EP1277098B1 - Stromerzeugungseinrichtung und spannungserzeugungseinrichtung - Google Patents

Stromerzeugungseinrichtung und spannungserzeugungseinrichtung Download PDF

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EP1277098B1
EP1277098B1 EP01929286.1A EP01929286A EP1277098B1 EP 1277098 B1 EP1277098 B1 EP 1277098B1 EP 01929286 A EP01929286 A EP 01929286A EP 1277098 B1 EP1277098 B1 EP 1277098B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
generating device
transistor
current generating
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01929286.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1277098A1 (de
Inventor
Michael Verbeck
Thomas Piorek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Verbeck Michael
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Verbeck Michael
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Verbeck Michael, Infineon Technologies AG filed Critical Verbeck Michael
Publication of EP1277098A1 publication Critical patent/EP1277098A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1277098B1 publication Critical patent/EP1277098B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only

Definitions

  • the present invention relates to a power generating device, by means of which in a device connected thereto, a predetermined current can be impressed.
  • Power generation devices provided in integrated circuits do not have to be permanently active. This can have two reasons: either because the currents generated by the power generation devices are needed only on certain occasions (for example, to program a flash memory) or because the devices powered by the power generation devices are not always in operation must or should.
  • Circuits or circuit parts which need not always be in operation or are, at times when they are not needed, often placed in a power saving mode such as a so-called sleep mode or a so-called power-down mode. In these modes, the respective circuits or circuit parts are placed in a state in which they consume less or no energy at all. This reduces energy consumption and heat generation.
  • the relevant circuit or the relevant circuit part is supplied with energy supplying power generating device; As a result, energy consumption and heat generation can be maximally reduced.
  • Circuits or circuit parts which are placed in an energy-saving mode can, if necessary, be returned to the normal mode in which they, as the name already indicates, are normally supplied with power and operate normally.
  • the present invention is therefore based on the object to find a way by which the switching of a circuit or a circuit part can be accelerated from a power-saving mode in the normal mode.
  • the power generating device is characterized inter alia by the fact that it is designed to temporarily impress a current in the device connected to the power generating device in response to a predetermined generating event signaled by a control signal, which is greater than the current that the power generating device imprinted in the device in the steady state.
  • Such power generating means enable the circuit or circuit part energized thereby to be momentarily energized after the switchover from a power saving mode to the normal mode, which causes the circuit to reach the normal level. Operating mode accelerated.
  • the relevant circuit or the relevant circuit part passes more quickly into the state which it must assume in order to operate normally.
  • the existing in the circuit to be switched or existing in the circuit part switching capacities, including parasitic capacitances such as line capacitances (capacitances that are formed by existing in the circuit or in the circuit part lines) and gate Capacities (capacitances at gate terminals of field effect transistors) can be charged, discharged or reloaded faster, as required for proper operation of the circuit or the circuit part.
  • parasitic capacitances such as line capacitances (capacitances that are formed by existing in the circuit or in the circuit part lines) and gate Capacities (capacitances at gate terminals of field effect transistors)
  • line capacitances capacitances that are formed by existing in the circuit or in the circuit part lines
  • gate Capacities capacitances at gate terminals of field effect transistors
  • the switching of a circuit or a circuit part of a power-saving mode in the normal mode can be performed at maximum speed. It is even possible that the circuit to be switched or the circuit part to be switched over can be used immediately (already in the next cycle) as usual.
  • the power generating device described in more detail below and the voltage generating device described in more detail below are part of an integrated circuit.
  • the integrated circuit is a microcontroller in the example considered; the power generation device and voltage generating device described are used in the example considered to supply power to read amplifiers for reading out a memory provided in the microcontroller (an embedded memory).
  • the current generation device described and the voltage generation device described can also be used in any other integrated circuits and also outside integrated circuits and used to supply any device inside and outside of integrated circuits.
