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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen Schaltungen für
hohe Spannung und insbesondere gegen Durchbruch geschützte Schaltungen, die
mit hohen Geschwindigkeiten und hohen Spannungen betreibbar sind.
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Stand der
Technik
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Bei der Fertigung von integrierten
Schaltungen unter Verwendung der Metalloxid-Halbleiter- (MOS) Verfahren
werden Gateoxidschichten immer dünner,
um weitere Steigerungen der Transistorleistung zu erzielen. Für einen
gegebenen Satz von Anschlussspannungen ist der Drainstrom eines MOS-Transistors
umgekehrt proportional zur Dicke des Gateoxids. Ein "Transistor mit dünnem Gate" kann eine Gateoxidschicht
aufweisen, die weniger als 300 Å dick
ist. Das Verringern der Länge
der Transistorkanäle
verbessert auch die Leistung einer integrierten Schaltung.
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Eine Verringerung der Dicke der Gates
einer integrierten Schaltung macht die Schaltung für einen gategestützten Übergangsdurchbruch
anfälliger.
Ein gategestützter Übergangsdurchbruch
verursacht falsche Spannungspegel in einer Logikschaltung, eine hohe
Verlustleistung und möglicherweise
eine irreversible Beschädigung
an den betroffenen Transistoren.
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Viele nicht-flüchtigen Bauelemente, einschließlich EPROMs,
EEPROMs, PLDs und FPGAs, erfordern einen Betrieb mit hohen Spannungen
ohne Durchbruch. Eine hohe Spannung kann beispielsweise in einer
Schreib- oder Löschoperation
verwendet werden. Schaltungen, die einen Schutz gegen einen Durchbruch
bei hohen Spannungen umfassen, sind bekannt. Solche Schaltungen
sind im US-Pat. Nr. 4 161 663, Martinez, 4 689 504, Raghunathan
et al., 4 845 381, Cuevas und 5 054 001, Guillot, beschrieben. Obwohl
Schaltungen des Standes der Technik wie entworfen gut funktionieren,
bestehen gewisse Nachteile. Einige Schaltungen erfordern beispielsweise
nicht nur die herkömmliche
Versorgungsspannung (Vcc) und die hohe Betriebsspannung
(Vpp), sondern erfordern auch eine Zwischenspannung
(V1 und V2). Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass einige der bekannten Schaltungen
auf das Umschalten zwischen vpp und der
Erdung an einem Ausgangsknoten oder das Umschalten zwischen Vpp und Vcc am Ausgangsknoten
begrenzt sind. Schaltungen, die das Auswählen zwischen Vpp und
der Erdung oder zwischen Vcc und der Erdung
ermöglichen,
sind typischerweise komplex. Die Komplexität verringert häufig die
Geschwindigkeit der Schaltung.
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WO 90/02405 A1 offenbart eine Transistordurchbruch-Schutzschaltung mit
zwei gesteuerten Transistorwegen. Der durchgesteuerte/gesperrte
Zustand der zwei Transistorwege wird durch zwei Gateleitungen gesteuert,
die jeweils mit einem der Transistorwege verbunden sind. In Abhängigkeit
von den Signalen, die an die zwei Gateleitungen angelegt werden,
nehmen die zwei gesteuerten Transistorwege vier verschiedene Schaltzustände an.
Die Signale auf den Gateleitungen werden durch ein Steuermittel bereitgestellt, das
selbst durch Befehlsleitungen mit drei Zuständen gesteuert wird. Insgesamt
erfordert die Steuerung der Zustände
der zwei Transistorwege (Ausgangsansteuerung) ein Eingangssignal
(IN) in die Gates der Wegtransistoren, Signale mit drei Zuständen, die
in das Steuermittel eingegeben werden, und eine vorausgewählte Versorgungsspannung Vpp/Vdd
sowie eine zusätzliche
Leitung HVPP (und HVPN) für
den Schutzmodus.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Schaltung für
hohe Spannung bereitzustellen, die die Verwendung von Transistoren
mit hoher Geschwindigkeit und dünnem
Gate, ohne die Schaltung für
einen gategestützten Übergangsdurchbruch
anfällig
zu machen, und ohne Komplexität
ermöglicht.
