DE3850445T2 - Integrierter Halbleiterschaltkreis mit reduziertem Energieverbrauch. - Google Patents

Integrierter Halbleiterschaltkreis mit reduziertem Energieverbrauch.

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DE3850445T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf integrierte Halbleiterschaltungen, und im besonderen auf eine integrierte Halbleiterschaltung mit reduziertem Energieverbrauch.
  • Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Synthesizer-Tuners. Der Synthesizer-Tuner umfaßt einen Hochfrequenzverstärker 11, einen Frequenzmischer 12, einen Zwischenfrequenzverstärker 13, einen Frequenzdemodulator 14, einen Stereodemodulator 15, Niederfrequenzverstärker 16 und 17 und eine Oszillatorschaltung 20. Die Oszillatorschaltung 20 umfaßt einen Überlagerungsoszillator 21, einen Voruntersetzer 22, einen programmierbaren Zähler 23, einen Kristalloszillator 24, einen Frequenzteiler 25, einen Phasenkomparator 26, ein Tiefpaßfilter 27 und eine Spannungssteuerschaltung 28.
  • Ein Meterwellenfrequenz-(VHF, UKW)-Signal, das durch eine Antenne 10 empfangen wurde, wird in dem Hochfrequenzverstärker 11 verstärkt und dem Frequenzmischer 12 zugeführt. Eine Spannung von der Oszillatorschaltung 20 wird dem Frequenzmischer 12 zugeführt, und der Frequenzmischer 12 gibt ein Zwischenfrequenzsignal aus, das einer Differenz zwischen der Frequenz des empfangenen Signals und der Oszillationsfrequenz der Oszillatorschaltung 20 entspricht. Das Zwischenfrequenzsignal wird in dem Zwischenfrequenzverstärker 13 verstärkt und dem Frequenzdemodulator 14 zugeführt, der das Zwischenfrequenzsignal frequenzdemoduliert. Ein demoduliertes Ausgangssignal des Frequenzdemodulators 14 wird dem Stereodemodulator 15 zugeführt, der das demodulierte Ausgangssignal in Rechtskanal- und Linkskanalsignale trennt. Das Rechtskanalsignal wird in dem Niederfrequenzverstärker 16 verstärkt und über einen Ausgangsanschluß 18 ausgegeben, während das Linkskanalsignal in dem Niederfrequenzverstärker 17 verstärkt wird und über einen Ausgangsanschluß 19 ausgegeben wird.
  • Die Spannungssteuerschaltung 28 der Oszillatorschaltung 20 ist vorgesehen, um den Energieverbrauch der Voruntersetzerschaltung 22 zu reduzieren. Ein Ausgangssignal des Überlagerungsoszillators 21 wird in der Voruntersetzerschaltung 22 frequenzgeteilt, und die Voruntersetzerschaltung 22 führt ein frequenzgeteiltes Signal dem programmierbaren Zähler 23 zu. Ein vorbestimmter Zählwert N wird in dem programmierbaren Zähler 23 gesetzt. Ein Ausgangssignal des programmierbaren Zählers 23 wird dem Phasenkomparator 26 zugeführt. Andererseits wird ein Ausgangssignal des Kristalloszillators 24 in dem Frequenzteiler 25 frequenzgeteilt und dem Phasenkomparator 26 zugeführt. Der Phasenkomparator 26 vergleicht die Phase des Ausgangssignals des programmierbaren Zählers 23 und die Phase des Ausgangssignals des Frequenzteilers 25 und gibt ein Phasenfehlersignal aus, das von dem Phasenfehler zwischen den zwei Signalen abhängt. Der Phasenkomparator 26 verwendet sein ausgegebenes Phasenfehlersignal, um die Oszillationsfrequenz des Überlagerungsoszillators 21 über das Tiefpaßfilter 27 zu steuern.
