin Cg die stabilisierende Kapazität ist.
In vielen Fällen beträgt Vcc = 5 Volt, VTH = 0,5 Volt und Cfl = 1000 pF. Daraus ergibt sich:
Q8 = (5 - 1,0)1000 = - 4000 (pF).
Somit ergibt sich ein Substrat-Ruhestrom zur Bewerkstelligung der oben beschriebenen Aufladung des
Kondensators innerhalb von 100 /us, wie gefordert:
I = 4000 pF/100/is = 40 /iA ... (3).
Dies bedeutet, daß die Frequenz des Impulse erzeugenden Schaltkreises 1 und die Kapazität des Koppel-Kondensators 4 so bemessen sind, daß der Impulse erzeugende Schaltkreis 1 einen Strom von 40 μΑ durch den Koppel-Kondensator zu dem Kondensator 8 treibt.
Der oben erwähnte Substrat-Vorspannungsstrom ist notwendig, um das Potential des Substrats innerhalb einer bestimmten Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungsspannung Vcc zu stabilisieren. zusätzlich dient der Substrat-Vorspannungsstrom zur Kompensation
eines durch Stoßionisation bedingten Stromes, welcher durch Löcher in der Nähe des Elektronenkanals (Drain) des MOS-Transistors ausgelöst wird, wenn der integrierte Schaltkreis eine Schreiboder Leseoperation ausführt. Im anderen Fall, wenn der integrierte
Schaltkreis nicht arbeitet, wenn er sich also in Bereitschaftsstellung (stand-by) befindet, fließt lediglich der Rückwärts-Leckstrom durch den P-N-Übergang. Die Stärke dieses Leckstroms liegt gewöhnlich in der Größenordnung von einigen Zehnereinheiten
PicoAmpere bis zu ungefähr 100 PicoAmpere. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, einen Strom in der Größenordnung von 40 /iA bereitzustellen.
In einem Speichersystem werde gewöhnlich eine große Anzahl dynamischer RAMs verwendet. Jedoch nur ein Bruchteil von ihnen arbeitet zu einem bestimmte Zeitpunkt, während die übrigen dynamischen RAMs im Bereitschaftszustand sind. Dies bedeutet, daß der Substrat-Vorspannungsstrom unökonomisch eingesetzt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die erwähnten, mit herkömmlichen Schaltungen zur Erzeugung eines
Substrat-Potentials verbundenen Schwierigkeiten zu vermeiden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Substrat-Potential erzeugenden elektrischen Schaltkreis zu schaffen, bei dem nach Anwachsen des Substrat-Stroms auf einen Endwert der Fluß des Sub-
strat-Vorspannungstroms unterbrochen wird.
Diese vorstehende Aufgabe sowie darüber hinaus andere Aufgaben der Erfindung werden dadurch gelöst, daß eine Substrat-Potential erzeugende elektrische Schal-
tung für einen MOS-Transistoren als wesentliche Bauelemente benutzenden integrierten Halbleiter-Schaltkreis vorgesehen ist, welcher gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch: Einen ersten Schaltungskreis, der über ein erstes kapazitives Element ein Pulssi-
gnal von einem Impuls erzeugenden Schaltkreis erhält, welcher von einer Versorgungsspannung zum Treiben eines ersten Substrat-Vorspannungsstroms zu einem Ausgang zu allen Zeitpunkten nach Anlegen der Versorgungsspannung gespeist wird; einen zweiten Schal-
tungskreis, der über ein zweites kapazitives Element das Pulssignal von dem Impulse erzeugenden Schaltkreis erhält und der einen zweiten Substrat-Vorspan-
nungstroin zu dem Ausgang über eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungspannung treibt; und/oder einen dritten Schaltungskreis, der über ein viertes kapazitives Element ein Pulssignal erhält, welches nur dann erzeugt wird, wenn der Halbleiter-Schaltkreis eine aktive Operation, wie beispielsweise Auslesen, Einschreiben oder Auffrischen, ausführt, und der einen dritten Substrat-Ruhestrom zum Ausgang treibt, und zwar nur dann, wenn ein Pulssignal empfangen wird.
