DE69404808T2

DE69404808T2 - Treiberschaltungen

Info

Publication number: DE69404808T2
Application number: DE69404808T
Authority: DE
Inventors: Yachin Afek; Israel Kashat; Vladimir Koifman
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: DE69404808D1; GB2283626A; US5598118A; EP0654903B1; GB9322878D0; GB2283626B; EP0654903A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Treiberschaltungen für Transistorschaltungen, wie die in geschalteten Kondensatorschaltungen oder in differentialgeschalteten Kondensatorschaltungen verwendeten.

Hintergrund der Erfindung

Ein Teil einer geschalteten Kondensatorschaltung ist in Fig. 1 gezeigt. Die Schaltung enthält einen Kondensator 2, der über einen Transistorschalter 4 mit einem Eingangsanschlußpin und über einen Transistorschalter 6 mit einer Referenzspannung, einer Analog-Erde VAG verbunden ist. Der Kondensator ist mit einem Ausgangsanschlußpin verbunden, der je nach Anwendung mit dem Eingang eines operationalen Verstärkers oder einer anderen Schaltstufe verbunden ist. Das Gate des Transistorschalters 4 ist geschaltet, um das Schaltersteuersignal PHO zu empfangen und das Gate des Transistorschalters 6 ist geschaltet, um die Umkehrung des Schaltersteuersignals PH1 zu empfangen. Wenn das Schaltersteuersignal hoch ist, wird der Kondensator 2 aus dem Eingangsanschlußpin aufgeladen. Wenn das Schaltersteuersignal niedrig ist, entlädt sich der Kondensator zu der Analog-Erde VAG.
Wenn der Transistorschalter "an" ist, ist die Spannung an seinem Gate fixiert, während die Spannung an seinem Drain und an seiner Source von dem Signal VINP an seinem Eingang abhängig wechselt. Das bedeutet, daß der Widerstand zwischen der Source und dem Drain des Transistorschalters 4 (im folgenden der Source-Drain-Durchlaßwiderstand) ebenfalls vom Eingangssignal abhängig wechselt. Die Konstante RC wechselt also während des Aufladens des Kondensators in Abhängigkeit vom Eingangssignal VINP. Dies kann nicht-lineare Verzerrungen verursachen.
Derartige Verzerrungen sind bei integrierten Schaltungen (ICs) mit Mischsignalen besonders problematisch, d.h. bei ICs, die sowohl analoge wie digitale Signale verarbeiten. Die analogen Teile derartiger ICs arbeiten in einer extrem rauschenden digitalen Umgebung, aufgrund des digitalen Rauschens und der Spannungsspitzen, die in den analogen Teil eindringen und rapide wechseln. Da die RC-Konstante vom Eingangssignal abhängig ist, hängt auch die abgelesene Spitzenspannung an dem Kondensator von dem Eingangssignal ab. Die Spannung am Kondensator hängt deshalb nicht-linear vom Eingangssignal ab, was nicht-lineare Verzerrungen zur Folge hat.
In einigen Konstruktionen sind die Transistoren 4 und 6 durch ein doppeltes Übertragungsgate ersetzt, um einen höheren Eingangsspannungsbereich vorzusehen. Der Durchlaßwiderstand des doppelten Übertragungsgates ist also ebenfalls vom Eingangssignal abhängig, und es bestehen dieselben Probleme.
Bei einigen Chips wird eine Ladungspumpe verwendet, um eine Gate-Source-Spannung für den Transistorschalter zu erzeugen, die von dem Eingangssignal im wesentlichen unabhängig ist. Das stellt sicher, daß der Druchlaßwiderstand des Transistorschalters im wesentlichen konstant bleibt (unter Vernachlässigung des Bulkeffekts). Da die Ladungspumpe Spannungen erzeugt, die größer sind als die Versorgungsspannung, leiden die in einem derartigen Chip verwendeten MOS-Transistoren unter elektrischer Überbeanspruchung. Dies reduziert die Zuverlässigkeit des Chips.
Es besteht deshalb ein Bedarf für eine verbesserten Treiberschaltung, die eine konstante Gate-Source-Spannung in dem Transistorschalter bietet und gleichzeitig sicher stellt, daß die Spannungen nicht größer sind als die angelegte Spannung.