  • Wenn die Phasen der zwei in dem Phasenkomparator 26 verglichenen Signale zusammenfallen, arbeitet der Synthesizer-Tuner nur ansprechend auf das Ausgangssignal des Überlagerungsoszillators 21, und der Voruntersetzer 22 wird im wesentlichen nicht verwendet. In diesem Fall führt der Phasenkomparator 26 der Spannungssteuerschaltung 28 ein Signal zu, das anzeigt, daß die Phasen der zwei verglichenen Signale zusammenfallen, und die Spannungssteuerschaltung 28 schaltet die Spannungszufuhr zu dem Voruntersetzer 22 ab. Die Operationsgeschwindigkeiten des programmierbaren Zählers 23 und des Phasenkomparators 26 sind im Vergleich zu der Operationsgeschwindigkeit des Voruntersetzers 22 langsam. Aus diesem Grund dauert es einige Millisekunden, bis der Phasenfehler auftritt, nachdem die Spannungszufuhr zu dem Voruntersetzer 22 abgeschaltet ist.
  • Wenn ein Phasenfehler auftritt, wird die Spannungssteuerschaltung 28 ansprechend auf das Ausgangssignal des Phasenkomparators 26 betrieben. Als Resultat wird die Spannung von der Spannungssteuerschaltung 28 dem Voruntersetzer 22 zugeführt, und der Phasenvergleich wird in dem Phasenkomparator 26 normal ausgeführt. Im allgemeinen wird eine AUS-Zeitperiode, in der die Spannungszufuhr zu dem Voruntersetzer 22 abgeschaltet ist, auf einen Wert in der Größenordnung von 1/5 einer EIN-Zeitperiode gesetzt, in der die Spannungszufuhr zu dem Voruntersetzer 22 erfolgt, so daß der Abstimmfehler für den Hörer unwesentlich ist.
  • Gemäß der herkömmlichen Oszillatorschaltung 20, in der die Spannungssteuerschaltung 28 dem Voruntersetzer 22 eine reduzierte kleine Spannung zuführt, um den Energieverbrauch zu reduzieren, ist jedoch eine große Spannung erforderlich, um den Voruntersetzer 22 auf Betrieb zurückzuschalten, und eine große Antriebskapazität der Spannungssteuerschaltung 28 ist notwendig, um die Spannung, die dem Voruntersetzer 22 zugeführt wird, zu erhöhen. Aus diesem Grund wird der Schaltungsumfang der Spannungssteuerschaltung 28 unvermeidlich groß. Außerdem wird der Schaltungsaufbau der Spannungssteuerschaltung 28 komplex, da die Spannungseinstellung mit hoher Genauigkeit erfolgen muß, nachdem der Voruntersetzer 22 auf Betrieb zurückschaltet.
  • EP-A-0 218 338 offenbart eine integrierte Halbleiterschaltung gemäß der Präambel des beiliegenden Anspruchs 1. Diese Schaltung verwendet Klemmschaltungen (Schaltnetze) auf sowohl den Eingangs- als auch Ausgangsseiten der Vorspannungsschaltung (Bezugsspannungsgenerator). Die Klemmschaltung auf der Eingangsseite hat einen relativ komplexen Aufbau.