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Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Spezielle
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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Die obige Aufgabe wurde durch eine
Schaltung gelöst,
die einen Detektor für
hohe Spannung verwendet, um erstens festzustellen, ob ein Eingangsknoten
in einen gesteuerten Weg auf einer hohen positiven Versorgungsspannung
(Vpp) oder einer niedrigen positiven Versorgungsspannung
(Vcc) liegt, und um zweitens auf der Basis
der Feststellung einen Durchbruchschutzmodus herzustellen. Der gesteuerte
Weg umfasst eine Reihenschaltung von Source- und Drainelektroden
eines Steuer-MOS-Transistors und eines Schutz-MOS-Transistors. Im
Durchbruchschutzmodus begrenzt der Schutz-MOS-Transistor die Spannung über dem
Steuer-MOS-Transistor.
In einem Nicht-Schutz-Modus bleibt der Schutz-MOS-Transistor für den Schaltungsbetrieb durchlässig.
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Der Detektor für hohe Spannung ist zum Überwachen
der Spannung in den gesteuerten Weg angeschlossen. Die Überwachung
kann direkt am Eingangsknoten in den gesteuerten Weg stattfinden. Alternativ
kann die Überwachung
indirekt sein, wie z. B. durch Feststellen, wann eine hohe Spannungsversorgung
mit dem Eingangsknoten in elektrischer Verbindung steht. Wenn der
Eingangsknoten auf VPP liegt, spannt der Detektor für hohe Spannung
ein Gate des Schutz-MOS-Transistors derart vor, dass das Schalten
des Steuer-MOS-Transistors in einen "gesperrten" Zustand verursacht, dass der Schutz-MOS-Transistor
sperrt. Folglich wird der Spannungsabfall über dem Steuer-MOS-Transistor um
die Differenz der Gatespannung und der Schwellenspannung des Schutz-MOS-Transistors
verringert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gatespannung
gleich Vcc, so dass kein Bedarf besteht,
Zwischenspannungen zu erzeugen. Wenn Vcc gleich
5 Volt ist und die Schwellenspannung –1 Volt ist, wird die Spannung über dem
Steuer-MOS-Transistor um 6 Volt verringert, was es weniger wahrscheinlich
macht, dass der Transistor einen gategestützten Übergangsdurchbruch erleidet.
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Wenn der Eingangsknoten in den gesteuerten
Weg auf Vcc liegt, ist ein Durchbruchschutz
nicht notwendig. Der Detektor für
hohe Spannung stellt dann eine Gatespannung am Schutz-MOS-Transistor
her, um den Transistor ungeachtet des Zustands des Steuer-MOS-Transistors
in einem "durchgesteuerten" Zustand zu halten.
Wenn beispielsweise beide der Transistoren im gesteuerten Weg p-Kanal-Transistoren sind,
kann die Gatespannung auf 0 gesetzt werden, was eine Nicht-Schutz-Bedingung
sicherstellt, die den Schutz-MOS-Transistor für den Schaltungsbetrieb durchlässig macht.