Zusammenfassung der Erfindung

Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend wird eine Treiberschaltung angegeben, um einen Transistor zwischen einem ersten Zustand, in dem der Transistorschalter geschlossen ist, damit ein Eingangssignal zu einem Ausgang weitergeleitet wird, und einem zweiten Zustand, in dem der Transistorschalter offen ist, zu schalten, wobei die Treiberschaltung enthält:
einen ersten Referenzknoten zum Empfangen eines ersten Referenzspannungssignals;
einen zweiten Referenzknoten zum Empfangen eines zweiten Referenzspannungssignals;
einen Maximumdetektor, der geschaltet ist, um das Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des Maximumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbunden ist;
einen Minimumdetektor, der geschaltet ist, um das Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das kleinere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben;
einen Spannungswechsler mit einem Eingang, der selektiv mit dem zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des Minimumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbunden ist;
wobei der Ausgang des Maximumdetektors im zweiten Zustand mit der Gateelektrode des Transistorschalters und dem Ausgang des Spannungswechslers verbunden ist und der Eingang des Spannungswechslers mit dem zweiten Referenzspannungssignal geschaltet ist, und wobei der Ausgang des Minimumdetektors im ersten Zustand mit dem Eingang des Spannungswechslers verbunden ist, so daß die Ausgabe des Spannungswechslers durch das Minimumausgangssignal auf einen Spannungspegel gebracht wird, der der Differenz zwischen dem zweiten Referenzspannungssignal und dem Minimumausgangssignal entspricht, so daß die Spannung an der Gateelektrode des Transistorschalters vom Maximumausgangssignal abhängig ist und so daß das Signal am Ausgang des Spannungswechslers und damit die Gate-Source-Spannung des Transistorschalters vom Eingangssignal abhängig sind.
Auf diese Weise stellt die der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung eine konstante Gate-Source-Spannung im Transistorschalter bereit.
Die Treiberschaltung schaltet den Transistorschalter vorzugsweise zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand in Antwort auf ein Schaltsignal mit jeweils einem ersten und einem zweiten Signalpegel. Die Treiberschaltung enthält weiter:
einen ersten Schalter, der geschaltet ist, um das Schaltsignal zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des Maximumdetektors und der Gateelektrode des Transistorschalters geschaltet ist, so daß der erste Schalter geschlossen wird und das Maximumausgangssignal an die Gateelektrode geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und daß der erste Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist; und
einen zweiten Schalter, der geschaltet ist, um die Umkehrung des Schaltsignals zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des Minimumdetektors und den Eingang des Spannungswechslers geschaltet ist, so daß der zweite Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal einen zweiten Signalpegel aufweist, und so daß der zweite Schalter geschlossen ist und das Minimumausgangssignal an den Eingang des Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal einen ersten Signalpegel aufweist.
In einer bevorzugten Anordnung enthält der erste Schalter: einen ersten Transistor eines ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbundenen Stromelektrode, und einer mit der ersten Stromelektrode und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode; einen zweiten Transistor des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode, und einer mit der Bulkelektrode des ersten Transistors und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist; und einen dritten Transistor eines zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer zweiten Stromelektrode, die mit einer dritten Referenzspannungssignalversorgung und einer Gateelektrode verbunden ist, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist.
Wie in der Einleitung erläutert, erzeugt eine in manchen Chips verwendete Treiberschaltung Spannungen, die größer sind als die von der Stromversorgung bereitgestellte, was zu übermäßigen Spannungsbalstungen in den Transistorschaltern und zu einer mangelhafte Zuverläßigkeit des Chips führt. Diese Problem kann nach einer gewissen Zeitspannen zu einem Versagen des Chips führen. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt einen Schiene-to-Schiene-Arbeitsmodus an, mit dem alle Spannungen zwischen zwei beliebigen benachbarten Punkten die Spannung der Stromversorgung nicht übersteigen. Dies wird mit einer Anordnung der Bulkelektroden der ersten und zweiten Transistoren des ersten Schalters bewerkstelligt.
Außerdem wird eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung für eine differentialgeschaltete Kondensatorschaltung angegeben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Im folgenden werden beispielhaft zwei der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben, wobei
Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm einer dem Stand der Technik entsprechenden geschalteten Kondensatorschaltung ist;
Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm einer ersten der vorliegenden Erfindung entsprechenden Treiberschaltung zum Schalten eines Transistors ist;
Fig. 3 ein schematisches Schaltdiagramm einer ersten Maximumdetektorschaltung für die Verwendung in der Schaltung der Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein schematisches Schaltdiagramm einer zweiten Maximumdetektorschaltung für die Verwendung in der Schaltung der Fig. 2 ist;
Fig. 5 ein schematisches Schaltdiagramm einer Minimumdetektorschaltung für die Verwendung in der Schaltung der Fig. 2 ist;
Fig. 6 ein schematisches Schaltdiagramm einer dem Stand der Technik entsprechenden differentialgeschalteten Kondensatorschaltung ist; und
Fig. 7 ein schematisches Schaltdiagramm einer zweiten der vorliegenden Erfindung entsprechenden Treiberschaltung zum Schalten von differentialgeschalteten Transistoren ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 2 zeigt eine einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung 8 zum Schalten eines Transistors 10, die eine Maximumdetektorschaltung 12 und eine Minimumdetektorschaltung 14 enthält. Der Transistorschaltung 10 weist eine Drainelektrode, die geschaltet ist, um ein Eingangssignal VINP an einem Eingangsanschlußpin zu empfangen, und eine Sourceelektrode auf, um mit einem Kondesator (nicht gezeigt) einer wie in Fig. 1 gezeigten geschalteten Kondesatorschaltung verbunden zu werden.
Die Maximumdetektorschaltung 12 weist einen ersten zum Empfangen des Eingangssignals VINP geschalteten Eingang und einen zweiten mit einer ersten Referenzspannungsversorgung und einer Analog-Erde VAG verbundenen Eingang auf. Die Minimumdetektorschaltung 14 weist einen ersten zum Empfangen des Eingangssignals VINP geschalteten Eingang und einen zweiten mit der Analog-Erde VAG verbundenen Eingang auf. Die Analog-Erde VAG ist ein Spannungspegel, mit Bezug auf den das Eingangssignal VINP wechselt.
Die Maximumdetektorschaltung 12 bestimmt, welches der beiden Signale an ihren Eingängen das größere ist, und gibt das als Maximum bestimmte Signal VMAX an einem Ausgang aus. Die Minimumdetektorschaltung 14 bestimmt, welches der beiden Signale an ihren Eingängen das kleinere ist, und gibt das als Minimum bestimmte Signal VMIN an einem Ausgang aus.
Der Ausgang VMAX der Maximumdetektorschaltung 12 ist mit der Sourceelektrode eines ersten P-Kanal-Transistors 16 und mit der Sourceelektrode eines zweiten P-Kanal-Transistors 18 verbunden. Die Drainelektrode des ersten P-Kanal-Transistors 16 ist mit dem Knoten A verbunden, der mit der Gateelektrode des Transistorschalters 10 verbunden ist. Die Drainelektrode des zweiten P-Kanal-Transistors 18 ist mit der Gateelektrode des ersten P-Kanal-Transistors 16 und mit der Drainelektrode eines N-Kanal-Transistors 20 verbunden.