  • JP-A-61 043 829 offenbart eine integrierte Halbleiterschaltung, die in einem nichtselektierten Zustand einen niedrigen Energieverbrauch erreicht, indem der Pegel einer Bezugsspannung in Abhängigkeit von einer externen Chipselektionseingabe geändert wird. Eine Selektorschaltung ist zwischen den Externeingabe- und Dualvorspannungsschaltungen, die zum Zuführen von Bezugsspannungen zu einer Logikschaltung vorgesehen sind, seriell eingefügt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Halbleiterschaltung vorgesehen, mit einer ersten Energiequelle zum Zuführen einer ersten Energiequellenspannung, einer zweiten Energiequelle zum Zuführen einer zweiten Energiequellenspannung, die niedriger als die erste Energiequellenspannung ist, und einer Logikschaltung, die zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist; welche Logikschaltung wenigstens erste und zweite Transistoren umfaßt, die ein emittergekoppeltes Transistorenpaar bilden, einen dritten Transistor, der als Konstantstromquelle zum Zuführen eines Stroms zu den genannten ersten und zweiten Transistoren verwendet wird, einen Eingangsanschluß, der mit einer Basis des genannten ersten Transistors operativ gekoppelt ist, zum Empfangen eines Eingangssignals für die genannte integrierte Halbleiterschaltung, und einen Ausgangsanschluß, der mit einem Kollektor des genannten ersten Transistors operativ gekoppelt ist, zum Ausgeben eines Ausgangssignals der genannten integrierten Halbleiterschaltung; und
  • einer Vorspannungsschaltung, die zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist, mit einem vierten Transistor, der einen Emitter hat, von dem eine erste vorbestimmte Spannung einer Basis des genannten dritten Transistors zugeführt wird, und einem Impedanzmittel, das zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist, von welchem Impedanzmittel ein Ende mit der genannten ersten Energiequelle gekoppelt ist und ein anderes Ende mit einer Basis des genannten vierten Transistors gekoppelt ist, um ihm eine zweite vorbestimmte Spannung zuzuführen; und
  • einer Klemmschaltung, die parallel zu der genannten Vorspannungsschaltung verbunden ist, indem sie zwischen der Basis des genannten vierten Transistors und der genannten zweiten Energiequelle gekoppelt ist und ansprechend auf ein Steuersignal, das ihr zugeführt wird, EIN- und Ausgeschaltet wird, welche Klemmschaltung in einem EIN- Zustand die genannten vierten und dritten Transistoren Ausschaltet, welche Klemmschaltung in einem AUS-Zustand die genannte zweite vorbestimmte Spannung auf die Basis des genannten vierten Transistors anwendet, um den genannten vierten Transistor EINzuschalten, und die genannte erste vorbestimmte Spannung auf die Basis des genannten dritten Transistors anwendet, um den genannten dritten Transistor EINzuschalten;
  • dadurch gekennzeichnet, daß :die genannte Klemmschaltung durch einen einzelnen Transistor gebildet ist, der eine Basis hat, die angeordnet ist, um das genannte Steuersignal zu empfangen, und einen Emitter und Kollektor, die mit der genannten Basis des genannten vierten Transistors bzw. der genannten zweiten Energiequelle verbunden sind.
  • Somit ist die Klemmschaltung AUSgeschaltet und führt die Klemmoperation bezüglich der Basis des vierten Transistors nicht aus, wenn die gesamte integrierte Halbleiterschaltung arbeiten muß. Daher arbeitet die Vorspannungsschaltung, um das Basispotential des dritten Transistors auf die erste vorbestimmte Spannung einzustellen, wodurch die Logikschaltung in den Betriebszustand versetzt wird, der eine vorbestimmte Logikschaltung ausführen kann. Andererseits ist, wenn die gesamte integrierte Halbleiterschaltung nicht zu arbeiten braucht, die Klemmschaltung EINgeschaltet, um das Basispotential des vierten Transistors zu klemmen. In diesem Fall arbeitet die Vorspannungsschaltung nicht, und die Logikschaltung ist in einem Nichtbetriebszustand. Deshalb ist es möglich, den Energieverbrauch der integrierten Schaltung durch Steuern der Betriebs- und Nichtbetriebszustände der Vorspannungsschaltung durch die Klemmschaltung zu reduzieren, um die Betriebs- und Nichtbetriebszustände der Logikschaltung zu steuern.
  • Als Beispiel wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:- Fig. 1 ein Systemblockdiagramm ist, das ein Beispiel eines herkömmlichen Synthesizer-Tuners zeigt;
  • Fig. 2 ein Systemblockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung ist, die auf den Synthesizer-Tuner angewendet ist;
  • Fig. 3 ein Systemblockdiagramm des Voruntersetzers in Fig. 2 ist;
  • Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm eines Flipflops in dem Voruntersetzer von Fig. 3 ist;
  • Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm ist, das einen wesentlichen Teil einer ersten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf den Voruntersetzer anwendbar ist;
  • Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm ist, das einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf den Voruntersetzer anwendbar ist; und
  • Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm ist, das einen wesentlichen Teil einer dritten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf den Voruntersetzer anwendbar ist.
