DE4221283C2 - CMOS-Ausgangstreiber mit schwimmender Wanne - Google Patents
CMOS-Ausgangstreiber mit schwimmender WanneInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein ein Verfahren
zum Aufbauen einer integrierten Schaltung, die normalerweise
bei einer Spannung unterhalb von 5 Volt arbeitet,
aber unter bestimmten Bedingungen mit Einrichtungen zusammenarbeiten
muß, die mit einer Versorgungsspannung von 5
Volt arbeiten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ganz
allgemein einen Ausgangstreiber mit schwimmender Wanne,
der mit Einrichtungen bzw. Schaltungen arbeiten kann, welche
eine Spannungsversorgung von 5 Volt verwenden. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine bi-direktionale
CMOS-Ausgangsstufe, die bis zu 3,3 Volt treibt, wenn
sie aktiv ist, aber bis zu 5,0 Volt toleriert, wenn sie
gesperrt oder unwirksam geschaltet ist.
Da komplementäre Metall-Oxyk-Halbleiter (CMOS) immer kleiner
geworden sind, ist die Spannungsversorgung dementsprechend
reduziert worden, um schädliche Effekte von Spannungsunterschieden
entlang zunehmend kleinerer Bauelementeabmessungen
zu vermindern. Diese Reduzierung von nominell 5 Volt
auf nominell 3,3 Volt ist nicht von allen Herstellern
gleichzeitig durchgeführt worden. Auch ist diese Reduzierung
nicht in allen Bauelementen eingehalten, mit denen
andere Halbleiterbauelemente bzw. -einrichtungen kommunizieren
müssen. Somit muß z. B. ein VLSI-Chip (VLSI=Very Large
Scale Integrated), der ausgelegt ist, mit 3,3 Volt zu arbeiten,
mit einem anderen Chip bei 5 Volt arbeiten.
Um diese Verbindung bzw. Komunikation funktionsrichtig
durchzuführen, ist eine spezielle Schaltung oder sind spezielle
Bauelementetechniken erforderlich, um eine zu starke
Belastung von Komponenten, die für 3,3 Volt Betrieb ausgelegt
sind, zu vermeiden. Die Alternative besteht in zusätzlichen
Kosten für zusätzliche Herstellungsschritte, die
notwendig sind, Bauelemente herzustellen, die höhere Spannungen
in den Eingangs/Ausgangs-Schaltungen der integrierten
Schaltungen aushalten.
Die Fig. 1 stellt einen typischen CMOS-Ausgangstreiber dar.
Ein solcher Ausgangstreiber besteht aus zwei Transistoren,
einem Hochzieh-Transistor Q₁ und einem Herunterzieh-Transistor
Q₂. Die Transistoren Q₁ und Q₂ werden von Vortreiberschaltungen
angesteuert, die Daten und Freigabesignale (enable
signals) entgegennehmen. Die Vortreiberschaltungen
sind größtenteils Skalierungsstufen bzw. Anpassungsstufen,
um Chipbauelemente-Weiten bzw. -Abmessungen (im Bereich von
einigen zehn Mikrometer) Bauelemente-Abmessungen außerhalb
des Chips (in der Größenordnung von 1000 Mikrometern) anzupassen.
Die Vortreiberschaltungen enthalten auch die Logik,
um ein Freigabesignal entgegenzunehmen, was Vp dazu zwingt,
nach oben (high) zu gehen, was Q₁ wegschaltet und was Vn
dazu zwingt, nach unten (low) zu gehen, was Q₂ abschaltet.
Vp wird im weiteren als positiver Logikeingang und Vn wird
im weiteren als negativer Logikeingang bezeichnet.
Die Transistoren Q₁ und Q₂ sind große Transistoren, die die
Ströme liefern, die dafür ausgelegt sind, Einrichtungen
außerhalb des Chips zu treiben. Wenn Q₁ und Q₂ gesperrt
sind, dann ist der Ausgang V₀ frei, sich zwischen 0 (null)
Volt und 3,3 Volt zu bewegen, wobei Vp=3,3 Volt und Vn=
0,0 Volt sind. Wenn der Ausgangstreiber jedoch mit einer
Schaltung verbunden ist, die mit einer logischen 1 von 5
Volt arbeitet, versucht V₀, die 3,3 Volt zu überschreiten.
Dies ergibt drei Probleme (in keiner speziellen Reihenfolge).