Die Gateelektrode des N-Kanal-Transistors 20 ist mit der Gateelektrode des P-Kanal-Transistors 18 verbunden, der geschaltet ist, um ein Schaltersteuersignal CONTROL zu empfangen. Die Sourceelektrode des N-Kanal-Transistors 20 ist mit der Erde GND verbunden. Die Bulkelektrode des ersten P-Kanal-Transistors 16 ist mit seiner Sourceelektrode und der Bulkelektrode des zweiten P-Kanal-Transistors 18 verbunden.
Der Ausgang VMIN der Minimumdetektorschaltung 14 ist mit der Sourceelektrode des N-Kanal-Transistors 22 verbunden, dessen Drainelektrode mit der Drainelektrode eines P-Kanal-Transistors 24 verbunden ist. Die Gateelektroden des N-Kanal-Transistors 22 und des P-Kanal-Transistors 24 sind geschaltet, um die Umkehrung des Schaltersteuersignals CONTROL zu empfangen. Die Sourceelektrode des P-Kanal-Transistors 24 ist geschaltet, um eine zweite Referenzspannung VDD zu empfangen.
Ein Spannungwechsler weist einen Eingang, der mit den Drainelektroden des N-Kanal-Transistors 22 und des P-Kanal-Transistors 24 verbunden ist, und einen mit dem Knoten A verbundenen Ausgang auf. Vorzugsweise enthält der Spannungswechsler einen Bootstrap-Kondensator 26, wobei eine Platte des Bootstrap-Kondensators 26 mit dem Knoten A und eine andere Platte des Bootstrap-Kondensators 26 mit den Drainelektroden des N-Kanal-Transistors 22 und des P-Kanal-Transistors 24 verbunden ist.
Die Arbeitsweise der der vorliegenden Erfindung entsprechenden Treiberschaltung 8 wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Es wird angenommen, daß das Eingangssignal VINP im Vergleich zu der Taktrate des Schaltersteuersignals langsam wechselt. Das ist bei A/D- und D/A-Umwandlern mit Überabtastung und bei verschiedenen Filtern für geschaltete Kondensatoren, Spannungsreferenzen etc. mit Überabtastung häufig der Fall. Es wird ebenfalls angenommen, daß der Transistorschalter 10 ein Transistor eines verbesserten Typs ist. Außerdem wird angenommen, daß die Kapazität des Bootstrap-Kondensators 26 viel größer ist als die parasitäre Kapazität an der Gateelektrode des Transistorschalters 10.
Wenn das Schaltersteuersignal CONTROL hoch ist, ist der zweite P-Kanal-Transistor 18 "aus" und der N-Kanal-Transistor 20 ist "an", wodurch die Gateelektrode des ersten P-Kanal-Transistors 16 nach unten gezogen wird, was diesen Transistor 16 "an" schaltet. Der Ausgang der Maximumdetektorschaltung 12 ist deshalb mit dem Knoten A verbunden. Die Spannung an der Gateelektrode des Transistorschalters 10 ist deshalb der als Maximum bestimmten Spannung VMAX am Ausgang der Maximumdetektorschaltung 12 gleich. Da das Gatepotential niedriger ist als das Sourcepotential ist der Transistorschalter 10 "aus".
Das Signal an der Gateelektrode des N-Kanal-Transistors 22 ist niedrig, so daß dieser Transistor "aus" und der P-Kanal-Transistors 24 "an" ist. Eine Platte des Bootstrap-Kondensator 26 ist deshalbmit der zweiten Referenzspannung VDD und die andere Platte mit dem Knoten A an der als Maximum bestimmten Spannung VMAX verbunden. Der Bootstrap-Kondensator 26 ist deshalb auf eine Spannung vorgeladen, die der Differenz zwischen VDD und der als Maximum bestimmten Spannung VMAX entspricht.
Wenn das Eingangssignal VINP geringer ist als die Analog-Erde VAG, dann entspricht die als Maximum bestimmte Spannung VMAX am Ausgang der Maximumdetektorschaltung 12 dieser VAG. Deshalb weist das Gate des Transistorschalters 10 das Potential von VAG auf. Das Potential an der Drainelektrode des Transistorschalters 10 entspricht VAG, weil der Kondensator (nicht gezeigt), mit dem der Drain verbunden ist, sich entlädt und der Transistor 6 (von Fig. 1) leitet. Da das Drainpotential nicht geringer ist als das Gatepotential, ist der Transistorschalter 10 nicht leitend.
Wenn das Eingangssignal VINP größer ist als die Analog-Erde VAG, liegt der Ausgang der Maximumdetektorschaltung 12 bei VINP, so daß der Transistorschalter 10 ebenfalls nicht leitend ist.
Wenn das Schaltersteuersignal CONTROL niedrig ist, ist der P-Kanal-Transistor 16 aus P-Kanal-Transistor 16 "aus", der N-Kanal-Transistor 22 "an" und der P-Kanal-Transistor 24 "aus". Eine der Platten des Bootstrap-Kondensators 26 ist deshalb mit dem Ausgang VMIN der Minimumdetektorschaltung 14 verbunden, so daß die Spannung auf dieser Platte von VDD auf die als Minimum bestimmte Spannung VMIN fällt.
Durch Ladungserhaltung gleicht sich die Spannung am Knoten darauffolgend VMAX - (VDD - VMIN) an. Deshalb fällt die Spannung VG an der Gateelektrode des Transistorschalters 10 von VMAX (VMIN oder VAG) auf
VG=VINP-VMAX+VDD-VMIN (1)
Die Gate-Source-Spannungen VGS des Transistorschalters 10 ist deshalb gleich
VGS =VINP-VMAX+VDD-VMIN (2)
Da
VMAX+VMIN=VAG+VINP
Die Gleichung 2 wird dann
VGS=VDD-VAG (3)
Die der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung 8 stellt deshalb sicher, daß der Transistorschalter 10 "an" ist, die Gate-Source-Spannung konstant und vom Eingangssignal unabhängig ist.
Da die Bulkelektroden des ersten und zweiten P-Kanal-Transistors 16 und 18 mit deren Sources verbunden sind, tritt keine übermäßige Spannungsbelastung in diesen Transistoren auf.
Es ist deshalb zu beachten, daß das Gatepotential des Transistorschalters 10 nicht niedriger ist als das Source- oder Drainpotential und daß die Gate-Source-Spannung konstant und von dem Eingangssignal VINP unabhängig ist, ob nun das Eingangssignal VINP größer oder kleiner als VAG ist.
Ein Beispiel einer Anwendung der Maximumdetektoschaltung 12 ist in Fig. 3 gezeigt.
Der erste und der zweite Eingang der Maximumdetektorschaltung 12 ist jeweils mit der Gateelektrode eines ersten N-Kanal-Transistors 30 und der Gateelektrode eines zweiten N-Kanal-Transistors 32 verbunden. Die Sourceelektroden des ersten und zweiten N-Kanal-Transistors 30 und 32 sind mit der zweiten Referenzspannung VDD verbunden und die Drainelektroden des ersten und zweiten N-Kanal-Transistors 30 und 32 sind mit dem Knoten B verbunden. Ein dritter N-Kanal-Transistor 34 ist zwischen den Knoten B und die Erde GND geschaltet. die Gatelektrode des dritten N-Kanal-Transistors 34 empfängt eine erste Vorspannung BIAS1. Ein diodengekoppelter Transistor 36 weist eine mit dem Knoten B verbundene Drainelektrode, eine mit dem Ausgang der Maximumdetektorschaltung 12 verbundene Gateelektrode und eine Sourceelektrode auf, die mit der zweiten Referenzspannung VDD über einen P-Kanal-Transistor 38 verbunden ist. Die Gateelektrode des P-Kanal-Transistors 38 empfängt eine zweite Vorspannung BIAS2.
Die erste Vorspannung BIAS1 ist so gewählt, daß der Strom durch den dritten N-Kanal-Transistor 34 doppelt so groß ist wie der Strom durch den P-Kanal-Transistor 38. Wenn diese Ströme klein genug sind, arbeiten der erste und der zweite N-Kanal-Transistor 30 und 32 in dem Bereich unter dem Schwellenwert. Wenn deshalb die Spannung am ersten Eingang um 100 bis 200 mV größer ist als am zweiten Eingang, bedeutet das, daß der erste N-Kanal-Transistor 30 einen Strom leitet und daß der zweite N-Kanal-Transistor 32 "aus" ist. Die Spannung am ersten Eingang ist deshalb von einer Spannung an der Sourceelektrode des ersten N-Kanal-Transistors 30 gefolgt, wird aber (ungefähr) um einen Schwellenwert herabgesetzt, so daß die Spannung am Knoten B bei VMAX - VT liegt, wobei VT der Schwellenwertspannung entspricht. Der diodengekoppelte Transistor 36 verändert die Spannung am Knoten B um einen Schwellenwert VT. Die Spannung am Ausgang der Maximumdetektorschaltung ist deshalb im wesentlichen der Spannung am ersten Eingang gleich, die die größere der Spannungen am ersten und zweiten Eingang ist. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Spannung am Knoten B selbst dann, wenn die Spannung am ersten oder zweiten Eingang die Spannung an den Schienen (VDD oder Erde) erreicht, und selbst dann, wenn die erste und zweite Eingangsspannung größer ist als die Schwellenwertspannung der Transistoren VT, sicherstellt, daß der erste, zweite, dritte und der diodengekoppelte Transistor 30, 32, 34 und 36 in Sättigung gehalten werden.