  • Fig. 2 zeigt im allgemeinen eine Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf den Synthesizer-Tuner angewendet ist. In Fig. 2 sind jene Teile, die im wesentlichen dieselben wie jene entsprechenden Teile in Fig. 1 sind, mit denselben Bezugszeichen mit einem Index "A" bezeichnet, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. In Fig. 2 umfaßt eine Oszillatorschaltung 30 einen Überlagerungsoszillator 31, einen Voruntersetzer 32, einen programmierbaren Zähler 33, einen Kristalloszillator 34, einen Frequenzteiler 35, einen Phasenkomparator 36 und ein Tiefpaßfilter 37.
  • Fig. 3 zeigt im allgemeinen den Aufbau des Voruntersetzers 32 des Synthesizer-Tuners. Der Voruntersetzer 32 umfaßt eine Logikschaltung 40, die durch Flipflop-Schaltungen 41 bis 43 und einen Ausgangspuffer 44 gebildet ist, eine Vorspannungsschaltung 45 und eine Klemmschaltung 46, die wie gezeigt verbunden sind. Ein Ausgangssignal des Überlagerungsoszillators 31 wird auf einen Eingangsanschluß 47 angewendet, und ein Ausgangssignal des Phasenkomparators 36 wird auf einen Eingangsanschluß 48 angewendet. Ein Ausgangssignal des Ausgangspuffers 44 wird über einen Ausgangsanschluß 49 als Ausgangssignal des Voruntersetzers 32 ausgegeben.
  • Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Flipflop-Schaltung 41. Die Flipflop-Schaltung 41 umfaßt Transistoren Q21 bis Q38 und Widerstände R21 bis R28, die wie gezeigt verbunden sind, und ist eine emittergekoppelte Logik-(ECL)- Schaltung. Eine Stromsteuerleitung 53 und eine Bezugsleitung 51 verlaufen wie gezeigt. Ein Eingangsanschluß 54 entspricht einem Taktanschluß C der Flipflop-Schaltung 41, und Ausgangsanschlüsse 55 und 56 entsprechen den Q-Ausgangs- und -Ausgangsanschlüssen der Flipflop-Schaltung 41. +V bezeichnet eine positive Energiequellenspannung, und -V bezeichnet eine negative Energiequellenspannung (Erdspannung) von jeweiligen Energiequellen (+V und -V). Die Konstruktion der Flipflop-Schaltungen 42 und 43 ist identisch mit jener der Flipflop-Schaltung 41, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
  • Fig. 5 zeigt einen wesentlichen Teil einer ersten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf den Voruntersetzer 32 anwendbar ist. In Fig. 5 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile in Fig. 3 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. Die Vorspannungsschaltung 45 umfaßt Transistoren Q1 bis Q6 und Widerstände R1 bis R6, die wie gezeigt verbunden sind. Eine Logikschaltung 40A umfaßt Transistoren Q7 bis Q9 und Widerstände R7 bis R9, die wie gezeigt verbunden sind, und entspricht dem Ausgangspuffer 44, der in Fig. 3 gezeigt ist, zum hauptsächlichen Ausführen einer Logikoperation des Voruntersetzers 32. Die Klemmschaltung 46 umfaßt einen pnp-Transistor Q10. +V und -V bezeichnen positive bzw. negative Energiequellenspannungen.
  • Die Transistoren Q7 und Q8 der Logikschaltung 40A bilden ein emittergekoppeltes Transistorenpaar (Differentialpaar), und der Transistor Q9 wird als Konstantstromquelle verwendet. Ein Knoten zwischen den Transistoren Q1 und Q2 der Vorspannungsschaltung 45 und eine Basis des Transistors Q7 der Logikschaltung 40A sind durch die Stromsteuerleitung 51 verbunden. Die Stromsteuerleitung 51 wird verwendet, um auf die Basis des Transistors Q7 eine Bezugsspannung für das Differentialpaar anzuwenden. Der Transistor Q10 verbindet mit einem Knoten A, der mit einer Basis des Transistors Q2 der Vorspannungsschaltung 45 verbunden ist, und klemmt ein Potential der Basis des Transistors Q2 auf einem vorbestimmten Spannungspegel.
