DE60308703T2 - Stromversorgungsschaltung einer integrierten Schaltung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung und insbesondere auf eine Integrierte-Schaltung-Gehäuse-Leistungsversorgungsschaltung.
  • Eine herkömmliche Integrierte-Schaltung-Gehäuse-Leistungsversorgungsschaltung weist Leistungsversorgungsleitungen auf, die üblicherweise eine Betriebsspannung VDD und eine Massespannung VSS bereitstellen. Normalerweise ist der Leistungsverbrauch einer integrierten Schaltung nicht konstant, sondern verändert sich, während die integrierte Schaltung in Betrieb ist. Ein Grund für eine starke Leistungsverbrauchsveränderung ist ein Schalten von Ausgangssignalen. Insbesondere führen derartige starke Veränderungen des Leistungsverbrauchs zu einem Spannungsrauschen auf den Leistungsversorgungsleitungen. Integrierte Schaltungen, wie Speicherchips, die mit hohen Frequenzen und niedrigen Betriebsspannungen arbeiten, reagieren sehr empfindlich auf Spannungshübe. So könnte das Spannungsrauschen auf den Leistungsversorgungsleitungen einen Ausfall in der Funktion der integrierten Schaltung bewirken.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Integrierte-Schaltung-Leistungsversorgungsschaltung des Stands der Technik. Die Schaltung weist eine Ausgangsstufe eines Integrierte-Schaltung-Chips 102 auf. Die Ausgangsstufe ist eine „Push-Pull"-Ausgangsstufe, die üblicherweise für Speicherchips verwendet wird. Die Ausgangsstufe weist eine Einrichtung zum Schalten 104, eine erste Versorgungsleitung 106, eine zweite Versorgungsleitung 108, eine Signalleitung 110 und eine Leistungsversorgung 112 auf, die eine Betriebsspannung VDD und eine Massespannung VSS bereitstellt. Der Integrierte-Schaltung-Chip 102 und die Leistungsversorgung 112 sind typischerweise auf einer gedruckten Schal tungsplatine (in 1 nicht gezeigt) angeordnet. Der Integrierte-Schaltung-Chip 102 weist Anschlüsse 120, 122, 124 zum Verbinden des Integrierte-Schaltung-Chips 102 mit der Schaltungsplatine auf. Die Anschlüsse 120, 122, 124 sind typischerweise Anschlussstifte oder Kugeln.
  • Die erste Versorgungsleitung 106 liefert die Betriebsspannung VDD von der Leistungsversorgung 112 über den ersten Anschluss 120 an die Einrichtung zum Schalten 104. Die zweite Versorgungsleitung 108 liefert die Massespannung VSS von der Leistungsversorgung 112 über den zweiten Anschluss 122 an die Einrichtung zum Schalten 104. Die Signalleitung 110 ist mit dem ersten Anschluss 124 verbunden und über einen Pull-up-Widerstand 126 mit der ersten Versorgungsleitung 106. Die Signalleitung 110, die eine Ausgangsleitung ist, ist mit einer zweiten Schaltung (nicht gezeigt) verbunden.
  • Die Einrichtung zum Schalten 104 schaltet die Signalspannung auf der Signalleitung 110 zwischen der Betriebsspannung VDD und der Massespannung VSS. Die Einrichtung 104 zum Schalten weist einen ersten Transistor 130, einen zweiten Transistor 132 und ein Bitquellensignal 134 auf. Das Bitquellensignal 134 ist eine Ausgabe einer internen Schaltung des Integrierte-Schaltung-Chips 102 und steuert die Signalspannung auf der Signalleitung 110. In einem ersten Zustand bewirkt das Bitquellensignal 134, dass sich der zweite Transistor 132 schließt und der erste Transistor 130 öffnet, sowie ein Verbinden der Signalleitung 110 mit der ersten Versorgungsleitung 106. In diesem Zustand schaltet die Signalspannung auf der Signalleitung 110 zu der Betriebsspannung VDD. In einem zweiten Zustand bewirkt das Bitquellensignal 134, dass sich der erste Transistor 130 schließt und der zweite Transistor 132 öffnet, sowie ein Verbinden der Signalleitung 110 mit der zweiten Versorgungsleitung 108. So schaltet die Signalspannung auf der Signalleitung 110 zu der Massespannung VSS.