Eine weitere Anwendung der Maximumdetektorschaltung 12 ist in Fig. 4 gezeigt. Drei P-Kanal-Transistoren 40, 42 und 44 sind zwischen der zweiten Referenzspannung VDD und der Erde GND in Reihe geschaltet. Die Gateelektrode des ersten Transistors 40 empfängt eine Vorspannung BIAS, und die Gateelektrode des zweiten Transistors 42 ist mit dem zweiten Eingang der Maximumdetektorschaltung und die Gateelektrode des dritten Transistors 44 ist mit dem ersten Eingang der Maximumdetektorschaltung verbunden. Der zweite und dritte Transistor 42 und 44 weisen eine Nullschwellenwertspannung auf. Die Vorspannung BIAS ist so gewählt, daß der zweite und dritte Transistor 42 und 44 in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten. Dabei ist die Spannung am Ausgang der Maximumdetektorschaltung der größeren der zwei Spannungen am ersten und zweiten Eingang gleich.
Es ist zu beachten, daß andere Anwendungen der Maximumdetektorschaltung in der Treiberschaltung 8 verwendet werden können, und daß keineswegs beabsichtigt ist, die Erfindung auf irgendeine Anwendung zu beschränken.
Ein Beispiel einer Anwendung der Minimumdetektorschaltung ist in Fig. 5 gezeigt.
Ein erster P-Kanal-Transistor 46 weist eine zumEmpfangen einer ersten Vorspannung BIAS1 geschaltete Gateelektrode, eine mit der zweiten Referenzspannung VDD verbundene Sourceelektrode und eine mit einem Knoten C verbundene Drainelektrode auf. Ein zweiter P-Kanal-Transistor 48 weist eine mit dem ersten Eingang der Minimumdetektorschaltung verbundene Gateelektrode und eine mit dem Knoten C verbundene Sourceelektrode auf. Ein dritter P-Kanal-Transistor 50 weist eine mit dem zweiten Eingang der Minimumdetektorschaltung verbundene Gateelektrode, eine mit dem Knoten C verbundene Sourceelektrode und eine mit der Erde GND verbundene Drainelektrode auf. Ein vierter diodengekoppelter P-Kanal-Transistor 52 weist eine mit dem Ausgang der Minimumdetektorschaltung verbundene Gateelektrode, eine mit dem Knoten C verbundenen Sourceelektrode und eine mit der Drainelektrode eines N-Kanal-Transistors 54 verbundene Drainelektrode auf. Die Gateelektrode des N-Kanal-Transistors 54 empfängt eine zweite Vorspannung BIAS2.
Die erste Vorspannung BIAS1 ist so gewählt, daß der Strom durch den ersten P-Kanal-Transistor 46 doppelt so groß ist wie der Strom durch den N-Kanal-Transistor 54. Wenn diese Ströme klein genug sind, arbeiten der zweite P-Kanal-Transistor 48 und der dritte P-Kanal-Transistor 50 in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes. Wenn die Spannung am ersten Eingang um ungefähr 100 bis 200 mV geringer ist als die Spannung am zweiten Eingang, leitet der zweite P-Kanal-Transistor 48 und der dritte P-Kanal-Transistor 50 ist "aus". Die Spannung am ersten Eingang ist deshalb von einer Spannung an der Source des zweiten P-Kanal-Transistors 48 gefolgt, wird aber um (ungefähr) einen Schwellenwert verändert, so daß die Spannung am Knoten C gleich VMIN - VT ist, wobei VT der Schwellenwertspannung entspricht. Der vierte P-Kanal-Transistor 52 senkt die Spannung am Knoten C um den Schwellenwert VT, so daß die Spannung am Ausgang der Minimumdetektorschaltung im wesentlichen der kleineren der Spannungen am ersten und zweiten Eingang gleich ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der Transistorschalter 10 ein verbesserter P-Kanal-MOSFET-Transistor. Die Treiberschaltung kann jedoch ebenfalls angeordnet werden, um einen verbesserten P-Kanal-MOSFET-Transistor zu steuern. Bei einem N-Kanal-Schalter muß VDD durch die Erde GND ersetzt werden und umgekehrt, müssen die P-Kanal-Transistoren durch gegen N-Kanal-Transistoren ersetzt werden und umgekehrt, muß die Maximumdetektorschaltung 12 durch eine Minimumdetektorschaltung 14 ersetzt werden und umgekehrt und müssen die Phasen der Schaltersteuersignale umgekehrt werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Treiberschaltung zum Schalten von Differentialtransistorschaltern, wie sie in einer differentialgeschalteten Kondesatorschaltung verwendet werden.
Ein Teil einer Kondensatorschaltung, die Differentialtransistorschalter verwendet, ist in Fig. 6 gezeigt. Die Schaltung enthält zwei Kondensatoren C1 und C2, die jeweils über die Transistorschalter 50 und 52 mit den Differentialeingängen VINP-POS und VINP-NEG und jeweils über die Transistoren 45 und 56 mit der Analog-Erde VAG verbunden sind. Die Gates der Transistorschalter 50 und 52 sin geschaltet, um das Schaltersteuersignal CONTROL zu empfangen, und die Gates der Transistoren 45 und 56 sind geschaltet, um die Umkehrung des Schaltersteuersignals zu empfangen.
Wenn das Schaltersteuersignal niedrig ist, laden die Kondensatoren C1 und C2 sich jeweils aus den Eingangssignalen VINP-POS und VOUT-NEG auf. Wenn das Schaltersteuersignal hoch ist, entladen sich die Kondensatoren in die Erde VAG. Die Ausgänge VOUT-POS und VOUT-NEG können je nach Anwendung mit den Eingängen eines operationalen Verstärkers oder einer anderen Schaltstufe verbunden sein.
Da die Spannungen an den Gates der Transistorschalter 50 und 52 festgelegt sind, und die Spannungen an ihren Drains und Sources je nach Eingangssignal wechseln, wechseln auch die Source-Drain-Durchlaßwiderstände dieser Transistoren je nach Eingangssignal. Dies erzeigt ungleiche Impedanzen in den Differentialpfaden VINP-POS zu VOUT-POS und VINP-NEG zu VOUT-NEG. Die Zeitkonstanten RC für die sich aufladenden Kondensatoren C1 und C2 sind deshalb ungleich.
Da die Ausgänge VOUT-NEG und VOUT-NEG im wesentlichen auf analoger Erdung oder einer einzelnen anderen unabhängigen Spannung gehalten werden, sind die Durchlaßwiderstände der Transistoren 54 und 56 aufgrund der folgenden Schaltstufen nicht von den Eingangssignalen abhängig.
Da die Zeitkonstanten RC in den Differentialeingangspfaden verschieden sind, lädt sich der eine der Kondensatoren (entweder C1 oder C2) schneller auf als der andere. Ein Gleichtakteingangssignal lädt daher einen der Kondensatoren schneller als den anderen auf. Das bedeutet, daß ein Gleichtakteingangssignal eine unterschiedliche Ladung an den Kondensatoren C1 und C2 erzeugt, die zu den Ausgägngen VOUT-POS und VOUT-NEG weitergeleitet wird, wenn das Schaltersteuersignal hoch ist. Dies verursacht eine Degradation der Fähigkeit der Schaltungen, ein Gleichtaktsignal zurückzuweisen und es verursacht nicht-lineare Verzerrungen.
Eine Gleichtaktrückweisungsdegradation ist besonders problematisch in ICs mit gemischten Signalen. In derartigen ICs muß der analoge Teil gewöhnlich in extrem rauschender digitaler Umgebung arbeiten. Digitales Rauschen und Spitzen, die gewöhnlich vom Gleichtakttyp sind, dringen in den analogen Teil ein. Derartige Schaltungen des Standes der Technik weisen deshalb einen niedrigen Gleichtaktrückweisungsfaktor und eine dementsprechende mangelhafte Immunität gegenüber digitalen Störeffekten auf.
Wie oben in Zusammenahng mit den bekannten nicht-differentialgeschalteten Kondensatorschaltungen erläutert, können die Transistoren 50 bis 56 druch Doppelübertragungsgates ersetzt werden, um einen höheren Eingangsspannungsbereich zu gestatten. Der Durchlaßwiderstand eines derartigen Doppelübertragungsgates hängt jedoch immer noch vom Eingangssignal ab und derartige Konstruktionen leiden ebenfalls unter den oben genannten Problemen.
Wenn die oben genannte bekannte Treiberschaltung, die eine Ladungspumpe verwendet, um eine vom Eingangssignal unabhängige Gate-Source-Spannung zu erzeugen, bei einer differentialgeschalteten Kondensatorschaltung verwendet wird, würden dieselben Probleme bezüglich übermäßiger Spannungsbelastungen in den Transistoren auftreten, da Spannungen erzeigt werden, die größer sind als die der Stromversorgung.
Die einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung richtet sich gegen diese Probleme und bietet gleichzeitig einen Schiene-to-Schiene-Arbeitsmodus, ohne daß zwischen zwei beliebigen benachbarten Knoten Spannungen erzeugt werden, die größer sind als die der Stromversorgung. Dabei ist zu beachten, daß die Gatespannung der Transistorschalter bei einem Schiene-to-Schiene-Arbeitsmodus niedriger sein kann als die Erde. Die Spannungsdifferenz zwischen zwei beliebigen benachbarten Punkten wird jedoch immer auf einem Wert gehalten werden, der nicht größer ist als die durch die Stromversorgung gelieferte Spannung. Wie in der ersten Ausführungsform arbeitet die Treiberschaltung mit Eingangssignalen, die im Vergleich zu der Taktrate des Schaltersteuersignals langsam wechseln.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird im folgenden eine einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung 60 zum Steuern der Transistorschalter 62 und 64 gezeigt. Fig. 7 zeigt die Treibertschaltung 60 und die Schalter 62 und 64. Es ist jedoch zu beachten, daß die Ausgänge OUT1 und OUT2, wie in Fig. 6 gezeigt, mit den Kondensatoren C1 und C2 verbunden sein können.