Die Wirkungsweise, das Prinzip und die Verwendungsmöglichkeit der Erfindung wird durch die nachstehende, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu lesende Beschreibung noch klarer.
Fig. 1 zeigt den Schaltplan einer herkömmlichen, Substrat-Potential erzeugenden elektrischen Schaltung;
20
Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Substrat-Potentials von der Schaltung nach Fig. 1, wenn eine Versorgungsspannung daran angelegt wird;
Fig. 3 zeigt den Schaltplan eines Ausführungsbeispiels einer Substrat-Potential erzeugenden elektrischen Schaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 zeigt die zeitlichen Verläufe von Spannung und Strom an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß Fig. 3 bei Anlegen einer Versorgungsspannung.
— Io —
Eine erfindungsgemäße, Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. In dieser Figur sind die bereits eingangs anhand Fig. 1 beschriebenen Bauelemente mit
denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 3 bezeichnen die Bezugsziffern 10 einen Koppel-Kondensator, 11 einen Abzweigpunkt und 12, 13 zwei MOS-Transistoren, welche in derselben Weise wie
die Bauelemente 4, 5, 6 und 7 in Fig. 1 angeordnet sind. 24 bezeichnet einen Koppelkondensator, 25 einen Abzweigpunkt und 26, 27 zwei weitere MOS-Transistoren, welche ebenfalls in derselben Weise wie die Bauelemente 4, 5, 6 und 7 (vgl. Fig. 1) angeordnet sind.
Die Schaltungselemente 10 bis 13 bilden einen ersten Schaltungskreis A, die Schaltungselemente 4 bis 7 sowie die Schaltungselemente 14 bis 22 bilden einen zweiten Schaltungskreis B, und die Schaltungselemente 24 bis 27 bilden einen dritten Schaltungskreis C.
Ferner ist in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 23 ein Anschluß bezeichnet, an welchen ein Pulssignal 0 angelegt ist. Das Pulssignal 0 wird von einer auf dem integrierten Schaltkreis angeordneten Schaltung als Antwort auf ein auf den externen Anschluß des Chips
gegebenes Signal erzeugt. Das Pulssignal 0 hat die Form einer Pulsfolge, wenn der Chip gerade eine Lese-, Schreiboder Auffrischoperation ausführt, und es besitzt einen festen Wert, solange sich der Chip in Bereitschaftsstellung befindet.
Weiter bezeichnet in Fig. 3 die Bezugsziffer 15 einen MOS-Transistor, der zwischen den gleichrichtenden
MOS-Transistor 6 und Erde geschaltet ist; 14 den gemeinsamen Anschluß der MOS-Transistoren 6 und 15; 16 einen Widerstand zwischen der Gatterelektrode des MOS-Transistors 15 und dem Anschluß 2 für die Strom-
quelle; 17 den Verbindungspunkt zwischen dem MOS-Transistor 15 und dem Widerstand 16; 18 die parasitäre Kapazität des Verbindungspunkts 17; 19 einen MOS-Transistor, geschatet zwischen den Verbindungspunkt 17 und Erde; 20 einen zwischen den Anschluß 2
für die Stromquelle und den MOS-Transistor 19 geschalteten Widerstand; 21 den gemeinsamen Anschluß des MOS-Transistors 19 und des Widerstandes 20; und 22 einen Kondensator, der zwischen den gemeinsamen Anschluß 21 und Erde geschaltet ist.
Die Wirkungsweise der in Fig. 3 gezeigten Schaltung wird nun unter Bezugnahme auf das Kurvendiagramm in Fig. 4 erläutert.
Sobald eine Versorgungsspannung V zur festen Zeit ■tg angelegt wird, steigt die Spannung am Anschluß 2 sofort ebenfalls auf den Wert V der Versorgungsspannung. Dies hat zur Folge, daß der Impulse erzeugende Schaltkreis 1 in Funktion gesetzt wird und
einen Impuls zu seinem Ausgang 3 liefert, wodurch der erste Schaltungskreis A aktiviert wird und ein Substrat-Vorspannungsstrom Ig fließt. Dieser Substrat-Vorspannungsstrom I kann durch den folgenden Term dargestellt werden:
1S = f 'C10- <Vcc - VTH>' ·'· <4>
worin f die Frequenz des von dem Impulse erzeugenden Schaltkreises 1 gelieferten Impulses ist, C,n die Kapazität des Koppel-Kondensators 10 und Vm„ die
Xn
Durchbruchspannung des MOS-Transistors 12.