  • Die Induktivitäten 140, 142, 144 sind Modelle für die typischen Induktivitäten der Leitungen 106, 108, 110. Die erste Versorgungsleitung 106 und die zweite Versorgung 108 sind durch einen chipinternen Leistungsversorgungsentkopplungsschaltungsaufbau, der durch den Kondensator 146 modelliert ist, entkoppelt. In den existierenden Arten von Integrierte-Schaltung-Gehäusen erzeugen die Induktivitäten 104, 142 von Leistungsversorgungsgehäuseleiterbahnen 106, 108 aufgrund einer hohen Stromanstiegsrate über den Induktivitäten 140, 142 während des Schaltens der Transistoren 130, 132 ein großes Spannungsrauschen.
  • 2 zeigt eine Gehäuse-Leistungsversorgungsführung gemäß dem Stand der Technik, die einen Integrierte-Schaltung-Chip 201 aufweist, der auf einer Schaltungsgehäuseplatine 202 angeordnet ist. Der Integrierte-Schaltung-Chip 201 ist über einen ersten Bonddraht 206' mit einer ersten Versorgungsleitung 206 verbunden, über einen zweiten Bonddraht 208' mit einer zweiten Versorgungsleitung 208 und über einen dritten Bonddraht 210' mit einer Signalleitung 210. Die Versorgungsleitungen 206, 208 und die Signalleitung 210 entsprechen den jeweiligen in 1 gezeigten Leitungen. Die erste Versorgungsleitung 206 ist mit einem ersten Anschluss 220 der Gehäuseplatine 202 verbunden, die zweite Versorgungsleitung 208 mit einem zweiten Anschluss 222 verbunden und die Signalleitung 210 mit einem dritten Anschluss 224 verbunden. Üblicherweise versorgen die Versorgungsleitungen 206, 208 eine Mehrzahl von Ausgangsstufen von Treibern des Integrierte-Schaltung-Chips 201. Deshalb ist der resultierende Strom auf den Versorgungsleitungen 206, 208 höher als der Strom auf der Signalleitung 210. Um eine hohe Stromanstiegsrate auf den Versorgungsleitungen 206, 208 zu erzielen, sind die Versorgungsleitungen 206, 208 üblicherweise breiter als die Signalleitung 210. Dies reduziert die Induktivität und den Widerstandswert der Versorgungsleitungen 206, 208. Ein zusätzlicher Grund hierfür ist, dass in den meisten Fällen in einem IC-Gehäuse ein Paar von Versorgungsanschlussstiften einen Strom an mehr als einen, üblicherweise zwei bis vier Treiber liefert.
  • Hier ist der Integrierte-Schaltung-Chip 201 ein Speicherchip. Die Leitungen 206, 208, 210 sind Gedruckte-Schaltungsplatine-Leitungen auf der Schaltungsgehäuseplatine 202 des Speicherchips 201 und die Anschlüsse 220, 222, 224 sind Anschlussstifte oder Kugeln, die die Schaltungsgehäuseplatine 202 mit einem Speichermodul (nicht gezeigt) verbinden. Die Signalleitung 210 ist eine Datensignalleiterbahn, die mit einem Ausgangstreiber (in 2 nicht gezeigt) des Speicherchips 201 verbunden ist.