Die Treiberschaltung 60 empfängt die Differentialeingangssignale VIN-POS und VINP-NEG jeweils an den Eingängen INPUT1 und INPUT2. Die Treiberschaltung 60 enthält eine erste Maximumdetektorschaltung 66 und eine zweite Maximumdetektorschaltung 68. Die erste Maximumdetektorschaltung weist einen ersten und einen zweiten Eingang auf, die jeweils mit dem ersten Eingang INPUT1 bzw. mit einem ersten Referenzknoten verbunden, der eine erste Referenzspannung, bereitstellt, und der Analog-Erde verbunden sind. .Die zweite Maximumdetektorschaltung 86 weist einen ersten und einen zweiten Eingang auf, der jeweils mit der Analog-Erde bzw. mit dem zweiten Eingang INPUT2 verbunden ist. über eine Schalteranordnung 70 selektiv mit einem Knoten D verbunden. Der Knoten D ist mit der Gateelektrode des Transistorschalters 62 verbunden. Der Ausgang der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 ist über eine Schalteranordnung 72 selektiv mit einem Knoten E verbunden. Der Knoten E ist mit der Gateelektrode des Transistorschalters 64 verbunden.
Ein erster Spannungswechsler weist einen selektiv mit der Erde oder dem Ausgang der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 verbundenen Eingang und einen mit dem Knoten D verbundenen Ausgang auf. Ein zweiter Spannungswechsler weist einen selektiv mit der Erde oder dem Ausgang der ersten Maximumdetektorschaltung 66 verbundenen Eingang und einen mit dem Knoten E verbundenen Ausgang auf. Vorzugsweise enthält der erste Spannungswechsler einen ersten Bootstrap-Kondensator 74, der eine erste mit dem Knoten D verbundene Platte und eine zweite selektiv mit der Erde oder dem Ausgang der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 verbundene Platte aufweist. Vorzugsweise enthält der zweite Spannungswechsler einen zweiten Bootstrap-Kondensator 76, der eine mit dem Knoten E verbundene Platte und eine andere selektiv mit der Erde oder mit dem Ausgang der ersten Maximumdetektorschaltung 66 verbundene Platte aufweist.
Die erste Schalteranordnung 70 enthält einen P-Kanal-Transistor 78, dessen Stromelektroden zwischen den Ausgang VMAX1 der ersten Maximumdetektorschaltung 66 und dem Knoten E geschaltet sind, und dessen Gateelektrode mit den Drainelektroden eines P-Kanal-Transistors 80 und eines N-Kanal-Transistors 82 verbunden ist.
Der N-Kanal-Transistor 82 weist eine für das Empfangen des Schaktsteuersignals CONTROL geschaltete Gateelektrode und eine mit der Erde GND verbundene Sourceelektrode auf. Die Gateelektrode des P-Kanal-Transistors 80 ist ebenfalls geschaltet, um das Schaltersteuersignal CONTROL zu empfangen, und seine Sourceelektrode ist mit dem Ausgang VMAX1 der ersten Maximumdetektorschaltung 66 verbunden. Die Bulkelektrode des P-Kanal-Transistors 80 ist mit der Sourceelektrode und der Bulkelektrode des P-Kanal-Transistors 78 und mit der Sourceelektrode eines P-Kanal-Transistors 84 verbunden. Die Drainelektrode des P-Kanal-Transistors ist mit der Drainelektrode eines N-Kanal-Transistors 86 verbunden, dessen Sourceelektrode mit der Erde GND verbunden ist. Die Gateelektroden der Transistoren 84 und 86 sind geschaltet, um die Umkehrung des Schaltersteuersignals zu empfangen. Die Drainelektroden der Transistoren 84 und 86 sind mit einer Platte des zweiten Bootstrap-Kondensators 76 verbunden.
Die zweite Schalteranordnung 72 ist der ersten Schalteranordnung 70 ähnlich. Die zweite Schalteranordnung 72 enthält einen P-Kanal-Transistor 88, dessen Stromelektroden zwischen dem Ausgang VMAX2 der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 und dem Knoten E geschaltet sind, und dessen Gateelektrode mit den Drainelektroden eines P-Kanal-Transistors 90 und eines N-Kanal-Transistors 92 verbunden sind.
Der N-Kanal-Transistor 92 weist eine zum Empfangen des Schaltersteuersignals CONTROL geschaltete Gateelektrode und eine mit der Erde GND verbundene Sourceelektrode auf. Die Gateelektrode des P-Kanal-Transistors 90 ist ebenfalls geschaltet, um das Schaltsteursignal CONTROL zu empfangen, und seine Sourceelektrode ist mit dem Ausgang der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 verbunden. Die Bulkelektrode des P-Kanal-Transistors 90 ist mit der Sourceelektrode und der Bulkelektrode des P-Kanal-Transistors 88 und mit der Sourceelektrode eines P-Kanal-Transistors 94 verbunden. Die Drainelektrode des P-Kanal-Transistors 94 ist mit der Drainelektrode eines N-Kanal-Transistors 96 verbunden, dessen Sourceelektrode mit der Erde GND verbunden ist. Die Gateelektroden der Transistoren 94 und 96 sind geschaltet, um die Umkehrung des Schaltersteuersignals zu empfangen. Die Drainelektroden der Transistoren 94 und 96 sind mit einer Platte des ersten Bootstrapkondensators 74 verbunden.
Die Differentialeingangssignale VINP-POS und VINP-NEG wechseln relativ zu dem ersten Referenzspannungspegel, der Analog-Erde VAG am ersten Referenzknoten. Das bedeutet, daß der erste Referenzspannungspegel VAG der halben Summe aus den Eingangsspannungssignalen VINP-POS und VINP-NEG entspricht.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Treiberschaltung 60 beschrieben.
Wenn das Schaltersteuersignal CONTROL hoch ist, leiten die P-Kanal-Transistoren 78 und 88 und die Gateelektroden der Transistorschalter 62 und 64 sind jeweils mit den Ausgängen der Maximumdetektorschaltungen 66 und 68 verbunden. Da das Signal an den Gateelektroden der Transistoren 84 und 94 niedrig ist, leiten diese Transistoren, so daß eine Platte des Bootstrap-Kondensators 74 auf dem Spannungspegel des Ausgangs VMAX2 der zweiten Maximumdetektorschaltung 68 ist und eine Platte des Bootstrap-Kondensators 76 auf dem Spannungspegel des Ausgangs VMAX1 der ersten Maximumdetektorschaltung 66 ist.
Wenn das Schaltersteuersignal CONTROL niedrig ist, sind die P-Kanal-Transistoren 78 und 88 "aus" und die N-Kanal-Transistoren 86 und 96 sind "an", wodurch die Platten der Bootstrap-Kondensatoren 74 und 64 um jeweils VMAX2 - GND und VMAX1 - GND fallen.
Unter Ladungserhaltung beträgt die Spannung am Knoten D
VMAX1 - (VMAX2-GND)
und am die Spannung am Knoten E beträgt
VMAX2 - (VMAX1-GND)
Die Transistorschalter 62 und 64 sind deswegen auf "an" geschaltet. Deshalb beträgt die Gate-Source-Spannung des Transistors 62 (VGS1)
VGS1 = VINP-POS-VMAX1+(VMAX2-GND) (4)
und die Gate-Source-Spannung des Transistors 64 (VGS2) beträgt
VGS2 = VINP-NEG-VMAX2+(VMAX1-GND) (5)
Neu angeordnet sehen die Gleichungen wie folgt aus:
VGS1 = VINP-POS-GND-(VMAX1-VMAX2) =VINP-POS-GND-K1 (6)
und
VGS2 = VINP-NEG-GND-(VMAX1-VMAX2) =VINP-NEG-GND-K2 (7)
da
VAG = VINP-POS+VINP-NEG/2 (8)
K1 = VINP-POS-VAG (9)
und
K2 = VAG-VINP-NEG (10)
Ersetzt man die Gleichungen 6 und 7 jeweils durch die Gleichungen 9 und 10, betragen die Gate-Source-Spannungen
VGS1 = VAG-GND
VGS2 =VAG-GND
Das heißt, daß die Gate-Source-Sapnnungen VGS1 und VGS2 in beiden Differentialpfaden von den Eingangssignalen unabhängig sind. Wenn die Transistor 62 und 64 offen sind, sind die Durchlaßwiderstände dieser Transistoren also von den Eingangssignalen unabhängig.
Anwendungen der Maximumdetektorschaltung sind in Fig. 3 und 4 gezeigt und werden mit Bezug auf diese beschrieben.
Obwohl die zweite Ausführungsform mit Bezug auf P-Kanal-Transistorschalter beschrieben wurde, kann die der vorliegenden Erfindung entsprechende Treiberschaltung verwendet werden, um N-Kanal-Transistorschalter zu steuern. Dafür muß VDD durch GND ersetzt werden und umgekehrt, P-Kanal-Transistoren müssen durch N-Kanal-Transistoren ersetzt werden und umgekehrt, die Maximumdetektorschaltungen müssen durch Minimumdetektorschaltungen ersetzt werden und die Phasen der Schaltersteuersignale müssen umgekehrt werden. Eine Anwendung einer Minimumdetektorschaltung ist in Fig. 5 gezeigt und mit Bezug auf diese beschrieben.