Anhand des Terms (4) wird deutlich, daß der Substrat-Vorspannungsstrom I durch Verändern der Kapazität C10 eingestellt werden kann. Der Koppel-Kondensator 10 wird gebildet von einer dünnen Iso-
lierschicht mit einer Dicke in der Größenordnug von mehreren 100 Angström und auf beiden Seiten dieser Isolierschicht aufgebrachten Elektroden aus Polysilicon. Die Kapazität C-, g des Koppel-Kondensators kann auf einfache Weise eingestellt werden durch Verände-
rung der Elektrodenfläche oder der Dicke der Isolierschicht.
In der Schaltung gemäß Fig. 3 wurde eine Kapazität gewählt, welche eine gerade für die Kompensation des
Leckstroms durch den P-N-übergang ausreichende Stromstärke ergibt. Der zweite Schaltungskreis B hingegen liefert nur dann einen Substrat-Vorspannungsstrom I, wenn die Versorgungsspannung V an ihn angelegt wird. Vor dem Anlegen der Versorgungsspannung Vcc
liegen in dem zweiten Schaltungskreis B die Punkte 17 und 21 auf "0"-Potential (Logik-Zuständ "low"), während die MOS-Transistoren 15 und 19 nichtleitend (ausgeschaltet) sind. Die Spannungen an den Punkten 17 und 21 steigen dann auf "1"-Pegel (Logik-Zustand
"high"); da jedoch die parasitäre Kapazität 18 kleiner ist als die Kapazität des Kondensators 22, steigt die Spannung am Punkt 17 schneller auf den "!"-Pegel
als die Spannung am Punkt 21 (die Kapazität 18 lädt sich nämlich schneller auf als der Kondensator 22). Die Aufladegeschwindigkeit ist im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit, mit der die Versorgungsspannung angelegt wird.
Wenn beispielsweise der Widerstand R16 zu 5 Megaohm gewählt wird und die parasitäre Kapazität 18 0,5 PikoFarad beträgt, so ergibt sich eine Ladezeitkonstante f ■■ 7 am Punkt 17 von:
T17 = (5 · 106) · (0,5 - 10"12) = 25 /is.
Wenn die Kapazität 18 aufgeladen wird (mit einer durch die Zeitkonstante Έ17 bestimmten Geschwindigkeit), befindet sich der MOS-Transistor 15 in leitendem Zustand (eingeschaltet), was eine Folge des Arbeitens des zweiten Schaltungskreises B und des Flusses des Substrat-Versorgungsspannung I ist. Am Punkt 21 hingegen ist die Zeitkonstante größer und die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 22 entsprechend langsamer. Hat der Widerstand R2Q beispielsweise einen Wert von 5 Megaohm und der Kondensator C22 eine Kapazität von 100 PikoFarad, so ergibt dies eine Auflade-Zeitkonstante TZ _, am Punkt 21 von
= (5 · 106) · (100 . 10~12) = 500 /us.
Da die Auf lade-Zeitkonstante T21 relativ groß ist, ist die Ladegeschwindigkeit am Punkt 21 entsprechend
niedrig. Sobald das Substrat im wesentlichen durch den Substrat-Vorspannungsstrom I aufgeladen ist (zur festen Zeit t·,), geht der MOS-Transistor 19 in den leitenden Zustand (EIN) über, während der MOS-Tran-
sistor 15 nichtleitend wird (AUS), so daß der zweite Schaltungskreis B abgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß lediglich der Ladestrom I_ auf das Substrat fließt, was zum ökonomischen Umgang mit der elektrischen Energie beiträgt.
Der ständige Strom I,,- durch den MOS-Transistor 15, der fließt, wenn letzterer leitend ist, ist nur sehr gering:
I15 = Vcc/R16 = 5V/5 Mil = 1 μΆ.