  • 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil der Schaltungsgehäuseplatine 202 und der ersten Versorgungsleitung 206, die in 2 gezeigt sind. Die Versorgungsleitung 206 ist durch eine Kupferleiterbahn gebildet, die auf der Schaltungsgehäuseplatine 202 angeordnet ist. Eine Oberfläche der Schaltungsgehäuseplatine 202 gegenüber von der Versorgungsleitung 206 ist durch eine Masseebene 202' bedeckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt eine Höhe 300 der Schaltungsgehäuseplatine 202 100 tausendstel Zoll oder 2,54 mm (1 tausendstel Zoll ist 1/1.000 eines Zolls), eine Höhe 302 der Kupferleiterbahn 206 beträgt 1 tausendstel Zoll oder 0,0254 mm, die Breite 304 der Kupferleiterbahn 206 beträgt 2 tausendstel Zoll und die Länge 303 der Kupferleiterbahn 206 beträgt 200 tausendstel Zoll oder 5,08 mm. Die Dielektrizitätskonstante Er beträgt 4,5.
  • 4 zeigt ein Simulationsergebnis der in 1 gezeigten Schaltung. Das Simulationstool „Advanced Design Studio", Simulatorversion 2000C, wurde zur Simulation verwendet. Ein Modell für die Versorgungsleitungen 106, 108 ist in 3 gezeigt. Der Treiberausgangswiderstandswert der Einrichtung zum Schalten 104 wird als Ron = 20 Ohm angenommen, die Ausgangssignal-Anstiegs-/Abfallszeit von 10 % auf 90 % als Trf = 325 ps für die Signalleitung 110, die Bitrate der Signalleitung 110 beträgt 1,6 Gbps, der Abschlusswi derstandswert des Abschlusswiderstands 126 beträgt R1 = 30 Ohm, die Leistungsversorgungsspannung VDD beträgt 1,8 V und der interne Leistungsentkopplungskondensator weist eine Kapazität von C1 = 500 pF auf.
  • Die in 4 gezeigten Kennlinien 440, 442, 444 stellen die Spannungspegel auf den Leitungen 106, 108, 110 über die Zeit dar. Die Kennlinie 440 entspricht dem Spannungspegel auf der ersten Versorgungsleitung 106, die Kennlinie 442 entspricht dem Spannungspegel auf der zweiten Versorgungsleitung 108 und die Kennlinie 444 entspricht dem Spannungspegel der Signalleitung 110. Am Anfang sind die Spannungen auf der Signalleitung 110 und der ersten Versorgungsleitung 106 stabil bei 1,8 V. Die Spannung auf der zweiten Versorgungsleitung 108 ist stabil bei 0 V. Nach 1 ns schaltet das Bitquellensignal 134 und bewirkt, dass sich der erste Transistor 130 schließt und der zweite Transistor 132 öffnet. Folglich schaltet die Spannung auf der Signalleitung 110 zu einem niedrigen Pegel. Aufgrund des Ausgangswiderstandswerts des zweiten Transistors 132 fällt die Kennlinie 444 nicht bis auf 0 V, sondern stellt sich bei etwa 0,7 V ein. Nach 2 ns schaltet das Bitquellensignal 134 wieder und bewirkt, dass sich der erste Transistor 130 öffnet und der zweite Transistor 132 schließt. Folglich steigt die Kennlinie 444 der Signalleitung 110 wieder. Wie aus 4 zu sehen ist, sind die Kennlinien 440, 442 der Versorgungsleitungen 106, 108 nicht stabil bei 1,8 V und 0 V, sondern werden durch die Schaltspannung der Signalleitung 110, dargestellt durch die Kennlinie 444, beeinflusst. Die Simulationsergebnisse zeigen einen inakzeptabel hohen Masse- und VDD-Sprung auf den Kennlinien 440, 442. Dieser Spannungshub weist einen oberen Spitzenwert 450 von 0,256 V über der VDD-Spannung von 1,8 V und einen unteren Spitzenwert 452 von 0,272 V unter der normalen Massespannung von 0 V auf. Eine maximale Differenz des Spannungspegels der Kennlinien 440, 442 beträgt 0,067 V. So beträgt der Spannungshub etwa 15% des Versorgungsspannungswerts. So ist, obwohl die Versorgungsleitungen 206, 208 als breite Kupfer leiterbahnen gebildet sind, wie in 2 gezeigt ist, das Spannungsrauschen auf den Versorgungsleitungen 206, 208 zu hoch für eine sichere Funktion einer integrierten Schaltung, wie eines Speicherchips.