Claims

1. Treiberschaltung zum Schalten eines Transistors zwischen einem ersten Zustand, in dem der Transistorschalter geschlossen ist, so daß ein Eingangssignal zu einem Ausgang weitergeleitet wird, und einem zweiten Zustand, in dem der Schalter offen ist, wobei die Treiberschaltung enthält:

einen ersten Referenzknoten zum Empfangen eines ersten Referenzspannungssignals;

einen zweiten Referenzknoten zum Empfangen eines zweiten Referenzspannungssignals;

einen Maximumdetektor (12), der geschaltet ist, um das Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des Maximumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbunden ist;

einen Minimumdetektor (14), der geschaltet ist, um das Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das kleinere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben;

einen Spannungswechsler (26) mit einem Eingang, der selektiv mit dem zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des Minimumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbunden ist;

wobei der Ausgang des Maximumdetektors im zweiten Zustand mit der Gateelektrode des Transistorschalters und dem Ausgang des Spannungswechslers verbunden ist und der Eingang des Spannungswechslers mit dem zweiten Referenzspannungssignal geschaltet ist, und wobei der Ausgang des Minimumdetektors im ersten Zustand mit dem Eingang des Spannungswechslers verbunden ist, so daß die Ausgabe des Spannungswechslers durch das Minimumausgangssignal auf einen Spannungspegel gebracht wird, der der Differenz zwischen dem zweiten Referenzspannungssignal und dem Minimumausgangssignal entspricht, so daß die Spannung an der Gateelektrode des Transistorschalters vom Maximumausgangssignal abhängig ist und so daß das Signal am Ausgang des Spannungswechslers und damit die Gate-Source-Spannung des Transistorschalters vom Eingangssignal abhängig sind (Fig. 2).

2. Treiberschaltung nach Anspruch 1, wobei die Treiberschaltung den Transistorschalter in Antwort auf ein Schaltsignal mit jeweils einem ersten Signalpegel und einem zweiten Signalpegel zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand schaltet und wobei die Treiberschaltung weiter enthält:

einen ersten Schalter (16, 18, 20), der geschaltet ist, um das Schaltsignal zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des Maximumdetektors und der Gateelektrode des Transistorschalters geschaltet ist, so daß der erste Schalter geschlossen wird und das Maximumausgangssignal an die Gateelektrode geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und daß der erste Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist; und

einen zweiten Schalter (22), der geschaltet ist, um die Umkehrung des Schaltsignals zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des Minimumdetektors und den Eingang des Spannungswechslers geschaltet ist, so daß der zweite Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal einen zweiten Signalpegel aufweist, und so daß der zweite Schalter geschlossen ist und das Minimumausgangssignal an den Eingang des Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal einen ersten Signalpegel aufweist.

3. Treiberschaltung nach Anspruch 2, wobei der erste Schalter enthält:

einen ersten Transistor (10) eines ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des Transistorschalters verbundenen Stromelektrode, und einer mit der ersten Stromelektrode und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode;

einen zweiten Transistor (18) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode, und einer mit der Bulkelektrode des ersten Transistors und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist; und

einen dritten Transistor (20) eines zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer zweiten mit einer dritten Referenzspannungsversorgung und einer Gateelektrode verbundenen Stromelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist.

4. Treiberschaltung nach Anspruch 2 oder 3, die weiterhin einen dritten Schalter (24) enthält, der für den Empfang des umgekehrten Schaltsignals und zwischen den zweiten Referenzknoten und den Eingang des Spannungswechslers geschaltet ist, so daß der dritte Schalter geschlossen und das zweite Referenzspannungssignal an den Eingang des Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und so daß der dritte Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist.

5. Treiberschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Spannungswechsler einen Kondensator (26) enthält, dessen eine Platte den Eingang des Spannungswechslers und dessen andere Platte den Ausgang des Spannungswechslers bildet.

6. Treiberschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Maximumdetektor einen ersten Eingang zum Empfangen des Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen des ersten Referenzspannungssignals aufweist und weiter enthält:

einen ersten Transistor (30) mit einer ersten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit einem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem ersten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen zweiten Transistor (32) mit einer ersten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen dritten diodengekoppelten Transistor (36) mit einer ersten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode, und mit einer Gateelektrode und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem zweiten Referenzspannungsknoten, der Gateelektrode und dem Ausgang des Maximumdetektors verbunden sind; und

einer Stromversorgung (34), um einen Strom zu dem Knoten zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten, wobei das größere der Spannungssignale am ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Maximumdetektors geleitet wird (Fig. 3).

7. Treiberschaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei der Maximumdetektor einen ersten Eingang zum Empfangen des Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen des ersten Referenzspannungssingals aufweist und weiter enthält:

einen ersten Transistor (44) mit einer ersten Stromelektrode, einer zweiten mit dem dritten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem ersten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen zweiten Transistor (42) mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der ersten Stromelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einer Stromversorgung (40), die mit der ersten Stromelektrode des zweiten Transistors verbunden ist, um dorthin einen Strom zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten, wobei das größere der Spannungssignale am ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Maximumdetektors geleitet wird (Fig. 4).

8. Treiberschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Minimumdetektor einen ersten Eingang zum Empfangen des Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen der ersten Referenzspannungssignals aufweist und weiter enthält:

einen ersten Transistor (48) mit einer ersten mit einem dritten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit einem Knoten (C) verbundenen Stromelektrode und einer mit dem ersten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen zweiten Transistor (50) mit einer ersten mit dem dritten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen dritten diodengekoppelten Transistor (52) mit einer ersten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode, und mit einer Gatelektrode und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem dritten Referenzspannungsknoten, der Gateelektrode und dem Ausgang des Minimumdetektors verbunden sind; und

einer Stromversorgung (46), um einen Strom zu dem Knoten zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten, wobei das kleinere der Spannungssignale an dem ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Minimumdetektors geleitet wird (Fig. 5).

9. Treiberschaltung für eine differentialgeschaltete Kondensatorschaltung, wobei die Treiberschaltung angeordnet ist, um ein Paar von Differentialtransistorschaltern (62, 64) zwischen einem ersten Zustand, in dem die Schalter geschlossen sind, so daß das erste und zweite Eingangssignal, die dazwischen ein Differentialeingangssignal bilden, jeweils zu dem ersten und zweiten Ausgang geleitet werden, und einem zweiten Zustand zu schalten, in dem die Schalter offen sind, wobei die Treiberschaltung enthält:

einen ersten Referenzknoten zum Empfangen eines ersten Referenzspannungssignals, wobei das erste Referenzspannungssignal einen Pegel aufweist, der im wesentlichen der halben Summe aus dem ersten und dem zweiten Eingangssignal entspricht;

einen ersten Maximumdetektor (66), der geschaltet ist, um das erste Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des ersten Maximumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters (62) des Paares von Transistorschaltern verbunden ist;

einen zweiten Maximumdetektor (68), der geschaltet ist, um das zweite Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des zweiten Maximumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters (64) des Paares von Transistorschaltern verbunden ist;

einen ersten Spannungswechsler (74) mit einem Eingang, der selektiv zwischen den zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des zweiten Maximumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters verbunden ist;

einen zweiten Spannungswechsler (76) mit einem Eingang, der selektiv zwischen den zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des ersten Maximumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters verbunden ist;

wobei der Ausgang des ersten Maximumdetektors im zweiten Zustand mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters, dem Ausgang des ersten Spannungswechslers und dem Eingang des zweiten Spannungswechslers verbunden ist und der Ausgang des zweiten Maximumdetektors mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalter, dem Ausgang des zweiten Spannungswechslers und dem Eingang des ersten Spannungswechslers verbunden ist, und

wobei die Eingänge des ersten und des zweiten Spannungswechslers im ersten Zustand mit dem zweiten Referenzknoten verbunden sind, so daß die Ausgaben des ersten und des zweiten Spannungswechslers jeweils durch das zweite Referenzspannungssignal auf einen Spannungspegel gebracht werden, der jeweils der Differenz zwischen dem zweiten Maximumausgangssignal und dem zweiten Referenzspannungssignal bzw. der Differenz zwischen dem ersten Maximumausgangssignal und dem zweiten Referenzspannungssignal entsprechen, so daß die Spannungen an den Gateelektroden des ersten und des zweiten Transitorschalters jeweils von dem ersten Maximumausgangssignal und der Ausgabe aus dem ersten Spannungswechsler bzw. von dem zweiten Maximumausgangssignal und der Ausgabe aus dem zweiten Spannungswechsler abhängig sind, wobei die Gate-Source-Spannungen des ersten und des zweiten Transistorschalters von dem Differentialeingangssignal unabhängig sind (Fig. 7).

10. Treiberschaltung für eine differentialgeschaltete Kondensatorschaltung, wobei die Treiberschaltung angeordnet ist, um ein Paar von Differentialtransistorschaltern zwischen einem ersten Zustand, in dem die Schalter geschlossen sind, so daß das erste und zweite Eingangssignal, die dazwischen ein Differentialeingangssignal bilden, jeweils zu dem ersten und zweiten Ausgang geleitet wird, und einem zweiten Zustand zu schalten, in dem die Schalter offen sind, wobei die Treiberschaltung enthält:

einen ersten Minimumdetektor, der geschaltet ist, um das erste Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des ersten Minimumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters des Paares von Transistorschaltern verbunden ist;

einen zweiten Minimumdetektor, der geschaltet ist, um das zweite Eingangssignal und das erste Referenzspannungssignal zu empfangen und um das größere der beiden Signale an einem Ausgang auszugeben, wobei der Ausgang des zweiten Minimumdetektors selektiv mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters des Paares von Transistorschaltern verbunden ist;

einen ersten Spannungswechsler mit einem Eingang, der selektiv zwischen den zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des zweiten Minimumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters verbunden ist;

einen zweiten Spannungswechsler mit einem Eingang, der selektiv zwischen den zweiten Referenzknoten und dem Ausgang des ersten Minimumdetektors verbunden ist, und mit einem Ausgang, der mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters verbunden ist;

wobei der Ausgang des ersten Minimumdetektors im zweiten Zustand mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters, dem Ausgang des ersten Spannungswechslers und dem Eingang des zweiten Spannungswechslers verbunden ist und der Ausgang des zweiten Minimumdetektors mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters, dem Ausgang des zweiten Spannungswechslers und dem Eingang des ersten Spannungswechslers verbunden ist, und

wobei die Eingänge des ersten und des zweiten Spannungswechslers im ersten Zustand mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbunden sind, so daß die Ausgaben des ersten und des zweiten Spannungswechslers jeweils durch das zweite Referenzspannungssignal auf einen Spannungspegel gebracht werden, der jeweils der Differenz zwischen dem zweiten Minimumausgangssignal und dem zweiten Referenzspannungssignal bzw. der Differenz zwischen dem ersten Minimumausgangssignal und dem zweiten Referenzspannungssignal entsprechen, so daß die Spannungen an den Gateelektroden des ersten und des zweiten Transitorschalters jeweils von dem ersten Minimumausgangssignal und der Ausgabe aus dem ersten Spannungswechsler bzw. von dem zweiten Minimumausgangssignal und der Ausgabe aus dem zweiten Spannungswechsler abhängig sind, wobei die Gate-Source-Spannungen des ersten und des zweiten Transistorschalters von dem Differentialeingangssignal unabhängig sind