Erstens, der Transistor Q₁ wird eingeschaltet, da
| V0-Vp | | Vtp | (die Schwellenwertspannung eines PMOS-Bauelementes)
ist. Als nächstes wird die parasitäre Diode zwischen
dem Drain von Q₁ und der Wanne in Vorwärtsrichtung
gepolt bzw. gespannt. Schließlich sind die Spannungen entlang
Q₂ V0-Vn3,3 Volt und entlang Q₁ V₀-Vp3,3 Volt.
Das letzte dieser Probleme (bezüglich der Spannung entlang
Q₂) wird für gewöhnlich durch Hinzufügen eines Cascode-Transistors
Q₃ gelöst, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Durch eine
geeignete Dimensionierung von Q₃ und Q₂ kann die Spannung
Vc gesteuert werden, so daß weder Q₃ noch Q₂ einer zu hohen
Spannung ausgesetzt werden. Das Hinzufügen von Q₃ trägt
jedoch nichts dazu bei, die ersten zwei Probleme zu lösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine
CMOS-Ausgangstreiberstufe anzugeben, die normalerweise mit
einer Versorgungsspannung von 3,3 Volt arbeitet und noch
mit Schaltungseinrichtungen kommunizieren bzw. mit diesen
zusammenarbeiten kann, die mit einer Spannungsversorgung
von 5 Volt arbeiten.
Diese Aufgabe wird durch den CMOS-Ausgangstreiber nach Anspruch
1 bzw. durch die Ausgangstreiberschaltung nach Anspruch
3 gelöst.
Aus DE 40 04 381 ist eine CMOS-Schaltung bekannt, die aufweist: einen
Hochziehtransistor mit einem Source-Drain-Kanal und einem Gate, wobei
das eine Ende des Source-Drain-Kanals mit einem Versorgungsanschluß
und das andere Ende mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist, und einen
Herunterziehtransistor mit einem Source-Drain-Kanal und einem Gatekanal,
wobei das eine Ende des Source-Drain-Kanals des Herunterziehtransistors
mit Masse bzw. Erde verbunden ist. Die spezielle Realisierung
der CMOS-Schaltung gemäß der Erfindung ist jedoch aus dieser
Druckschrift nicht entnehmbar.
In ihrer breitesten Form beruht die Erfindung in einem Ausgangstreiber
mit schwimmendem Potential, der aufweist
einen Hochziehtransistor mit einem Gate und einer Wanne (well) und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der einen ersten Versorgungsanschluß mit einem Ausgangsknoten verbindet, wobei das Gate mit einer ersten Gegentakttreiberschaltung durch eine erste Gateschaltung verbunden ist und wobei die Wanne mit dem ersten Versorgungsanschluß durch eine Wanne-Schaltung verbunden ist;
einen Herunterziehtransistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der einen zweiten Versorgungsanschluß mit einem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit einer zweiten Gegentakt-Treiberspannung verbunden ist;
einen Cascode-Transistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der den Ausgangsknoten mit dem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist; und
wobei die Gate-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung an dem Ausgangsknoten zu empfangen und effektiverweise zu erlauben, daß die Spannung an dem Gate des Hochziehtransistors der Spannung am Ausgangsknoten folgt, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet,
wobei die Wannen-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, die Spannung an dem Ausgangsknoten zu empfangen und effektiverweise der Spannung an der Wanne des Hochziehtransistors zu erlauben, der Spannung an dem Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung an dem Ausgangsknoten die Spannung an dem ersten Versorgungsanschluß überschreitet.
einen Hochziehtransistor mit einem Gate und einer Wanne (well) und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der einen ersten Versorgungsanschluß mit einem Ausgangsknoten verbindet, wobei das Gate mit einer ersten Gegentakttreiberschaltung durch eine erste Gateschaltung verbunden ist und wobei die Wanne mit dem ersten Versorgungsanschluß durch eine Wanne-Schaltung verbunden ist;
einen Herunterziehtransistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der einen zweiten Versorgungsanschluß mit einem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit einer zweiten Gegentakt-Treiberspannung verbunden ist;
einen Cascode-Transistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Kanal, der den Ausgangsknoten mit dem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist; und
wobei die Gate-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung an dem Ausgangsknoten zu empfangen und effektiverweise zu erlauben, daß die Spannung an dem Gate des Hochziehtransistors der Spannung am Ausgangsknoten folgt, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet,
wobei die Wannen-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, die Spannung an dem Ausgangsknoten zu empfangen und effektiverweise der Spannung an der Wanne des Hochziehtransistors zu erlauben, der Spannung an dem Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung an dem Ausgangsknoten die Spannung an dem ersten Versorgungsanschluß überschreitet.