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Die Gatespannung des Steuer-MOS-Transistors
wird durch ein Eingangssignal festgelegt. Wenn beide der Transistoren
im gesteuerten Weg p-Kanal-Transistoren sind, empfängt ein
Generator für
ein hohes Spannungssignal ein Eingangssignal und schaltet die Gatespannung
zwischen Vpp und der Erdung um. Der gesteuerte
Weg führt
zu einem Schaltungsausgang und zu einem zweiten gesteuerten Weg
mit einem zweiten Schutz-MOS-Transistor und
einem zweiten Steuer-MOS-Transistor. Der zweite Steuer-MOS-Transistor
ist an einem Sourcepol an das Erdpotential gelegt und weist ein
Gate auf, das mit dem Gate des vorstehend beschriebenen Steuer-MOS-Transistors
verbunden ist. Folglich wird die Gatespannung durch das Eingangssignal
vorgegeben, aber wenn ein Steuer-MOS-Transistor ein n-Kanal-Bauelement ist
und der andere ein p-Kanal-Bauelement
ist, ist der durchgesteuerte/gesperrte Zustand von einem der zwei
Steuertransistoren das Umgekehrte des anderen. Der Drainpol des zweiten
Steuer-MOS-Transistors
ist mit dem Sourcepol des zweiten Schutz-MOS-Transistors verbunden. Wenn die
zwei Transistoren des zweiten gesteuerten Weges n-Kanal-Transistoren
sind, kann die Gatespannung des zweiten Schutz-MOS-Transistors auf Vcc festgelegt werden. Bei dieser Gatespannung
ist der Transistor für
den Betrieb der Transistoren bei Vcc durchlässig, begrenzt
jedoch die Spannung über dem
zweiten Steuer-MOS-Transistor, wenn Vpp an die
gesteuerten Wege angelegt wird.
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Obwohl es nicht entscheidend ist,
kann die Schaltung ein Inverter sein, wobei ein Eingangssignal das
Ausgangssignal zwischen entweder VPP und dem Erdpotential oder Vcc und dem Erdpotential in Abhängigkeit
von der zum Eingangsknoten der gesteuerten Wege gelieferten Spannung
umschaltet.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass die zwei Schutz-MOS-Transistoren ermöglichen,
dass die Schaltung unter Verwendung von Transistoren mit dünnem Gate
ausgebildet wird, ohne die Schaltung der Gefahr eines gategestützten Übergangsdurchbruchs
auszusetzen. Dennoch haben die Schutz-MOS-Transistoren keine Auswirkung auf
den Betrieb im Vcc-Modus und fügen selbst
im Vpp-Modus minimale Komplexität hinzu.
Der Detektor für
hohe Spannung stellt die Durchlässigkeit
der Schutzschaltung während
des Vcc/Erdungs-Umschaltens sicher.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines erläuternden Ausführungsbeispiels
eines Inverters mit Durchbruchschutztransistoren.
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2 ist
ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Inverters
mit Durchbruchschutztransistoren gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 1 ist eine Versorgung 10 mit
hoher Spannung als mit einem Vpp/Vcc-Schalter 12 verbunden gezeigt,
um zwischen einer niedrigen positiven Spannung (Vcc)
und einer hohen positiven Spannung (Vpp)
an einem Versorgungsknoten 14 umzuschalten. Die Verbindung
zwischen der Versorgung 10 und dem Vpp/Vcc-Schalter 12 kann durch internes
Erden des Knotens 60 innerhalb der Versorgung 10 mit
hoher Spannung selektiv unterbrochen werden und der Vpp/Vcc-Schalter 12 kann dazu ausgelegt
sein, automatisch Vcc zum Versorgungsknoten 14 zu
liefern, sobald eine solche Unterbrechung stattfindet. Wenn die
Versorgung 10 in der Lage ist, zwischen Vcc und
Vpp abzuwechseln, wird der Vpp/Vcc-Schalter 12 nicht verwendet.
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Der Versorgungsknoten 14 ist
ein Einlass in einen ersten gesteuerten Weg mit zwei p-Kanal-Transistoren 16 und 18.
Der erste p-Kanal-Transistor 16 ist ein Steuer-MOS-Bauelement, während der
zweite p-Kanal-Transistor dazu ausgelegt ist, als Schutz-MOS-Bauelement
zu wirken. Ein Ausgang 20 schaltet zwischen entweder dem
Erdpotential und Vcc oder dem Erdpotential
und Vpp in Abhängigkeit von dem Spannungspegel
am Versorgungsknoten 14 um. Ein Eingangssignal wird von
einem Generator 24 für
ein hohes Spannungssignal an einer Signalleitung 22 empfangen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel führt niedrig
auf der Signalleitung 22 zum Erdpotential an einem Gateknoten 26,
während
hoch den Gateknoten auf Vpp erhöht. Der
Gateknoten ist mit dem Gate 28 des ersten p-Kanal-Transistors 16 verbunden.