  • the power generating device described is characterized in that it is designed to temporarily impress in response to predetermined events a relation to otherwise changed current in the device connected to the power generating device.
  • the voltage generating device described is characterized in that it is designed to temporarily apply in response to predetermined events a relation to otherwise changed voltage to the device connected to the voltage generating device.
  • the power generating device described is in FIG. 1 shown.
  • the arrangement shown comprises a bias current generator IG, PMOS transistors T0 to Tn, an NMOS transistor Tdyn, a capacitor C, and a resistor R.
  • the Biasstromgenerator IG generates a current I Bias0 , which in the manner described in more detail below by the connected to a current mirror transistors T0 to Tn in Biasströme I Bias1 to I Biasn is implemented.
  • the bias currents I bias1 to I bias are the currents which are impressed into the sense amplifiers, not shown in the figures, of the microcontroller under consideration, and via which they are supplied with the energy required for their operation.
  • the bias current generator IG is connected in series with the transistor T0. As a result, the transistor T0 is traversed by the current I Bias0 generated by the bias current generator . A current flow through the transistor T0 causes currents to flow through the transistors T1 to Tn connected to the transistor T0 to form a current mirror, namely the currents I Bias1 to I Biasn already mentioned above.
  • the magnitude of the currents I bias1 to I bias depends on the W / L ratios that the transistor T0 and the transistors T1 to Tn have.
  • the currents I bias1 to I bias do not originate from the bias current generator IG; these currents come from supply lines V1 and V2, which are acted upon by a different energy source, not shown in the figures, with a positive potential VDD (V1) and a neutral or negative potential VSS (V2).
  • the currents I bias1 through I bias have a non-zero, constant magnitude;
  • the devices (the sense amplifiers) to be supplied with power by these currents are set in the above-mentioned power saving mode, the currents I Bias0 to I Biasn are equal to zero.
  • the bias current generator IG (disabled during the power saving mode) is activated.
  • the current I Bias0 generated by the bias current generator does not increase abruptly, but only very gradually to the size that it would have to have for proper operation of the sense amplifiers. This is shown in picture (c) below FIG. 2 shown. Without the particularities of the current generation device considered in more detail below, the currents I bias1 to I bias would have a similar course, with the result that it takes a relatively long time for the sense amplifiers to be in the ready state.
  • this additional circuit part ensures that the transistor T0 ( through which the current I Bias0 generated by the bias current generator IG flows) is additionally traversed by a current not generated by the bias current generator IG when predetermined events occur.
  • the flow of the additional current is effected by a switching of a switching device, which is connected in series to the transistor T0, which is flowed through by the bias current generator IG and the additional current, and their operation, the opening and closing of a transistor and the switching device containing circuit causes.
  • the said switching device is formed in the example considered by a parallel to the bias current generator provided transistor.
  • This transistor is the already mentioned transistor Tdyn.
  • the transistor Tdyn is controlled by a signal which signals the events in response to which in the device connected to the power generating means (the sense amplifiers) is to be impressed over otherwise changed current.
  • This signal is in the example considered a powerdown signal PWD ⁇ indicating the mode of operation of the device connected to the power generating device and is the Gate of the transistor Tdyn supplied via a high-pass filter; the high-pass filter is formed in the example considered by the already mentioned capacitor C and the resistor R also already mentioned.
  • the power-down signal PWD ⁇ has the level 0 in the example under consideration when the sense amplifiers are in the energy-saving mode, and has the level 1 when the sense amplifiers are in the normal mode.
  • the transistor Tdyn and the high pass upstream of it are so arranged and dimensioned that a current I dyn flows "only" for a short time after the switching of the sense amplifiers from the power saving mode to the normal mode, and that the current I dyn to all other times is zero.
  • the high pass blocks the signal, thereby blocking the transistor regardless of the level of the power down signal PWD ⁇ .
  • the gate of the transistor Tdyn upstream high-pass filter causes the power-down signal PWD ⁇ can briefly reach the gate terminal of the transistor Tdyn.