  • Um das Spannungsrauschen auf den Leistungsversorgungsleitungen zu reduzieren, sind zusätzliche Leistungsversorgungsleitungen nötig oder die existierenden Leistungsversorgungsleitungen müssen noch breiter entworfen werden. Aufgrund von Raumbeschränkungen auf der Schaltungsgehäuseplatine 202 sind derartige Lösungen oft nicht realisierbar.
  • Die US 6,329,834 B1 offenbart eine Schaltung zum Reduzieren eines Schaltrauschens in integrierten Schaltungen.
  • Die US 2,003/0042991 A1 offenbart eine Schaltung, die ein verbessertes Sprach- und DSL-Band-Verhalten erzielt. Die Schaltung weist zwei netzseitige Knoten auf. Die Knoten sind über einen Kondensator verbunden. Ferner liefern leitfähige gekoppelte Elemente eine induktive Kopplung zwischen den Knoten.
  • Das Dokument S.J. Sekhri: „Power Line Filter", IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 17, Nr. 7, Dezember 1974 (1974-12), Seiten 1.998 bis 1.999, XP-000818723 beschreibt ein Leistungsleitungsfilter, das zwei Leistungsleitungen aufweist, die induktiv durch eine Induktivität gekoppelt sind. Ein Kondensator ist zwischen den beiden Leistungsleitungen angeordnet.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Schaltung bereitzustellen, die eine erweiterte Entwurfsflexibilität bei geringen Kosten bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Schaltung mit folgenden Merkmalen bereit:
    einer ersten Versorgungsleitung zum Zuführen einer ersten Spannung;
    einer zweiten Versorgungsleitung zum Zuführen einer zweiten Spannung;
    einem Kondensator, der zwischen der ersten und der zweiten Versorgungsleitung angeordnet ist,
    wobei die erste und die zweite Versorgungsleitung eine Magnetkopplung untereinander aufweisen, derart, dass ein Schaltstrom auf der zweiten Versorgungsleitung einen Ausgleichsstrom in die erste Versorgungsleitung induziert, und
    wobei der Ausgleichsstrom den Schaltstrom durch ein Fließen von der zweiten Versorgungsleitung über den Kondensator in die erste Versorgungsleitung ausgleicht.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Induktivität einer Versorgungsleitung und eine korrekte Phase einer induktiven Kopplung mit Vorteil eingesetzt werden können, um einen Ausgleichsstrom in eine zweite Versorgungsleitung zu induzieren, die als eine Ausgleichsleitung dient. Der Ausgleichsstrom in der Ausgleichsleitung wird zum Ausgleichen eines Stroms in der ersten Versorgungsleitung verwendet, der andernfalls einen Spannungshub in der ersten Versorgungsleitung bewirken würde.
  • Deshalb schlägt die vorliegende Erfindung eine neue Art einer Gehäuseleistungsversorgungsführung vor, die magnetisch gekoppelte Versorgungsleiterbahnen zum Reduzieren eines Rauschens auf den Versorgungsleitungen verwendet.