Auf dem Erdpotential verursacht das Gate 28, dass sich
der Transistor in einem "durchgesteuerten" Zustand befindet,
da der Spannungspegel am Sourcepol 30 jenen des Gates übersteigt,
ungeachtet dessen, ob sich Vcc oder Vpp am Versorgungsknoten 14 befindet.
Logisch hoch auf der Signalleitung 22 liefert Vpp am Gate 28, was bewirkt, dass
der Spannungspegel zumindest so groß ist wie jener des Sourcepols 30,
wodurch der Transistor 16 in einen "gesperrten" Zustand geschaltet wird.
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Ein Detektor 32 für hohe Spannung
ist zum Überwachen
der Spannung zum ersten p-Kanal-Transistor 16 angeschlossen.
In der Schaltung von 1 wird
die Überwachung
indirekt durchgeführt,
indem das Ausgangssignal der Versorgung 10 mit hoher Spannung
festgestellt wird. Wenn festgestellt wird, dass die Spannung am
Versorgungsknoten 14 Vcc ist, stellt
der Detektor für
hohe Spannung das Erdpotential an einem Schutzknoten 34 her.
Der Schutzknoten ist mit einem Gate 36 des zweiten p-Kanal-Transistors 18 verbunden.
Ein Übergangsknoten 38 befindet
sich an der Verbindung des Drainpols 40 des ersten Transistors 16 und
des Sourcepols 42 des zweiten Transistors 18.
Wenn sich sowohl der erste als auch der zweite p-Kanal-Transistor in
einem durchgesteuerten Zustand befinden, liegt die Ausgangsleitung 20 von
einem Drainpol 44 des zweiten Transistors auf demselben
Spannungspegel wie der Versorgungsknoten 14. Die zwei Transistoren bleiben
durchgesteuert, solange das Gate 28 des ersten Transistors
auf dem Erdpotential liegt.
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Wenn der erste und der zweite p-Kanal-Transistor 16 und 18 durchgesteuert
sind, ist zumindest einer eines ersten n-Kanal-Transistors 46 und eines zweiten
n-Kanal-Transistors 48 gesperrt. Aufgrund der Differenz
zwischen dem n-Kanal- und
dem p-Kanal-Transistor steuert das Erdpotential am Gateknoten 26 den
p-Kanal-Transistor 16 durch und sperrt den n-Kanal-Transistor 48.
Das Umgekehrte gilt auch. Das heißt, wenn der erste p-Kanal-Transistor 16 durch
vpp am Gate 28 gesperrt wird, wird
der zweite n-Kanal-Transistor 48 durchgesteuert. Vpp am Gate 50 stellt einen Weg vom
Drainpol 52 zum Sourcepol 54 des Transistors 48 her.
Das Gate 56 des ersten n-Kanal-Transistors 46 liegt
auf Vcc fest, wodurch eine Bedingung festgelegt
wird, unter der der Transistor 46 durchgesteuert bleibt,
solange die Spannung am Drainpol 58 die Spannung am Gate 56 nicht übersteigt.
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Im Betrieb gibt es vier mögliche Kombinationen
von Spannungspegeln zum Feststellen der durchgesteuerten/gesperrten
Zustände
der p-Kanal-Transistoren 16 und 18 und
der n-Kanal-Transistoren 46 und 48. In der ersten
dieser Kombinationen legt die Versorgung 10 mit hoher Spannung
ein Potential entlang der Leitung 60 an den Vpp/Vcc-Schalter 12 derart an, dass sich
Vcc am Versorgungsknoten 14 befindet.
Der Detektor 32 für
hohe Spannung ist mittels der Leitung 62 mit der Versorgung 10 verbunden. Eine
Einstellung der Versorgung 10 mit niedriger Spannung oder
ohne Spannung führt
dazu, dass der Detektor das Erdpotential am Schutzknoten 34 vorsieht.