Um das Problem des Einschaltens von Q₁ zu lösen, wenn V0-
Vp die zugeordnete Schwellenwertspannung überschreitet,
stellt die vorliegende Erfindung eine VFG-Schaltung zur
Verfügung, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird. Wenn V₀ (kleiner
oder gleich) der angelegten Spannung Vdd ist, hier normalerweise
3,3 Volt, dann ist die VFG-Spannung gleich Vp.
Hier wird Vdd auch als Versorgungsanschluß bezeichnet. Wenn
jedoch V₀ größer als Vdd ist, folgt die VFG-Spannung V₀ und
wird den gleichen Wert wie V₀ annehmen. Auf diese Art und
Weise verhindert die VFG-Schaltung, daß Q₁ eingeschaltet
wird, wenn V₀ eine logische 1 von größer als 3,3 Volt ist.
Auf ähnliche Weise, um das Problem der Vorwärtsspannung der
parasitären Diode von Q₁ zu lösen, stellt die vorliegende
Erfindung eine VFW-Schaltung zu Verfügung, wie in der Fig. 5
gezeigt wird. Wenn V0Vdd ist, dann ist die VFW-Spannung
gleich Vdd. Wenn jedoch V₀ größer als Vdd ist, dann
folgt die VFW-Spannung V₀ und ist gleich zu V₀. Auf diese
Art und Weise schließt die VFW-Schaltung ein Vorwärtspolen
der parasitären Diode von Q₁ aus, wenn V₀ eine logische 1
von größer als 3,3 Volt ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung
sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den
Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt
Fig. 1 eine CMOS-Ausgangstreiberstufe nach dem Stand der
Technik,
Fig. 2 eine weitere CMOS-Ausgangstreiberstufe nach dem
Stand der Technik,
Fig. 3 eine bi-direktionale CMOS-Ausgangstreiberstufe einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Unterschaltung der bi-direktionalen CMOS-Ausgangstreiberstufe
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 eine weitere Unterschaltung der bi-direktionalen
CMOS-Ausgangstreiberstufe einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 stellt eine bekannte CMOS-Ausgangstreiberstufe dar.
Die Treiberstufe enthält einen Satz von Leitungen, die
DATA- und ENABLE-Leitungen umfassen. Die DATE- und ENABLE-
Leitungen führen zu den Vortreiber-Schaltungen, die ein
Paar von Spannungen erzeugen, Vp und Vn, welche im Bereich
zwischen 0,0 Volt und 3,3 Volt liegen. Die Treiberstufe enthält
weiterhin einen Hochziehtransistor Q₁ und einen Herunterziehtransistor
Q₂. Wie gezeigt wird, kann Q₁ ein PMOS-
Bauelement sein, während Q₂ ein NMOS-Bauelement sein kann.
Wenn beide Transistoren gesperrt sind, kann der Ausgang V₀
sich frei zwischen 0,0 Volt und 3,3 Volt bewegen, wobei Vp
gleich 3,3 Volt und Vn gleich 0,0 Volt sind.
Fig. 3 stellt eine Ausgangstreiberstufe der vorliegenden
Erfindung dar. Um das nicht gewünschte Einschalten von Q₁
zu verhindern, enthält die Ausgangstreiberstufe eine VFG-
Schaltung, die in Fig. 4 gezeigt wird. Der Ausdruck VFG
bezieht sich auf "floating gate=schwimmendes Gate". Um
das unerwünschte Vorwärtspolen der parasitären Diode zwischen
dem Drain von Q₁ und der Wanne, in dem es ausgebildet
ist, zu vermeiden, enthält die Ausgangstreiberstufe eine
VFW-Schaltung, die in Fig. 5 gezeigt wird. Der Ausdruck VFW
bezieht sich auf "floating well=schwimmende Wanne".
Es ist bekannt, daß es keinen physikalischen Unterschied
zwischen einer Source und einem Drain eines Transistors
gibt, und man kann sich deshalb genauso gut auf einen
Source-zu-Drain-Kanal beziehen, um die physikalische Struktur
zu beschreiben.
Für die VFG-Schaltung nach Fig. 4 gilt, daß, wenn V0Vdd
ist, dann Q₈ abgeschaltet ist und VFG=Vp. In diesem
Fall liegt Vp an Q₁ an und der Ausgangstreiber arbeitet auf herkömmliche
Art und Weise. Wenn V0<Vdd wird, dann leitet Q₈
und VFG=V₀. Auf ähnliche Art und Weise gilt für die VFW-
Schaltung nach Fig. 5, daß, wenn V0Vdd ist, dann VFW=
Vdd. Wenn V0<Vdd, dann ist VFW=V₀. Das VFW-Signal wird
in der VFG-Schaltung eingesetzt, um die Wannenspannung den
Transistoren Q₇ und Q₈ zuzuführen.