  • Wenn der Voruntersetzer 32 in Fig. 2 das Ausgangssignal des Überlagerungsoszillators 31 empfängt, führt der Voruntersetzer 32 ein frequenzgeteiltes Signal dem programmierbaren Zähler 33 zu. Ein vorbestimmter Zählwert N wird in dem programmierbaren Zähler 33 gesetzt. Der Phasenkomparator 36 vergleicht die Phase des Ausgangssignals des programmierbaren Zählers 33 und die Phase eines Ausgangssignals des Frequenzteilers 35, der die Frequenz eines Ausgangssignals des Kristalloszillators 34 teilt. Der Phasenkomparator 36 gibt ein Phasenfehlersignal aus, das von einem Phasenfehler zwischen den zwei verglichenen Signalen abhängt, und führt dieses Phasenfehlersignal über das Tiefpaßfilter 37 zurück zu dem Überlagerungsoszillator 31.
  • Wenn die Phasen der zwei in dem Phasenkomparator 36 verglichenen Signale zusammenfallen, führt der Phasenkomparator 36 dem Eingangsanschluß 48 für die Klemmschaltung 46 des Voruntersetzers 32 ein Signal mit niedrigem Pegel zu. Als Resultat des EIN-Zustandes des Transistors Q10 wird das Basispotential des Transistors Q2 der Vorspannungsschaltung 45 auf einer niedrigen Spannung (das Eingangssignal mit niedrigem Pegel +VBE(Q10)) geklemmt, wodurch die Transistoren Q2 und Q6 AUSgeschaltet werden. Demzufolge entspricht ein Strom, der durch die Vorspannungsschaltung 45 fließt, nur einem Strom, der über den Widerstand R1 zu dem Transistor Q10 fließt, und ist extrem klein. Zusätzlich wird der Transistor Q9, der als Konstantstromquelle verwendet wird, AUSgeschaltet, um die Operation der Logikschaltung 40A zu stoppen, wenn der Transistor Q2 AUSgeschaltet ist. Als Resultat ist praktisch kein Strom vorhanden, der zu dem Ausgangspuffer 44 fließt.
  • Mit anderen Worten, in einem Normalzustand ist ein Vorspannungspotential Vref2 (Basispotential des Transistors Q9) zum Steuern des Stroms, der zu dem Transistor Q9 fließt, durch einen Strom bestimmt, der am Knoten A fließt. Das Vorspannungspotential Vref2 ist eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q2, die kleiner als das Potential am Knoten A ist, und kann mit der folgenden Formel beschrieben werden, in der I&sub1; einen Strom bezeichnet, der über den Widerstand R1 fließt, R1 den Widerstandswert des Widerstands R1 bezeichnet, und VBE(Q2) die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q2 bezeichnet.
  • Vref2 = +V - I&sub1;R1 - VBE(Q2)
  • Andererseits kann ein Bezugspotential Vref1 an der Bezugsleitung 51 in dem normalen Zustand mit der folgenden Formel beschrieben werden, in der I&sub2; einen Strom bezeichnet, der über den Widerstand R2 fließt, R2 den Widerstandswert des Widerstands R2 bezeichnet, und VBE(Q1) eine Basis-Emitter- Spannung des Transistors Q1 bezeichnet.
  • Vref1 = +V - I&sub2;R2 - VBE(Q1)
  • Das heißt, das Bezugspotential Vref1 in dem normalen Zustand ist ein Zwischenpotential zwischen den hohen und niedrigen Pegeln des Eingangssignals, das über einen Eingangsanschluß 47A auf eine Basis des Transistors Q8 angewendet wird. Das Eingangssignal, daß auf den Eingangsanschluß 47A angewendet wird, entspricht dem Q-Ausgang der Flipflop-Schaltung 43 in Fig. 3.