Der Generator 24 für
ein hohes Spannungssignal schaltet zwischen der Erdung und Vpp in Abhängigkeit
vom Eingangssignal auf der Signalleitung 22 um. Vpp wird durch Verbinden mit der Versorgung 10 für hohe Spannung über die
Leitung 64 erhalten, was die Vpp-Verbindung
mit dem Generator 24 für
ein hohes Spannungssignal von der Spannung auf der Leitung 60 unabhängig macht.
Wenn der Versorgungsknoten 14 auf Vcc und
der Gateknoten 26 auf der Erdung liegt, befindet sich der
erste p-Kanal-Transistor 16 in einem durchgesteuerten Zustand
und der zweite n-Kanal-Transistor 48 befindet sich in einem
gesperrten Zustand. Beide der p-Kanal-Transistoren 16 und 18 weisen
das Erdpotential an den Gates 28 und 36 auf, so
dass die Ausgangsleitung 20 auf Vcc liegt.
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In einer zweiten der vier möglichen
Kombinationen bleibt der Versorgungsknoten 14 auf Vcc, aber das Eingangssignal entlang der Signalleitung 22 liegt auf
logisch hoch. Der Generator 24 liefert dann Vpp am
Gateknoten 26, was bewirkt, dass der erste p-Kanal-Transistor 16 sperrt
und der zweite n-Kanal-Transistor 48 durchsteuert. Der
gesteuerte Weg von der Ausgangsleitung 20 zur Erdung am
Sourcepol 54 des zweiten n-Kanal-Transistors zieht die
Ausgangsleitung auf Erdung. Folglich wirkt die Schaltung von 1 als Inverter.
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Wenn der Versorgungsknoten 14 auf
Vcc liegt, sind der zweite p-Kanal-Transistor 18 und
der erste n-Kanal-Transistor 46 für den Schaltungsbetrieb
durchlässig.
Das heißt,
beide Transistoren bleiben in einem durchgesteuerten Zustand, während der
erste p-Kanal-Transistor 16 und der zweite n-Kanal-Transistor 48 durch
Verändern
des Potentials an den zwei Gates 28 und 50 durchgesteuert
und gesperrt werden. Der Detektor 32 für hohe Spannung legt eine Nicht-Schutz-Bedingung
für den
zweiten p-Kanal-Transistor 18 fest, indem das Gate 36 auf der
Erdung gehalten wird.
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In der dritten Kombination der Versorgungsspannung
und des Eingangssignalpegels wird die Versorgung 10 mit
hoher Spannung umgeschaltet, um am Versorgungsknoten 14 Vpp herzustellen, und das Eingangssignal auf
der Signalleitung 22 liegt auf logisch niedrig. In diesem
Modus liegt das Gate 28 des ersten p-Kanal-Transistors 16 auf
0 Volt und der Transistor ist durchgesteuert. Im Gegensatz dazu sperren
die 0 Volt am Gate 50 des zweiten n-Kanal-Transistors 48 den
Transistor, so dass ein Erdungsweg von der Ausgangsleitung 20 gesperrt
wird. Wenn die Versorgung 10 mit hoher Spannung auf einem
hohen Pegel liegt, liefert der Detektor 32 Vcc zum Gate 36 des
zweiten p-Kanal-Transistors 18.
Die Vcc am Gate 36 wird von Vpp vom Versorgungsknoten 14 überschritten
und der Transistor 18 bleibt durchgesteuert, um zu ermöglichen,
dass die Ausgangsleitung 20 auf den Pegel des Versorgungsknotens 14, d.
h. Vpp, hochgezogen wird.
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In der letzten der vier Kombinationen
bleibt die Versorgung 10 auf einer hohen Spannung, aber die
Signalleitung 22 wird auf logisch hoch umgeschaltet. Unter
dieser Bedingung schaltet das Gate 28 des ersten p-Kanal-Transistors 16 auf
Vpp, was dem Pegel am Versorgungsknoten 14 entspricht.