  • Neben einem Reduzieren von Leistungs- und Masserauschen auf den Versorgungsleitungen erlaubt die vorliegende Erfindung ein Führen der Versorgungsleitungen nahe beieinander. Im Gegensatz zu Entwürfen des Stands der Technik, bei denen ein Nebensprechen zwischen benachbarten Leitungen ein Problem ist, das vermieden wird, indem eine Entfernung zwischen benachbarten Leitungen eingehalten wird, verwendet die vorliegende Erfindung bevorzugt ein Übersprechen zwischen benachbarten Leitungen. So reduziert die vorliegende Erfindung den Raum, der für die Versorgungsleitungen erforderlich ist, indem es erlaubt wird, dass benachbarte Leitungen nahe aneinander geführt werden. Eine weitere Raumreduzierung wird durch ein Reduzieren der Breite der Versorgungsleitungsleiterbahnen auf die Breite normaler Signalleitungen erzielt. Ferner erlaubt es der erfindungsgemäße Ansatz, eine einschichtige gedruckte Gehäuse-Schaltungsplatine zu entwerfen, die die gleiche Versorgungsinduktivität aufweist wie eine mehrschichtige gedruckte Schaltungsplatine des Stands der Technik. Diese Vorteile führen zu einer Kostenreduzierung und einer höheren Entwurfsflexibilität.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Schaltung gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 zeigt eine Gehäuseplatinenverdrahtung gemäß dem Stand der Technik;
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Versorgungsleitung gemäß dem Stand der Technik;
  • 4 zeigt ein Simulationsergebnis der Schaltung gemäß dem Stand der Technik;
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 6 zeigt eine Gehäuseplatinenverdrahtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7 zeigt eine Querschnittsansicht der Versorgungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 zeigt ein Simulationsergebnis der Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Integrierte-Schaltung-Gehäuse-Leistungsversorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Elemente, die identisch zu in 1 gezeigten Elementen sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen markiert und werden nicht nochmals beschrieben. Wie in 5 zu sehen ist, ist der Unterschied zwischen einem Integrierte-Schaltung-Chip 502 gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Stand der Technik eine unterschiedliche Führung der ersten Versorgungsleitung 506 und der zweiten Versorgungsleitung 508. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Führung derart, dass eine Induktivität 540 der ersten Versorgungsleitung 506 benachbart zu einer Induktivität 542 der zweiten Versorgungsleitung 508 ist. So findet innerhalb einer Kopplungsregion 560 eine induktive Kopplung zwischen der ersten Versorgungsleitung 506 und der zweiten Versorgungsleitung 508 statt. Die Versorgungsleitungen 506, 508 sind derart geführt, dass Versorgungsströme in den Versorgungsleitungen 506, 508 entgegengesetzte Richtungen aufweisen.
  • Üblicherweise ist der Integrierte-Schaltung-Chip 502 ein Siliziumchip. Der Kondensator 146 ist normalerweise in den Siliziumchip integriert. Alternativ ist der Kondensator 146 ein diskreter Kondensator, der auf dem Integrierte-Schaltung-Chip 502 angeordnet ist.
  • Im Folgenden ist ein Schaltereignis, das die Signalspannung der Signalleitung 110 von einer hohen Spannung auf eine niedrige Spannung schaltet, beschrieben. Vor dem Schalter eignis ist der erste Transistor 130 offen und der zweite Transistor 132 ist geschlossen. So stellt sich die Signalleitung 110 auf einen hohen Spannungspegel ein und die zweite Versorgungsleitung 508 stellt sich auf einen Massespannungspegel ein. Das Schaltereignis schließt den ersten Transistor 130 und öffnet den zweiten Transistor 132. Die Öffnung des zweiten Transistors 132 bewirkt, dass ein Schaltstrom 570 durch den zweiten Transistor 132, durch die Induktivität 542, wie als Strom 572 gezeigt ist, zu der Leistungsversorgung 112 fließt. Aufgrund der hohen Stromanstiegsrate des Schaltstroms 570, 572 erscheint ein Spannungsstörimpuls. Der Schaltstrom 572 ruft ein Magnetfeld in der Induktivität 542 hervor, das einen Ausgleichsstrom 574 in der Induktivität 540 der ersten Versorgungsleitung 506 induziert. So dient die erste Versorgungsleitung 506 als eine Ausgleichsleitung. Wenn der erste Transistor 130 geschlossen ist, fließt der Ausgleichsstrom 574 als Strom 576 und Strom 578 über den Kondensator 146 von der zweiten Versorgungsleitung 508 zu der ersten Versorgungsleitung 506. Die erste und die zweite Versorgungsleitung 506, 508 sind derart geführt, dass der Ausgleichsstrom 574 die gleiche Richtung aufweist wie der Schaltstrom 572. Eine ideale induktive Kopplung der Versorgungsleitungen 506, 508 würde einen Ausgleichsstrom 574 in die erste Versorgungsleitung 506 reflektieren, der identisch zu dem Schaltstrom 572 in der zweiten Versorgungsleitung 508 ist. So gleicht der Ausgleichsstrom 578 den Schaltstrom 570 an dem Knoten aus, die Kapazität 146 ist mit der zweiten Versorgungsleitung 508 verbunden. Dies führt zu einer reduzierten Stromanstiegsrate und einem Spannungsabfall über der Induktivität 542.