Der dritte Schaltungskreis C ist zum Kompensieren des durch Stoßionisation bedingten Stromes vorgesehen, welcher in dem Substrat fließt, wenn der Chip eine
aktive Operation, wie beispielsweise Auslesen, durchführt. Zum Betreiben des Chips wird ein Pulssignal 0 an ihn angelegt. Demzufolge bedingt das Pulssignal 0 einen im Schaltungskreis C fließenden Strom I., der notwending ist, um den Abfall des Substrat-Potentials auszugleichen. Im Falle des Einsatzes einer Vielzahl von Impulsen zur Aktivierung des Chips sollte die Anzahl der Substrat-Vorspannungstrom liefernden Schaltungskreise entsprechend der Anzahl der angelegten Impulse erhöht werden, wie dies in Fig 3 durch ge-
strichelte Linien angedeutet ist.
Aus der oben bestehenden Beschreibung geht hervor,
/λ λ.
daß die Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung gemäß der Erfindung einen ersten, zweiten und dritten Schaltungskreis aufweist, welche jeweils unabhängig voneinander dem Substrat verschiedene Vor-
Spannungsströme als Antwort auf das Anlegen der Versorgungsspannung an den Chip zuführen, je nachdem, ob der Chip gerade Operationen ausführt oder ich in Bereitschaftsstellung befindet. Dies bedeutet, daß der Substrat-Vorspannungsstrom jeweils entsprechend dem
Arbeitszustand des Chips entsprechend bemessen wird. Auf diese Weise kann der Substrat-Vorspannungstrom während den Bereitschaftszeiten reduziert werden, was zu einer deutlichen Verminderung des Stromverbrauchs des integrierten Schaltkreises beiträgt.
71
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Claims (15)

HOFFMANN · EITLE <S PARTNER ·« r q Π η Q PATENT- UND RECHTSANWÄLTE O O O U U CJ Z PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H -A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GDRG DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 42 443 i/gt MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo / JAPAN Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung PATENTANSPRÜCHE :
1. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung für einen Feldeffekttransistoren mit iso- v" lierter Gatterelektrode als wesentliche Bauelemente J\ benutzenden integrierten Halbleiter-Schaltkreis, gekennzeichnet durch
einen ersten Schaltungskreis (A), der über ein erstes kapazitives Element (10) ein Pulssignal von einem Impulse erzeugenden Schaltkreis (1) erhält, welcher von einer Versorgunsspannung zum Treiben eines ersten Substrat-Vorspannungsstroms zu einem Ausgang (9) zu allen Zeitpunkten nach dem Anlegen der Versorgungsspannung gespeist wird,
- und einen zweiten Schaltungskreis (B), der über ein zweites kapazitives Element (4) das Pulssignal von dem Impulse erzeugenden Schaltkreis (1) erhält, zum Treiben eines zweiten Substrat-Vorspan-
ORIGINAL INSPECTED
ARABELLASTRASSE 4 · D-BOOOMaNCHENBI ■ TELEFON CO89J 911087 . TELEX 5-29S19 CPATHEJ · TELEKOPJERER 9183
nungsstroms zum Ausgang (9) während einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungsspannung.
2. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß der durch
den ersten Schaltungskreis (A) bereitgestellte erste
Substrat-Vorspannungsstroms so bemessen ist, daß der
Leckstrom eines P-N-Übergangs innerhalb des integrierten Schaltkreises (1) kompensiert wird.
3. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schaltungskreis (A) enthält:
einen ersten gleichrichtenden MOS-Transistor (13), der zwischen die eine Elektrode des ersten
kapazitiven Elements (10) und den Ausgang (9) geschaltet ist;
einen zweiten gleichrichtenden MOS-Transistor (12), der zwischen die eine Elektrode des ersten
kapazitiven Elements (10) und Erde geschaltet ist;
und daß der zweite Schaltungskreis (B) enthält:
einen dritten gleichrichtenden MOS-Transistor
(7), der zwischen die eine Elektrode des zweiten kapazitiven Elements (4) und dem Ausgang (9) geschaltet ist;
einen vierten gleichrichtenden MOS-Transistor (6), dessen eine Hauptelektrode mit der einen Elektrode des zweiten kapazitiven Elements (4) verbünde ist;
einen Kontroll-MOS-Transistor (15), der zwischen die andere Hauptelektrode des vierten gleichrichtenden MOS-Transistors (6) und Erde geschaltet ist;
und einen ein nEIN"-Signal erzeugender Schaltkreis zum Anlegen eines "EIN"-Signals an die Gatelektrode des Steuer-MOS-Transistors (15) während einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Anlegen der
Versorgungsspannung, welche den Steuer-MOS-Transistor (15) leitend werden läßt.
4. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet , daß der das "EIN"-Signal erzeugender Schaltkreis enthält:
ein erstes Ladeelement (20), das zwischen einem ersten Verzweigungspunkt (21) und dem Stroman-Schluß (2), über den die Versorgungsspannung angelegt wird, geschaltet ist;
ein drittes kapazitives Element (22), das zwischen dem ersten Verzweigungspunkt (21) und Erde
geschaltet ist;
ein zweites Ladeelement (16), das zwischen dem Stromanschluß (2) und einer zweiten, mit dem Kontroll-MOS-Transistor (15) verbundenen Verzweigungspunkt (17) geschaltet ist;
einen MOS-Transistor (19), der zwischen dem zweiten Verzweigungspunkt (17) und Erde geschaltet ist, und der eine mit dem ersten Verzweigungspunkt (21) verbundene Gatelektrode besitzt.
5. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet , daß die Kapazität des dritten kapazitiven Elements (22) größer ist als die parasitäre Kapazität (18) an der Gatelektrode des Steuer-MOS-Transistors (15).
6. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung für einen Feldeffekttransitoren mit iso-
lierter Gatelektrode als wesentliche Bauelemente benutzenden integrierten Halbleiter-Schaltkreis,
gekennzeichnet durch :
einen ersten Schaltungskreis (A), der über
ein erstes kapazitives Element (10) ein Impulssignal von einem Impulse erzeugenden Schaltkreis (1) erhält, welcher von einer Versorgungsspannung zum Treiben eines ersten Substrat-Verspannungsstroms zu einem Ausgang (9) zu allen Zeitpunkten nach dem Anlegen der
Versorgungsspannung gespeist wird,
353009
einen zweiten Schaltungskreis (B), der über ein zweites kapazitives Element (4) das Impulssignal von dem Impulse erzeugenden Schaltkreis (1) erhält, zum Treiben eines zweiten Substrat-Vorspannungsstroms für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungsspannung;
und einen dritten Schaltungskreis (C), der über ein viertes kapazitives Element (24) ein Impulssignal erhält, welches nur dann erzeugt wird, wenn der integrierte Halbleiter-Schaltkreis eine aktive Operation, wozu Auslesen, Einschreiben und Auffrischen zählt, ausführt, so daß ein dritter Substrat-Vorspannungsstrom nur dann zum Ausgang (9) getrieben wird, wenn ein solches Impulssignal empfangen wird.
7. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspuch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste, von dem ersten Schaltungskreis (A) gelieferte Vorspannungsstrom so bemessen ist, daß der Leckstrom eines P-N-übergangs in dem integrierten Schaltkreis kompensiert wird.
8. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schaltungskreis (A) enthält:
- einen ersten gleichrichtenden MOS-Transistor (13), der zwischen die eine Elektrode des zweiten kapazitiven Elements (4) und dem Ausgang (9) geschaltet ist;
einen vierten gleichrichtenden MOS-Transistor (26), dessen eine Hauptelektrode mit der einen Elektrode des kapazitiven Elements (4) verbunden ist;
- einen Steuer-MOS-Transistor (15), der zwischen der anderen Hauptelektrode des vierten gleichrichtenden MOS-Transistors (7) und Erde geschaltet ist;
- und einen ein "EIN"-Signal erzeugender Schaltkreis zum Anlegen eines "EINn-Signals an die Gatelektrode des Steuer-MOS-Transistors (15) für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Anlegen der Versorgungsspannung, das den Steuer-MOS-Transistor (15)
leitend werden läßt;
und daß der dritte Schaltungskreis enthält:
einen fünften gleichrichtenden MOS-Transistor (26), der zwischen die eine Elektrode des vierten kapazitiven Elements und dem Ausgang (9) geschaltet ist;
und einen sechsten gleichrichtenden MOS-Transistor (27), der zwischen die eine Elektrode des vierten kapazitiven Elements (24) und Erde geschaltet ist.