Daher wird der erste p-Kanal-Transistor gesperrt. Gleichzeitig steuert
Vpp am Gate 50 des zweiten n-Kanal-Transistors 48 den
Transistor durch, was einen Erdungsweg zur Ausgangsleitung 20 herstellt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird
der Logikpegel an der Signalleitung 22 umgekehrt und verursacht,
dass die Ausgangsleitung 20 zwischen entweder 0 Volt und
Vcc oder 0 Volt und Vpp in
Abhängigkeit von
dem Potential am Versorgungsknoten 14 umschaltet. Jeder
der Transistoren 16, 18, 46 und 48 ist ein
Transistor mit dünnem
Gate, so dass der Inverter mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten
kann. Wenn Vcc am Versorgungsknoten 14 liegt,
sind die Transistoren mit dünnem
Gate nicht für
einen gategestützten Übergangsdurchbruch
anfällig.
Vpp übersteigt
jedoch die Durchbruchspannung der Transistoren. Der zweite p-Kanal-Transistor 18 und
der erste n-Kanal-Transistor 46 sind in der Schaltung enthalten,
um eine Beschädigung
an den anderen zwei Transistoren 16 und 48 zu
verhindern. Wenn der zweite n-Kanal-Transistor 48 gesperrt
ist, verhindert der erste n-Kanal-Transistor 46, dass die
volle Vpp den ersten n-Kanal-Transistor
erreicht. Dies liegt daran, dass, wenn der Übergang des Sourcepols 66 des
ersten Transistors 46 mit dem Drainpol 52 des
zweiten Transistors 48 ein Potential erreicht, das gleich
der Potentialdifferenz zwischen dem Gate 56 und der Schwellenspannung
der Transistoren ist, der erste Transistor 46 gesperrt
wird und keine weitere Spannungszunahme den Drainpol 52 des
zweiten Transistors 48 erreicht. In dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
liegt die Gatespannung 56 auf der Vcc-Spannung von 5 V
und die Schwellenspannung kann ungefähr 1 V betragen, so dass die
Spannung über
dem Drainpol 52 und dem Sourcepol 54 des zweiten
Transistors 48 auf 4 V begrenzt wird. Diese Spannungen
sind jedoch für
die Erfindung nicht kritisch.
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Wenn der Gateknoten 26 durch
logisch hoch auf der Signalleitung 22 auf einen Pegel von
Vpp gebracht wird, steuern die zwei n-Kanal-Transistoren 46 und 48 durch.
Gleichzeitig wird der erste p-Kanal-Transistor 16 gesperrt.
Der zweite p-Kanal-Transistor 18 wird auch gesperrt, da
der Pegel am Übergangsknoten 38 auf
eine Spannung gleich der Gatespannung bei 36 minus der
Schwellenspannung der p-Kanal-Transistoren 16 und 18 abfällt. Da
die zwei Transistoren 16 und 18 beide gesperrt
sind, senkt der Steuertransistor 16 nicht den gesamten
Vpp-Pegel.
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Der Detektor 32 für hohe Spannung
stellt fest, ob der erste gesteuerte Weg vom Versorgungsknoten 14 zur
Ausgangsleitung 20 mit Vcc oder
Vpp betreibbar ist. Der Detektor legt dann
gemäß der Feststellung
eine Schutzbedingung oder eine Nicht-Schutz-Bedingung am zweiten
p-Kanal-Transistor 18 fest. Derselbe Schutz kann für MOS-Transistoren
mit dünnem
Gate innerhalb des Generators 24 für ein hohes Spannungssignal
erzielt werden. Die Leitung 68 ist enthalten, um ein Signal
zu den Schutz-MOS-Transistoren, die nicht gezeigt sind, innerhalb
der Schaltung des Generators 24 zu liefern.
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Mit Bezug auf 2 ist eine zweite Inverterschaltung 70 als
mit denselben Elementen wie 1, jedoch
in einer anderen Anordnung gezeigt. Eine Versorgung 72 mit
hoher Spannung, die in der Lage ist, intern zwischen Vpp und
der Erdung umzuschalten, ist mit dem Vpp/Vcc-Schalter 74 verbunden, um an einem
Versorgungsknoten 76 in derselben Weise wie der Vpp/Vcc-Schalter 12 von 1 entweder Vcc oder Vpp zu liefern. Ein erster gesteuerter Weg
für die Schaltung
umfasst einen Steuer-p-Kanal-Transistor 78 und einen Schutz-p-Kanal-Transistor 80.