  • Im Folgenden ist ein Schaltereignis beschrieben, bei dem die Signalspannung der Signalleitung 110 von dem niedrigen Spannungspegel auf den hohen Spannungspegel geschaltet wird, indem der erste Transistor 130 geöffnet und der zweite Transistor 132 geschlossen wird, Aufgrund des Öffnens des ersten Transistors 130 fließt ein Schaltstrom von der Leistungsversorgung 112 über die erste Versorgungsleitung 506 und die Induktivität 540 über den ersten Transistor 130 zu der Signalleitung 110. Aufgrund des Schaltstroms in der Induktivität 540 wird ein Ausgleichsstrom, ähnlich dem Schaltstrom, in die Induktivität 542 der zweiten Versorgungsleitung 508 induziert. Wieder reduziert der Ausgleichsstrom den Schaltstrom auf der ersten Versorgungsleitung 506 durch ein Fließen durch die Kapazität 146 von der zweiten Versorgungsleitung 508 zu der ersten Versorgungsleitung 506.
  • 6 zeigt einen Integrierte-Schaltung-Chip 601, wie einen Speicherchip, der auf einer Schaltungsgehäuseplatine 602 angeordnet ist. Gemäß der in 2 gezeigten Anordnung ist ein Integrierte-Schaltung-Chip 601 über Bondabgriffe und -drähte 606', 607', 610' mit einer ersten Versorgungsleitung 606, einer zweiten Versorgungsleitung 608 und einer Signalleitung 610 verbunden. Die Versorgungsleitungen 606, 608 entsprechen der in 5 gezeigten Versorgungsleitung 506, 508 und verbinden den Schaltungschip 601 über Anschlüsse 620, 622 mit einer Leistungsversorgung (nicht gezeigt). Die Signalleitung 610 entspricht der in 5 gezeigten Signalleitung 110 und stellt eine Daten-Aufgabe-Leiterbahn dar, die mit einem Anschluss 624 der Schaltungsgehäuseplatine 602 verbunden ist. Wie aus 6 zu sehen ist, sind die Versorgungsleitungen 606, 608 nahe beieinander und parallel innerhalb einer Kopplungsregion 660 geführt. So kann eine induktive Kopplung zwischen den beiden Leitungen stattfinden. Ferner sind die Versorgungsleitungen 606, 608 in entgegengesetzten Richtungen geführt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung können die Leiterbahnen der Versorgungsleitungen 606, 608 so schmal wie die Leiterbahn der Signalleitung 610 gebildet sein.
  • Üblicherweise sind die Versorgungsleitungen (606, 608) Gedruckte-Schaltungsplatine-Leiterbahnen. Alternativ sind die Versorgungsleitungen (606, 608) Drähte eines TSSOP-artigen Gehäuses.
  • 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Gehäuseplatine 602 und der Versorgungsleitungen 606, 608. Wieder ist die Gehäuseplatine 602 durch eine Masseschicht 602' an einer Oberfläche gegenüber von den Versorgungsleitungen 606, 608 bedeckt. Eine Entfernung 708 zwischen den Leiterbahnen der Versorgungsleitungen 606, 608 beträgt 1 tausendstel Zoll oder 0,0254 mm. Die anderen Abmessungen sind identisch zu den in 3 gezeigten Abmessungen.