  • Aber in einem Klemmzustand, bei dem das Ausgangssignal mit niedrigem Pegel (-V) von dem Phasenkomparator 36 ausgegeben wird, wird der Transistor Q10 EINgeschaltet, und das Potential am Knoten A wird auf der niedrigen Spannung geklemmt, die der Basis-Fmitter-Spannung VBE(Q10) des Transistors Q10 über dem Ausgangssignal mit niedrigem Pegel (-V) entspricht. Somit werden die Transistoren Q2 und Q6 AUS- geschaltet, und das Basispotential des Transistors Q9, d. h., das Vorspannungspotential, Vref2 verringert sich. Da der Transistor Q9 als Konstantstromquelle der Logikschaltung 40A dient, fließt kein Strom mehr zu der Logikschaltung 40A, wenn sich der Transistor Q9 AUSschaltet.
  • Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Transistor Q9 AUSgeschaltet, um den Energieverbrauch in der Logikschaltung 40A zu reduzieren, und zusätzlich ist der Transistor Q10 (Klemmschaltung 46) vorgesehen, um das Potential am Knoten A zu klemmen, um den Strom in der Vorspannungsschaltung 45 zu reduzieren. Als Resultat ist es möglich, den Energieverbrauch der Vorspannungsschaltung 45 selbst zu reduzieren. Daher wird der Voruntersetzer 32 für eine vorbestimmte Zeit inaktiv gemacht, nachdem die Phasen der zwei in dem Phasenkomparator 36 verglichenen Signale zusammenfallen, und der Energieverbrauch des Voruntersetzers 32 ist extrem klein.
  • Wenn andererseits ein Phasenfehler zwischen den zwei verglichenen Signalen vorhanden ist, führt der Phasenkomparator 36 dem Voruntersetzer 32 ein Signal mit hohem Pegel zu. In diesem Fall kehrt das Potential am Knoten A zu einer vorbestimmten Spannung zurück, wodurch der Transistor Q2 EINgeschaltet wird. Eine Konstantspannung wird somit auf die Basis des Transistors Q9 angewendet, und der Ausgangspuffer 44 kehrt zu einem Zustand zurück, der die Logikoperation des Voruntersetzers 32 ausführen kann.
  • Demzufolge kann der Voruntersetzer 32 durch Verwendung der Klemmschaltung 46, die einen einfachen Schaltungsaufbau hat, leicht in den Betriebszustand zurückversetzt werden. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Synthesizer-Tuner ist keine komplexe und große Spannungssteuerschaltung erforderlich.
  • In Fig. 5 ist der Ausgangspuffer 44 des in Fig. 3 gezeigten Voruntersetzers 32 als Beispiel der Logikschaltung 40A beschrieben. Die in Fig. 5 gezeigte Logikschaltung 40A, die mit den Flipflop-Schaltungen 41, 42, und 43 verbunden ist, ist jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, auch eine Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit anderen Worten, wenn die Stromsteuerleitung 53 von der Vorspannungsschaltung 45 den Klemmpegel annimmt, werden die Ströme zu den Flipflop- Schaltungen 41, 42 und 43 alle abgeschaltet.
  • Fig. 6 zeigt einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf den Voruntersetzer 32 anwendbar ist. In Fig. 6 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile in Fig. 5 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. Eine Vorspannungsschaltung 45A umfaßt Transistoren Q11 bis Q13 und Widerstände R10 bis R13, die wie gezeigt verbunden sind.
  • Die Vorspannungsschaltung 45 der ersten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, hat die Funktion des Kompensierens einer Abweichung der Energiequellenspannung und die Funktion des Kompensierens einer Änderung der Charakteristiken von Elementen, die durch eine Temperaturänderung verursacht wurde. Andererseits hat die Vorspannungsschaltung 45A der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist, nur die Funktion des Kompensierens der Abweichung der Energiequellenspannung. Ein Basispotential des Transistors Q12 der Vorspannungsschaltung 45A kann jedoch durch die Klemmschaltung 46 geklemmt werden, und es ist möglich, den Energieverbrauch des Voruntersetzers 32 ähnlich wie im Fall der ersten Ausführungsform zu reduzieren.