Wenn Vp niedrig ist (0 Volt), sollte die Ausgangstreiberstufe
V₀ hoch (high) (3,3 Volt) gehen. Wenn Vp auf 0 Volt
ist, dann leitet Q₆, und das VFG-Signal wird auf 0 Volt gebracht.
Unter diesen Umständen wird V₀ auf 3,3 Volt getrieben,
und deshalb werden Q₇ und Q₈ abgeschaltet.
Wenn Vp auf hoch ist (3,3 Volt), kann der Ausgang auf irgendeine
Spannung zwischen 0 Volt bis 5 Volt gebracht werden,
was von den externen Bedingungen an der Ausgangstreiberstufe
abhängt. Es gibt drei Fälle primären Interesses:
- (1) V₀=0 Volt
In diesem Fall leitet die PMOS-Einrichtung Q₇ und verbindet VFG mit Vp, die auf 3,3 Volt ist. Die NMOS-Einrichtung Q₆ wird abgeschaltet, da die Spannung an jedem ihrer Anschlüsse 3,3 Volt ist. Das PMOS-Bauelement Q₈ wird ebenfalls abgeschaltet. - (2) V₀=3,3 Volt
In diesem Fall werden die PMOS-Bauelemente Q₇ und Q₈ abgeschaltet. Die NMOS-Einrichtung Q₆ leitet so lange, bis VFG =Vp-Vt=3,3 Volt-Vt ist. Damit ist der Ausgangs-PMOS- Transistor Q₁ (siehe Fig. 3), der von VFG gesteuert wird, schwach eingeschaltet. Q₁ ist jedoch auch mit Vdd=3,3 Volt verbunden, und damit fließt kein Strom. Wenn V₀ geringfügig unter 3,3 Volt liegt, dann schaltet Q₇ durch und zieht VFG nach oben auf Vp=3,3 Volt. Wenn V₀ geringfügig größer als 3,3 Volt ist, dann schaltet Q₈ ein und zieht VFG nach oben auf V₀. - (3) V₀=5,0 Volt
In diesem Fall ist der PMOS-Transistor Q₈ eingeschaltet und verbindet VFG mit V₀=5,0 Volt. Q₇ und Q₆ sind weggeschaltet.
Fig. 5 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der VFW-Schaltung
dar, die in manchen Merkmalen gleich der VFG-Schaltung
ist. Unterschiede zwischen der VFG-Schaltung der Fig. 4 und
der VFW-Schaltung der Fig. 5 sind im wesentlichen mit den
PMOS-Transistoren Q₉ und Q₁₁ verbunden. Die PMOS-Transistoren
Q₁₂ und Q₁₀ entsprechen direkt den Transistoren Q₈ bzw.
Q₇ der VFG-Schaltung nach Fig. 4.
Alle MOS-Bauelemente haben zugeordnete parasitäre Dioden
zwischen ihren Sorce/Drain und dem darunterliegenden Substrat.
Der Zweck der VFW-Struktur besteht darin, ein Einschalten
dieser Dioden zu verhindern, da diese Diodenströme
ein unerwünschtes Sperren auslösen können oder zumindest
verursachen, daß große parasitäre Ströme fließen.
Im Fall von V0=Vdd=3,3 Volt ziehen Q₉ und Q₁₁ VFW auf
V0=Vt hinauf, wobei dieses Potential ungefähr gleich der
Einschaltvorwärtsspannung der parasitären Drain-Dioden entspricht.
Q₁₀ und Q₁₂ sind abgeschaltet. Wenn V₀ nun rampenförmig
auf 5,0 Volt ansteigt, besteht die Gefahr, daß die
Dioden, die mit den Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ verbunden
sind, hart einschalten. Es ist der Zweck der Transistoren
Q₁₁ und Q₁₂, einen notwendigen Strom zu erzeugen, um VFW
parallel mit V₀ zu laden. Q₁₁ ist anfänglich am wirksamsten
wegen der schwachen Gate-Spannung, die von VFW erzeugt wird
(d. h. ungefähr 0,6 Volt). Zusätzlich zum MOSFET-Betrieb
funktioniert der Q₁₁ als laterales PNP-Bauelement mit heraufgesetztem
β und niedrigem Vbe. Wenn V₀ im wesentlichen
höher als Vdd ist (d. h. ungefähr 3,9 Volt), dann wird Q₁₂
wirksamer als Zuführstrom für VFW. Q₉ und Q₁₀ funktionieren
analog zu Q₁₁ und Q₁₂ während des anfänglichen Hochlaufens
der Spannungsversorgung des Chips, wenn die Spannungsversorgung
Vdd selbst auf 3,3 Volt ansteigt.