Wenn jeder der p-Kanal-Transistoren
durchgesteuert ist, liegt eine Ausgangsleitung 82 auf demselben
Pegel wie der Versorgungsknoten 76. Ein zweiter gesteuerter Weg
umfasst einen Steuer-n-Kanal-Transistor 84 und
einen Schutz-n-Kanal-Transistor 86. Da die Gates 88 und 90 der
Steuertransistoren 78 und 84 verbunden sind, wird
jedes Mal, wenn die Schaltung 70 Leistung empfängt, ein
gesteuerter Weg elektrisch geöffnet
und der andere wird elektrisch kurzgeschlossen.
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Ein Detektor 92 für hohe Spannung
ist direkt zum Überwachen
des Spannungspegels am Versorgungsknoten 76 angeschlossen.
Vcc am Versorgungsknoten verursacht, dass
der Detektor eine Nicht-Schutz-Bedingung festlegt, unter der ein
Gate 94 des Schutz-p-Kanal-Transistors 80 auf
der Erdung liegt. VPP am Versorgungsknoten 76 erhöht den Pegel des
Gates 94 auf Vcc, wodurch eine
Schutzbedingung festgelegt wird.
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Ein Gate 96 des Schutz-n-Kanal-Transistors 86 liegt
auf Vcc fest. Somit bleibt der Schutz-n-Kanal-Transistor 86 für den Betrieb
der Schaltung 70 durchlässig,
wenn die Kombination aus gesperrtem Steuer-n-Kanal-Transistor 84 und
einer hohen Spannung auf der Ausgangsleitung 82 fehlt.
Die Gates 88 und 90 der Steuertransistoren 78 und 84 sind
jeweils mit einem Steuersignalbauelement 98 verbunden. Das
Bauelement kann in derselben Weise arbeiten wie der Signalgenerator
von 1, aber dies ist
nicht entscheidend. Das Bauelement empfängt ein Eingangssignal vom
Vpp/Vcc-Schalter 74.
Wahlweise kann der Pegel auf einer Eingangsleitung 100 die Gates 88 und 90 mit
dem Versorgungsknoten 76 verbinden und von diesem trennen.
Somit werden die Gates 88 und 90 im Vcc-Betrieb
durch eine Änderung des
Logikpegels auf der Signalleitung 100 zwischen Vcc und der Erdung umgeschaltet. Im Vpp-Betrieb legt der Logikpegel auf der Signaleingangsleitung 100 fest,
ob die Gates 88 und 90 auf dem Erdpotential oder
auf Vpp liegen.
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Die Transistoren 78, 80, 84 und 86 arbeiten in
derselben Weise, wie mit Bezug auf 1 beschrieben.
Wenn der Steuer-p-Kanal-Transistor 78 gesperrt ist und
der Versorgungsknoten 76 auf VpP liegt,
sperrt der Schutz-p-Kanal-Transistor 80,
was verhindert, dass der Steuer-p-Kanal-Transistor die volle Spannung über sich
aufweist. Der Übergang
der zwei p-Kanal-Transistoren fällt
nicht unterhalb die Gatespannung bei 94 minus der Schwellenspannung des
Transistors. In gleicher Weise begrenzt der Schutz-n-Kanal-Transistor 86 die
Spannung über dem
Steuer-n-Kanal-Transistor 84.
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Obwohl die Verwendung eines Detektors
für hohe
Spannung zum Festlegen von Schutz- und Nicht-Schutz-Bedingungen
für einen
Schutztransistor als mit einem p-Kanal-Transistor in einer Inverterschaltung
verwendet beschrieben und dargestellt wurde, ist dies nicht entscheidend.
Die Kombination eines Steuertransistors und eines Schutztransistors und
eines Detektors für
hohe Spannung kann ebenso in anderen Schaltungen verwendet werden.