  • Fig. 7 zeigt einen wesentlichen Teil einer dritten Ausführungsform der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf den Voruntersetzer 32 anwendbar ist. In Fig. 7 sind jene Teile, die dieselben wie jene entsprechenden Teile in Fig. 6 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung von ihnen wird weggelassen. Eine Klemmschaltung 46A umfaßt einen npn- Transistor Q14, der wie gezeigt mit der Vorspannungsschaltung 45A verbunden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform führt der Phasenkomparator 36 dem Voruntersetzer 32 ein Signal mit hohem Pegel zu, wenn die Phasen der zwei in dem Phasenkomparator 36 verglichenen Signale zusammenfallen, und die Klemmschaltung 46A arbeitet, um den Energieverbrauch des Voruntersetzers 32 zu reduzieren. Wenn andererseits ein Phasenfehler zwischen den zwei in dem Phasenkomparator 36 verglichenen Phasen vorhanden ist, führt der Phasenkomparator 36 dem Voruntersetzer 32 ein Signal mit niedrigem Pegel zu, und der Ausgangspuffer 44 des Voruntersetzers 32 führt die Logikoperation des Voruntersetzers 32 aus.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die vorliegende Erfindung auf einen Voruntersetzer zum Reduzieren von seinem Energieverbrauch angewendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung natürlich auf Logikschaltungen des Konstantstromtyps anwendbar, die anders als der Voruntersetzer sind und mit einer Vorspannungsschaltung versehen sind.

Claims (9)

1. Eine integrierte Halbleiterschaltung mit einer ersten Energiequelle (+V) zum Zuführen einer ersten Energiequellenspannung, einer zweiten Energiequelle (-V) zum Zuführen einer zweiten Energiequellenspannung, die niedriger als die erste Energiequellenspannung ist, und einer Logikschaltung (40, 40A), die zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist; welche Logikschaltung (40, 40A) wenigstens erste und zweite Transistoren (Q8, Q7) umfaßt, die ein emittergekoppeltes Transistorenpaar bilden, einen dritten Transistor (Q9), der als Konstantstromquelle zum Zuführen eines Stroms zu den genannten ersten und zweiten Transistoren verwendet wird, einen Eingangsanschluß (47, 47A), der mit einer Basis des genannten ersten Transistors operativ gekoppelt ist, zum Empfangen eines Eingangssignals für die genannte integrierte Halbleiterschaltung, und einen Ausgangsanschluß (49), der mit einem Kollektor des genannten ersten Transistors operativ gekoppelt ist, zum Ausgeben eines Ausgangssignals der genannten integrierten Halbleiterschaltung; und
einer Vorspannungsschaltung (45, 45A), die zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist, mit einem vierten Transistor (Q2, Q12), der einen Emitter hat, von dem eine erste vorbestimmte Spannung (Vref2) einer Basis des genannten dritten Transistors (Q9) zugeführt wird, und einem Impedanzmittel (R1, R11), das zwischen den genannten ersten und zweiten Energiequellen gekoppelt ist, von welchem Impedanzmittel ein Ende mit der genannten ersten Energiequelle gekoppelt ist und ein anderes Ende mit einer Basis des genannten vierten Transistors (Q2, Q12) gekoppelt ist, um ihm eine zweite vorbestimmte Spannung zuzuführen; und
einer Klemmschaltung (46, 46A), die parallel zu der genannten Vorspannungsschaltung (45, 45A) verbunden ist, indem sie zwischen der Basis des genannten vierten Transistors und der genannten zweiten Energiequelle gekoppelt ist und ansprechend auf ein Steuersignal, das ihr zugeführt wird, EIN- und AUSgeschaltet wird, welche Klemmschaltung in einem EIN-Zustand die genannten vierten (Q2, Q12) und dritten (Q9) Transistoren AUSschaltet, welche Klemmschaltung in einem AUS-Zustand die genannte zweite vorbestimmte Spannung auf die Basis des genannten vierten Transistors (Q2, Q12) anwendet, um den genannten vierten Transistor EINzuschalten, und die genannte erste vorbestimmte Spannung auf die Basis des genannten dritten Transistors anwendet, um den genannten dritten Transistor EIN- zuschalten;
dadurch gekennzeichnet, daß :die genannte Klemmschaltung (46, 46A) durch einen einzelnen Transistor (Q1, Q10) gebildet ist, der eine Basis hat, die angeordnet ist, um das genannte Steuersignal zu empfangen, und einen Emitter und Kollektor, die mit der genannten Basis des genannten vierten Transistors (Q2, Q12) bzw. der genannten zweiten Energiequelle (VEE) verbunden sind.
2. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorspannungsschaltung (45, 45A) ferner einen fünften Transistor (Q1, Q11) umfaßt, der einen Kollektor hat, der mit der genannten ersten Energiequelle (+V) gekoppelt ist, und einen Emitter, der mit einer Basis des genannten zweiten Transistors (Q7) und einem Kollektor des genannten vierten Transistors (Q2, Q12) gekoppelt ist, welcher fünfte Transistor eine Bezugsspannung auf die Basis des genannten zweiten Transistors anwendet, der mit dem genannten ersten Transistor das emittergekoppelte Transistorenpaar bildet.
3. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorspannungsschaltung (45) ferner einen sechsten Transistor (Q6) umfaßt, der einen Kollektor hat, der mit der Basis des genannten fünften Transistors (Q1) gekoppelt ist, und eine Basis, die mit der genannten Klemmschaltung gekoppelt ist, und siebte, achte und neunte Transistoren (Q5, Q4, Q3), die Emitter haben, die mit der genannten zweiten Energiequelle gekoppelt sind, welcher siebte Transistor (Q5) einen Kollektor hat, der mit der genannten Klemmschaltung (46) gekoppelt ist, welcher achte Transistor (Q4) einen Kollektor hat, der mit einer Basis des genannten siebten Transistors und einem Emitter des genannten sechsten Transistors gekoppelt ist, welcher neunte Transistor (Q3) eine Basis und einen Kollektor hat, die gemeinsam mit einer Basis des genannten achten Transistors und dem Emitter des genannten vierten Transistors (Q2) gekoppelt sind.
4. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Klemmschaltung (46) einen pnp-Transistor (Q10) umfaßt, der einen Emitter hat, der mit der genannten Logikschaltung (40, 40A) gekoppelt ist, einen Kollektor, der mit der genannten zweiten Energiequelle gekoppelt ist, und eine Basis, der das Steuersignal zum Steuern ihrer EIN- und AUS- Zustände zugeführt wird.
5. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Impedanzmittel (R1, R11) einen Widerstand (R1) umfaßt, der mit einem Ende mit der genannten ersten Energiequelle (+V) und mit einem anderen Ende mit der Basis des genannten sechsten Transistors (Q6) gekoppelt ist.
6. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorspannungsschaltung (45A) ferner einen fünften Transistor (Q11) umfaßt, der einen Kollektor hat, der mit einer Basis des genannten vierten Transistors (Q12) gekoppelt ist, eine Basis, die mit dem Emitter des genannten vierten Transistors gekoppelt ist, und einen Emitter, der mit der genannten zweiten Energiequelle (-V) gekoppelt ist.
7. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Klemmschaltung (46) einen pnp-Transistor (Q10) umfaßt, der einen Emitter hat, der mit der Logikschaltung (40, 40A) gekoppelt ist, einen Kollektor, der mit der zweiten Energiequelle (-V) gekoppelt ist, und eine Basis, der das Steuersignal zum Steuern von seinen EIN- und AUS-Zuständen zugeführt wird.
8. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzmittel (R1, R11) einen Widerstand (R11) umfaßt, dessen eines Ende mit der Basis des fünften Transistors (Q11) und dessen anderes Ende mit der Basis des vierten Transistors (Q12) gekoppelt ist.
9. Eine integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschaltung (46A) einen pnp- Transistor (Q14) umfaßt, der einen Kollektor hat, der mit der Logikschaltung (40, 40A) gekoppelt ist, einen Emitter, der mit der zweiten Energiequelle (-V) gekoppelt ist, und eine Basis, der das Steuersignal zur Steuerung von dessen EIN- und Aus- Zuständen zugeführt wird.
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