Claims (11)
1. CMOS-Ausgangstreiber mit schwimmender Wanne, der aufweist:
- a) einen Hochziehtransistor mit einem Source-zu-Drain- Kanal und einem Gate, wobei der Source-zu-Drain-Kanal mit einem Ende mit einem Versorgungsanschluß und mit dem anderen Ende mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist;
- b) einen Herunterziehtransistor mit einem Source-zu- Drain-Weg und einem Gate, wobei der Source-zu-Drain-Weg des Herunterziehtransistors mit einem Ende mit Masse bzw. Erde verbunden ist und das Gate des Herunterziehtransistors mit dem negativen Logikeingang verbunden ist;
- c) einen Cascode-Transistor mit einem Source-zu-Drain-Weg und einem Gate, wobei der Source-zu-Drain-Weg in Serie zwischen dem zweiten Ende des Hochziehtransistors und dem zweiten Ende des Herunterziehtransistors verbunden ist und das Gate des Cascode-Transistors mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist;
- d) eine Schaltung mit schwimmender Wanne, die aufweist
- i) erste und zweite Transistoren, die jeweils einen Source-zu-Drain-Weg und ein Gate haben, wobei die Source-zu-Drain-Wege der ersten und zweiten Transistoren jeweils mit einem ersten Ende mit dem Versorgungsanschluß verbunden sind und ein zweites Ende der Source-zu-Drain-Wege der ersten und zweiten Transistoren, das Gate des ersten Transistors und die Wannen der ersten und zweiten Transistoren jeweils mit einem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmender Wanne verbunden sind, der mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist, und
- ii) dritte und vierte Transistoren, die jeweils einen Source-zu-Drain-Weg und ein Gate aufweisen, wobei ein erstes Ende des Source-zu-Drin-Weges jedes der dritten und vierten Transistoren mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist, ein zweites Ende des Source-zu-Drain-Weges jedes der dritten und vierten Transistoren und das Gate des vierten Transistors jeweils mit dem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmender Wanne verbunden sind und das Gate des dritten Transistors mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist; und
- e) eine Schaltung mit schwimmendem Gate, die aufweist
- i) fünfte und sechste Transistoren, die jeweils einen Source-zu-Drain-Weg und ein Gate haben, wobei die Source-zu-Drain-Wege der fünften und sechsten Transistoren jeweils mit einem Ende mit dem positiven Logikeingang verbunden sind und das andere Ende der Source- zu-Drain-Wege der fünften und sechsten Transistoren mit einem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmendem Gate verbunden ist, der mit dem Gate des Hochziehtransistors verbunden ist, wobei das Gate des fünften Transistors mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist, wobei das Gate des sechsten Transistors mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist und wobei die Wanne des sechsten Transistors mit dem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmender Wanne verbunden ist, und
- ii) einen siebten Transistor mit einem Source-zu- Drain-Weg und einem Gate, wobei ein erstes Ende des Source-zu-Drain-Weges des siebten Transistors mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist, ein zweites Ende des Source-zu-Drain-Weges des siebten Transistors mit dem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmendem Gate verbunden ist, wobei das Gate des siebten Transistors mit dem Versorgungsanschluß verbunden ist und wobei die Wanne des sechsten Transistors mit dem Ausgangsknoten der Schaltung mit schwimmender Wanne verbunden ist.
2. CMOS-Ausgangstreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Herunterziehtransistor, der Cascode-Transistor
und die fünften Transistoren N-Kanal-Transistoren
sind und die anderen Transistoren P-Kanal-Transistoren sind.