  • 8 zeigt ein Simulationsergebnis der in 5 gezeigten Schaltung. Die Simulation basiert auf einem Modell der Versorgungsleitungen 506, 508, wie in 7 beschrieben ist, und den Tools und Annahmen, wie in 4 beschrieben ist. 8 zeigt, über die Zeit, eine Kennlinie 840, die einem Spannungspegel der ersten Versorgungsleitung 506 entspricht, eine Kennlinie 842, die einem Spannungspegel der zweiten Versorgungsleitung 508 entspricht, und eine Kennlinie 844, die einem Spannungspegel der Signalleitung 110 entspricht. Wie aus den Kennlinien 840, 842, 844 zu sehen ist, gibt es fast kein Spannungsrauschen auf den Versorgungsleitungen 506, 508 aufgrund von Schaltereignissen auf der Signalleitung 110. Ein maximaler Spannungshub auf der ersten Versorgungsleitung ist 0,077 V über der Versorgungsspannung von 1,8 V und 0,073 V unter der Massespannung von 0 V. Eine maximale Differenz der Spannungspegel der Kennlinien 840, 842 beträgt 0,084 V. Der erfindungsgemäße Ansatz reduziert das Masse- und VDD-Rauschen auf 4,3% der Versorgungsspannung von 1,8 V. Verglichen mit dem Stand der Technik wird der Rauschpegel um einen Faktor von mehr als 3 verbessert.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung oben unter Bezugnahme auf Versorgungsleitungen für eine Ausgangsstufe einer integrierten Schaltung beschrieben wurde, ist klar, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Leitungen verwendet werden kann, die aufgrund eines Schaltereignisses unter einem Rauschen leiden. Die Aus gleichsleitung muss keine weitere Leistungsversorgungsleitung sein, sondern kann eine beliebige Leitung sein, ein Ausgleichsstrom kann zum Ausgleichen eines Schaltstroms induziert werden.
    • 102
    integrierte Schaltung
    104
    Einrichtung zum Schalten
    106
    erste Versorgungsleitung
    108
    zweite Versorgungsleitung
    110
    Signalleitung
    112
    Leistungsversorgung
    120
    erster Anschluss
    122
    zweiter Anschluss
    124
    dritter Anschluss
    126
    Widerstand
    130
    erster Transistor
    132
    zweiter Transistor
    134
    Bitquellensignal
    140
    erste Induktivität
    142
    zweite Induktivität
    144
    dritte Induktivität
    146
    Kondensator
    201
    Integrierte-Schaltung-Chip
    202
    Schaltungsgehäuseplatine
    206'
    erster Bonddraht
    208'
    zweiter Bonddraht
    210'
    erster Bonddraht
    206
    erste Versorgungsleitung
    208
    zweite Versorgungsleitung
    210
    Signalleitung
    220
    erster Anschluss
    222
    zweiter Anschluss
    224
    dritter Anschluss
    202'
    Masseebene
    300
    Höhe der Gehäuseplatine
    302
    Höhe der Versorgungsleitung
    304
    Breite der Versorgungsleitung
    306
    Länge der Versorgungsleitung
    440
    Kennlinie der ersten Versorgungsleitung
    442
    Kennlinie der zweiten Versorgungsleitung
    444
    Kennlinie der dritten Versorgungsleitung
    450
    Spitzenwert der Kennlinie 440
    452
    Spitzenwert der Kennlinie 442
    502
    integrierte Schaltung
    506
    erste Versorgungsleitung
    508
    zweite Versorgungsleitung
    540
    erste Induktivität
    542
    zweite Induktivität
    560
    Kopplungsregion
    570
    Schaltstrom
    572
    Schaltstrom
    574
    Ausgleichsstrom
    576
    Ausgleichsstrom
    578
    Ausgleichsstrom
    601
    Integrierte-Schaltung-Chip
    602
    Schaltungsgehäuseplatine
    606'
    erster Bonddraht
    608'
    zweiter Bonddraht
    610'
    dritter Bonddraht
    606
    erste Versorgungsleitung
    608
    zweite Versorgungsleitung
    610
    Signalleitung
    620
    erster Anschluss
    622
    zweiter Anschluss
    624
    dritter Anschluss
    660
    Kopplungsregion
    602'
    Masseschicht
    708
    Entfernung zwischen Versorgungsleitungen
    840
    Kennlinie der ersten Versorgungsleitung
    842
    Kennlinie der zweiten Versorgungsleitung
    844
    Kennlinie der Signalleitung

Claims (8)

  1. Eine Schaltung mit folgenden Merkmalen: einer ersten Versorgungsleitung (506; 606) zum Zuführen einer ersten Spannung; einer zweiten Versorgungsleitung (508; 608) zum Zuführen einer zweiten Spannung; einem Kondensator (146), der zwischen der ersten Versorgungsleitung und der zweiten Versorgungsleitung angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (104) zum Schalten einer Signalspannung auf einer Signalleitung (110; 610) zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung, wobei die Einrichtung zum Schalten eine Ausgangsstufe eines Schaltungschips (601) ist, und wobei ein Schaltereignis der Ausgangsstufe bewirkt, dass ein Schaltstrom (572) durch die zweite Versorgungsleitung fließt, wobei die erste Versorgungsleitung und die zweite Versorgungsleitung induktiv gekoppelt sind, derart, dass der Schaltstrom auf der zweiten Versorgungsleitung einen Ausgleichsstrom (574) in die erste Versorgungsleitung induziert, und wobei der Ausgleichsstrom den Schaltstrom durch ein Fließen von der zweiten Versorgungsleitung über den Kondensator in die erste Versorgungsleitung ausgleicht.