  • This causes the transistor Tdyn to be transiently turned on, causing a non-zero current I dyn through the transistor Tdyn is flowing.
  • the time course of the current I dyn is in diagram (b) of FIG. 2 illustrated. Accordingly, the current I dyn ab t0 initially steeply increases to a relatively high value, and then gradually falls back to the value zero.
  • a current flow is also effected as of time t0 by the bias current generator IG activated again from there.
  • the time course of the current I Bias0 is shown in diagram (c) of FIG. 2 illustrated. Accordingly, the current I Bias0 from t0 of zero gradually increases to the current required for proper operation of the sense amplifiers.
  • the transistor T0 is now traversed by a current corresponding to the sum of the currents I Bias0 + I dyn .
  • This current flow causes current flows with corresponding time profiles to be established in the transistors T1 to Tn.
  • the course of the current flowing through the transistor T1 (impressed into the associated sense amplifier) is shown in diagram (d) of FIG. 2 illustrated. Accordingly, the current I Bias1 rises sharply from a first to a relatively high value, and then gradually decreases again to the current required in the steady state of the sense amplifiers for proper operation thereof.
  • the device to be supplied by the power generation device does not consist of one or more sense amplifiers, but is any other device.
  • the power generating device is designed to temporarily impress a current that is otherwise reduced in response to certain events into the device concerned.
  • the event in response to which the power generating device imprints a current that is otherwise changed in the device connected thereto, need not be the switching of the device in question from a power-saving mode to the normal mode; it can also be any other event.
  • any other means may be connected to the voltage generating means, and of course the events in response to which the voltage generating means generates a voltage that is otherwise changed may be any events.
  • power generation devices and voltage generating devices can be used advantageously for a variety of applications. They allow, inter alia, but by no means exclusively, that the switching of a circuit or a circuit part of a power-saving mode in the normal mode maximum speed can perform.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerzeugungseinrichtung, durch welche in eine daran angeschlossene Einrichtung ein vorbestimmter Strom einprägbar ist.
  • Solche Stromerzeugungseinrichtungen sind seit vielen Jahren in unzähligen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise aus den Dokumenten US 5 642 037 A und US 5 940 322 A .
  • Sie werden unter anderem, aber bekanntlich bei weitem nicht ausschließlich in integrierten Schaltungen eingesetzt, wo sie entweder die gesamte integrierte Schaltung oder bestimmte Teile der integrierten Schaltung mit Strom versorgen.
  • In integrierten Schaltungen vorgesehene Stromerzeugungseinrichtungen müssen nicht dauerhaft aktiv sein. Dies kann zwei Gründe haben: entweder, weil die von den Stromerzeugungseinrichtungen erzeugten Ströme nur zu bestimmten Anlässen (beispielsweise zum Programmieren eines Flash-Speichers) benötigt werden, oder weil die Einrichtungen, die von den Stromerzeugungseinrichtungen mit Energie versorgt werden, nicht immer in Betrieb sein müssen oder sollen.
  • Schaltungen oder Schaltungsteile, die nicht immer in Betrieb sein müssen oder sollen, werden zu Zeiten, in welchen sie nicht benötigt werden, häufig in eine Energiespar-Betriebsart wie beispielsweise eine sogenannte Sleep-Betriebsart oder eine sogenannte Powerdown-Betriebsart versetzt. In diesen Betriebsarten sind die betreffenden Schaltungen oder Schaltungsteile in einen Zustand versetzt, in welchem sie weniger oder überhaupt keine Energie verbrauchen. Dadurch lassen sich der Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung reduzieren.
  • Zum Versetzen einer Schaltung oder eines Schaltungsteils in eine Energiespar-Betriebsart gibt es verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise wird hierzu die die betreffende Schaltung oder den betreffenden Schaltungsteil mit Energie versorgende Stromerzeugungseinrichtung deaktiviert; dadurch lassen sich der Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung maximal reduzieren.