3. Ausgangstreiberschaltung, die aufweist
einen Hochziehtransistor mit einem Gate und einer Wanne und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der einen ersten Versorgungsanschluß mit einem Ausgangsknoten verbindet, wobei das Gate mit einer ersten Gegentakt-Treiberspannung über eine Gate-Schaltung verbunden ist und wobei die Wanne mit dem ersten Versorgungsanschluß durch eine Schaltung mit Wanne verbunden ist;
einen Herunterziehtransistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der einen zweiten Versorgungsanschluß mit einem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit einer zweiten Gegentakt-Treiberspannung verbunden ist;
einen Cascode-Transistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei die Gate-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung an dem Ausgangsknoten entgegenzunehmen und der Spannung an dem Gate des Hochziehtransistors effektiv zu erlauben, der Spannung an dem Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet,
wobei die Schaltung mit Wanne einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung am Ausgangsknoten entgegenzunehmen und effektiverweise der Spannung an der Wanne des Hochziehtransistors zu erlauben, der Spannung am Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet.
einen Hochziehtransistor mit einem Gate und einer Wanne und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der einen ersten Versorgungsanschluß mit einem Ausgangsknoten verbindet, wobei das Gate mit einer ersten Gegentakt-Treiberspannung über eine Gate-Schaltung verbunden ist und wobei die Wanne mit dem ersten Versorgungsanschluß durch eine Schaltung mit Wanne verbunden ist;
einen Herunterziehtransistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der einen zweiten Versorgungsanschluß mit einem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit einer zweiten Gegentakt-Treiberspannung verbunden ist;
einen Cascode-Transistor mit einem Gate und mit einem Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem internen Knoten verbindet, wobei das Gate mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei die Gate-Schaltung einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung an dem Ausgangsknoten entgegenzunehmen und der Spannung an dem Gate des Hochziehtransistors effektiv zu erlauben, der Spannung an dem Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet,
wobei die Schaltung mit Wanne einen Eingang hat, der verbunden ist, um die Spannung am Ausgangsknoten entgegenzunehmen und effektiverweise der Spannung an der Wanne des Hochziehtransistors zu erlauben, der Spannung am Ausgangsknoten zu folgen, wenn die Spannung am Ausgangsknoten die Spannung am ersten Versorgungsanschluß überschreitet.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hochziehtransistor ein P-Kanal-MOS-Transistor ist und
daß der Herunterziehtransistor ein N-Kanal-MOS-Transistor
ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannung an dem ersten Versorgungsanschluß einen positiven
Wert von ungefähr 3,3 Volt hat und daß die Spannung am
zweiten Versorgungsanschluß ein Referenzpotential hat.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gate-Schaltung aufweist:
einen ersten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen zweiten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen dritten Transistor mit einem Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei jeder der zweiten und dritten Transistoren eine Wanne hat, die mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
einen ersten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen zweiten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen dritten Transistor mit einem Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei jeder der zweiten und dritten Transistoren eine Wanne hat, die mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten und dritten Transistoren P-Kanal-MOS-Transistoren
sind und daß der erste Transistor ein N-Kanal-MOS-Transistor
ist.
8. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltung mit Wanne enthält:zeinen vierten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg,
der die Wanne des Hochziehtransistors mit dem ersten Versorgungsanschluß
verbindet, und ein Gate hat, das mit der
Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist;
einen fünften Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die Wanne des Hochziehtransistors mit dem ersten Versorgungsanschluß verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen sechsten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit der Wanne des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen siebten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit der ersten Wanne des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
einen fünften Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der die Wanne des Hochziehtransistors mit dem ersten Versorgungsanschluß verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen sechsten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit der Wanne des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen siebten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit der ersten Wanne des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die vierten, fünften, sechsten und siebten Transistoren
P-Kanal-MOS-Transistoren sind.
10. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gate-Schaltung aufweist:
einen ersten Transistor mit einem Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate, hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen zweiten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg hat, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen dritten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei jeder der zweiten und dritten Transistoren eine Wanne hat, die mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
einen ersten Transistor mit einem Source-zu-Drain-Weg, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate, hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist;
einen zweiten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg hat, der die erste Gegentakt-Treiberspannung mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und der ein Gate hat, das mit dem Ausgangsknoten verbunden ist;
einen dritten Transistor, der einen Source-zu-Drain-Weg, der den Ausgangsknoten mit dem Gate des Hochziehtransistors verbindet, und ein Gate hat, das mit dem ersten Versorgungsanschluß verbunden ist,
wobei jeder der zweiten und dritten Transistoren eine Wanne hat, die mit der Wanne des Hochziehtransistors verbunden ist.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Transistor ein N-Kanal-MOS-Transistor ist und
daß die zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und
siebten Transistoren P-Kanal-MOS-Transistoren sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72320591A | 1991-06-28 | 1991-06-28 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4221283A1 DE4221283A1 (de) | 1993-01-28 |
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