11. Treiberschaltung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Treiberschaltung den ersten und zweiten Transistorschalter zwischen dem ersten Zusand und dem zweiten Zustand jeweils in Antwort auf ein Schaltsignal mit einem ersten und einem zweiten Signalpegel schaltet, und wobei die Treiberschaltung weiter enthält:

einen ersten Schalter (70), der geschaltet ist, um das Schaltsignal zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des ersten Maximum- oder Minimumdetektors und der Gateelektrode des ersten Transistorschalters geschaltet ist, so daß der erste Schalter geschlossen wird und das erste Maximum- oder Minimumausgangssignal an die Gateelektrode des ersten Transistorschalters geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und daß der erste Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist; und

einen zweiten Schalter (72), der geschaltet ist, um das Schaltsignal zu empfangen, und der zwischen den Ausgang des zweiten Maximum- oder Minimumdetektors und der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters geschaltet ist, so daß der zweite Schalter geschlossen wird und das zweite Maximum- oder Minimumausgangssignal an die Gateelektrode des zweiten Transistorschalters geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und daß der zweite Schalter offen ist, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist; und

eine dritte Schaltereinrichtung (94, 96), die geschaltet ist, um die Umkehrung des Schaltsignals zu empfangen, und die zwischen den Ausgang des zweiten Maximum- oder Minimumdetektors und den Eingang des ersten Spannungswechslers und zwischen den zweiten Referenzknoten und den Eingang des ersten Spannungswechslers geschaltet ist, so daß das zweite Maximum- oder Minimumausgangssignal zu dem Eingang des ersten Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und so daß das zweite Referenzspannungssignal an den Eingang des ersten Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist.

eine vierte Schaltereinrichtung (84, 86), die geschaltet ist, um die Umkehrung des Schaltsignals zu empfangen, und die zwischen den Ausgang des ersten Maximum- oder Minimumdetektors und den Eingang des zweiten Spannungswechslers und zwischen den zweiten Referenzknoten und den Eingang des zweiten Spannungswechslers geschaltet ist, so daß das erste Maximum- oder Minimumausgangssignal zu dem Eingang des zweiten Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal den zweiten Signalpegel aufweist, und so daß das zweite Referenzspannungssignal an den Eingang des zweiten Spannungswechslers geleitet wird, wenn das Schaltsignal den ersten Signalpegel aufweist.

12. Treiberschaltung nach Anspruch 11, wobei der erste Schalter enthält:

einen ersten Transistor (78) eines ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des ersten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des ersten Transistorschalters verbundenen Stromelektrode, und einer mit der ersten Stromelektrode und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode;

einen zweiten Transistor (80) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des ersten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode, und einer mit der Bulkelektrode des ersten Transistors und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist; und

einen dritten Transistor (82) eines zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit der Gateelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer zweiten mit dem zweiten Referenzknoten und einer Gateelektrode verbundenen Stromelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist.

und wobei der zweite Schalter enthält:

einen vierten Transistor (88) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des zweiten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des zweiten Transistorschalters verbundenen Stromelektrode, und einer mit der ersten Stromelektrode und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode;

einen fünften Transistor (90) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des zweiten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der Gateelektrode des vierten Transistors verbundenen Stromelektrode, und einer mit der Bulkelektrode des vierten Transistors und einer Gateelektrode verbundenen Bulkelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist; und

einen sechsten Transistor (92) des zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit der Gateelektrode des vierten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer zweiten mit dem zweiten Referenzknoten und einer Gateelektrode verbundenen Stromelektrode, die zum Empfangen des Schaltsignals geschaltet ist.

13. Treiberschaltung nach Anspruch 12, wobei die dritte Schaltereinrichtung enthält:

einen ersten Transistor (94) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des zweiten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Eingang des ersten Spannungswechslers verbundenen Stromelektrode, und einer zum Empfangen der Umkehrung des Schaltsignals geschalteten Gateelektrode; und

einen zweiten Transistor (96) des zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Eingang des ersten Spannungswechslers verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, und einer zum Empfangen der Umkehrung des Schaltsignals geschalteten Gateelektrode; und

wobei die vierte Schaltereinrichtung enthält:

einen dritten Transistor (84) des ersten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Ausgang des ersten Maximum- oder Minimumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Eingang des zweiten Spannungswechslers verbundenen Stromelektrode, und einer zum Empfangen der Umkehrung des Schaltsignals geschalteten Gateelektrode; und

einen vierten Transistor (86) des zweiten Leitungstyps mit einer ersten mit dem Eingang des zweiten Spannungswechslers verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, und einer zum Empfangen der Umkehrung des Schaltsignals geschalteten Gateelektrode; und

14. Treiberschaltung nach Anspruch 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei der erste und der zweite Spannungswechsler jeweils einen Kondensator (74, 76) aufweisen, dessen eine Platte den Eingang des Spannungswechslers und dessen andere Platte den Ausgang des Spannungswechslers bildet.

15. Treiberschaltung nach Anspruch 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei der erste und der zweite Maximumdetektor jeweils einen ersten Eingang zum Empfangen des jeweiligen Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen des ersten Referenzspannungssignals aufweist, und weiterhin enthält:

einen ersten Transistor mit einer ersten mit einem dritten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit einem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem ersten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen zweiten Transistor mit einer ersten mit dem dritten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen dritten diodengekoppelten Transistor mit einer ersten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode, und mit einer Gateelektrode und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem dritten Referenzspannungsknoten, der Gateelektrode und dem Ausgang des Maximumdetektors verbunden sind; und

einer Stromversorgung, um einen Strom zu dem Knoten zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwerts arbeiten, wobei das größere der Spannungssignale am ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Maximumdetektors geleitet wird (Fig. 3).

16. Treiberschaltung nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei der erste und der zweite Minimumdetektor jeweils einen ersten Eingang zum Empfangen des jeweiligen Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen des ersten Referenzspannungssignals aufweist und weiterhin enthält:

einen ersten Transistor mit einer ersten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit einem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem ersten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen zweiten Transistor mit einer ersten mit dem Ausgang des Maximumdetektors verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit der ersten Stromelektrode des ersten Transistors verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einer Stromversorgung, um einen Strom zu der ersten Stromelektrode des zweiten Transistors zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwerts arbeiten, wobei das größere der Spannungssignale am ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Maximumdetektors geleitet wird (Fig. 4).

17. Treiberschaltung nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei der erste und der zweite Minimumdetektor jeweils einen ersten Eingang zum Empfangen des jeweiligen Eingangssignals und einen zweiten Eingang zum Empfangen des ersten Referenzspannungssignals aufweist und weiterhin enthält:

einen zweiten Transistor mit einer ersten mit dem zweiten Referenzspannungsknoten verbundenen Stromelektrode, einer zweiten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode und einer mit dem zweiten Eingang verbundenen Gateelektrode;

einen dritten diodengekoppelten Transistor mit einer ersten mit dem Knoten verbundenen Stromelektrode, und mit einer Gateelektrode und einer zweiten Stromelektrode, die mit dem zweiten Referenzspannungsknoten, der Gateelektrode und dem Ausgang des Minimumdetektors verbunden sind; und

einer Stromversorgung, um einen Strom zu dem Knoten zu leiten, so daß der erste und der zweite Transistor in dem Bereich unterhalb des Schwellenwertes arbeiten, wobei das kleinere der Spannungssignale am ersten und zweiten Eingang zu dem Ausgang des Minimumdetektors geleitet wird (Fig. 5).