9. Substrat-Potential erzeugende elektrische
Schaltung nach Anspuch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der das "EIN"-Signal erzeugende Schaltkreis enthält:
ein erstes Ladeelement (20), das zwischen einen ersten Verzweigungspunkt (21) und den Stromanschluß (2), an welchen die Versorgungsspannung angelegt ist, geschaltet ist;
ein zweites Ladeelement (16), das zwischen den Stromanschluß (2) und einen mit dem Steuer-MOS-Transistor (15) verbundenen Verzweigungspunkt (17) geschaltet ist;
und einen MOS-Transistor (19), der zwischen den zweiten Verzweigungspunkt (17) und Erde geschaltet ist, und der eine mit dem ersten Verzweigungspunkt (21) verbundene Gatelektrode besitzt.
10. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet , daß die Kapazität des dritten kapazitiven Elements (22) größer als die parasitäre Kapazität (18) an der Gatelektrode des Steuer-MOS-Transistors (15) ist.
11. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet , daß die Stärke des erste Substrat-Vorspannungsstroms geringer ist als jeweils der zweite oder dritte Substrat-Vorspannungsstrom.
12. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung für einen Feldeffekttransistoren mit isolierter Gatterelektrode als wesentliche Bauelemente
benutzenden integrierten Halbleiter-Schaltkreis,
gekennzeichnet durch
einen ersten Schaltungskreis (A), der über
ein erstes kapazitives Element (10) ein Pulssignal von einem Impulse erzeugenden Schaltkreis (1) erhält, welcher von einer Versorgungsspannung zum Treiben eines ersten Substrat-Vorspannungsstroms zu einem Ausgang (9) zu allen Zeitpunkten nach dem Anlegen der
Versorgungsspannung gespeist wird;
und einen dritten Schaltungskreis (C), der über ein viertes kapazitives Element (24) ein Impulssignal erhält, welches nur dann erzeugt wird, wenn
der integrierte Halbleiter-Schaltkreis eine aktive Operation, wozu Auslesen, Einschreiben und Auffrischen zählt, ausführt, so daß ein dritter Substrat-Vorspannungsstrom nur dann zum Ausgang getrieben wird, wenn das Impulssignal empfangen wird.
13. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspuch 12,
dadurch gekennzeichnet , daß der erste, von dem ersten Schaltungskreis (A) gelieferte
Sustrat-Vorspannungsstrom so bemessen ist, daß er den Leckstrom eines P-N-übergangs in dem integrierten Schaltkreis kompensiert.
14. Substrat-Potential erzeugende elektrische
Schaltung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schaltungskreis (A) enthält:
- einen ersten gleichrichtenden MOS-Transistor (13), der zwischen die eine Elektrode des ersten kapazitiven Elements (10) und dem Ausgang (9) geschaltet ist;
5
einen zweiten gleichrichtenden MOS-Transistor (12), der zwischen die eine Elektrode des ersten kapazitiven Elements (10) und Erde geschaltet ist;
und daß der dritte Schaltungskreis (C) enthält:
einen fünften gleichrichtenden MOS-Transistor (26), der zwischen die eine Elektrode des vierten kapazitiven Elements und dem Ausgang (9) geschaltet
ist;
einen sechsten gleichrichtenden MOS-Transistor (27), der zwischen die eine Elektrode des vierten kapazitiven Elements (24) und Erde geschaltet ist.
15. Substrat-Potential erzeugende elektrische Schaltung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet , daß der erste Substrat-Vorspannungsstrom kleiner ist als der dritte
Substrat-Vorspannungsstrom.
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