  2. Eine Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung (104) zum Schalten einen ersten Transistor (130) und einen zweiten Transistor (132) aufweist, wobei der erste Transistor die erste Versorgungsleitung (506) und die Signalleitung (110) verbindet, und wobei der zweite Transistor (132) die Signalleitung (110) und die zweite Versorgungsleitung (508) verbindet.
  3. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Kondensator (146) ein chipinterner Leistungsversorgungsentkopplungsschaltungsaufbau des Schaltungschips (601) ist.
  4. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Signalleitung (110) mit der ersten Versorgungsleitung (506) über einen Widerstand (126) verbunden ist.
  5. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die erste Versorgungsleitung (506) und die zweite Versorgungsleitung (508) mit einer Einrichtung (112) zum Bereitstellen der ersten Spannung und der zweiten Spannung an die erste Versorgungsleitung und die zweite Versorgungsleitung verbunden sind.
  6. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner eine Kopplungsregion (560; 660) aufweist, in der die erste Versorgungsleitung (506; 606) und die zweite Versorgungsleitung (508; 608) parallel geführt sind, derart, dass der Schaltstrom (572) auf der zweiten Versorgungsleitung den Ausgleichsstrom (574) in die erste Versorgungsleitung induziert.
  7. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die erste Versorgungsleitung (606) und die zweite Versorgungsleitung (608) Gedruckte-Schaltungsplatine-Leiterbahnen oder Drähte eines TSSOP-artigen Gehäuses sind.
  8. Eine Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Schaltungschip (601) ein Speicherchip ist, der auf einer Schaltungsgehäuseplatine (602) angeordnet ist, und bei der die erste Versorgungsleitung (606) und die zweite Versorgungsleitung (608) den Speicherchip mit Anschlüssen (620, 622) der Schaltungsgehäuseplatine verbinden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6178101B1 (en) * 1997-08-15 2001-01-23 Unitron, Inc. Power supply regulation
JPH11122911A (ja) * 1997-10-13 1999-04-30 Denso Corp 出力ライン重畳ノイズ低減可能な回路装置
US6329834B1 (en) * 1999-12-30 2001-12-11 Texas Instruments Incorporated Reduction of switching noise in integrated circuits
US6144191A (en) * 2000-02-18 2000-11-07 Utility Systems Technologies, Inc. Voltage regulator
KR100336455B1 (ko) * 2000-03-29 2002-05-11 문규 이중층 파워라인 구조를 갖는 뮤추얼 인덕터를 이용한파워라인 동시 동작 노이즈 최소화장치
US6366474B1 (en) * 2000-09-29 2002-04-02 Jeff Gucyski Switching power supplies incorporating power factor correction and/or switching at resonant transition
US7110931B2 (en) * 2001-03-12 2006-09-19 Pulse Engineering, Inc. Advanced electronic signal conditioning assembly and method

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