  • Schaltungen oder Schaltungsteile, die in eine Energiespar-Betriebsart versetzt sind, können bei Bedarf wieder in die Normal-Betriebsart zurückversetzt werden, in welcher sie, wie die Bezeichnung schon erkennen läßt, normal mit Energie versorgt werden und normal arbeiten.
  • Die Erfahrung zeigt, daß das Umschalten einer Schaltung oder eines Schaltungsteils von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart eine gewisse Zeit dauert. Das bedeutet, daß nach der Veranlassung des Umschaltens der Betriebsart mehr oder weniger lange gewartet werden muß, bis die betreffende Schaltung bzw. der betreffende Schaltungsteil wie gewohnt verwendet werden kann.
  • Da häufig nicht im voraus feststeht, ob und gegebenenfalls wann eine Schaltung oder ein Schaltungsteil in die Normal-Betriebsart zurückversetzt werden muß, wird das Umschalten im allgemeinen erst zu dem Zeitpunkt veranlaßt, zu dem die betreffende Schaltung oder der betreffende Schaltungsteil benötigt wird. Weil danach aber noch gewartet werden muß, bis das Umschalten in die Normal-Betriebsart abgeschlossen ist (bis die betreffende Schaltung bzw. der betreffende Schaltungsteil wieder bestimmungsgemäß arbeitet bzw. arbeiten kann), ist das Umschalten in die Normal-Betriebsart mit einer mehr oder weniger lange Pause verbunden, während welcher die die betreffende Schaltung oder den betreffenden Schaltungsteil enthaltende integrierte Schaltung nicht oder jedenfalls nicht mit maximaler Leistung arbeiten kann.
  • Dies ist verständlicherweise ein Nachteil.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, durch welche das Umschalten einer Schaltung oder eines Schaltungsteils von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart beschleunigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 beanspruchte Stromerzeugungseinrichtung gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Stromerzeugungseinrichtung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, daß sie dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf ein der Stromerzeugungseinrichtung durch ein Steuersignal signalisiertes vorbestimmtes Ereignis vorübergehend einen Strom in die an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung einzuprägen, der größer ist als der Strom, den die Stromerzeugungseinrichtung im eingeschwungenen Zustand in die Einrichtung einprägt.
  • Solche Stromerzeugungseinrichtungen ermöglichen es, daß die Schaltung oder der Schaltungsteil, die bzw. der dadurch mit Energie versorgt wird, nach der Veranlassung des Umschaltens von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart kurzzeitig mit einem Strom versorgt wird, die das Erreichen der Normal-Betriebsart beschleunigt.
  • Daß eine Schaltung oder ein Schaltungsteil während des Betriebsartwechsels mit einem Strom versorgt wird, der höher ist als der Strom, den die Stromerzeugungseinrichtung einprägen würde, wenn ihr nicht signalisiert werden würde, daß gerade ein Betriebsartwechsel durchgeführt wird, erweist sich in zweifacher Hinsicht als vorteilhaft: einerseits kann dadurch der herkömmlichen Stromerzeugungseinrichtungen anhaftende Mangel behoben werden, daß diese nach deren Einschalten nicht gleich die Ströme liefern, die sie im eingeschwungenen Normalbetrieb liefern, und andererseits können die Stromerzeugungseinrichtungen dadurch während des Betriebsartwechsels sogar Ströme liefern, die absichtlich höher sind als die im eingeschwungenen Normalbetrieb der Stromerzeugungseinrichtungen erzeugten Ströme.
  • Dadurch kann erreicht werden, daß die betreffende Schaltung bzw. der betreffende Schaltungsteil schneller in den Zustand gelangt, den er einnehmen muß, um normal zu arbeiten. Insbesondere ist es dadurch möglich, daß die in der umzuschaltenden Schaltung bzw. die im umzuschaltenden Schaltungsteil vorhandenen Kapazitäten, einschließlich parasitärer Kapazitäten wie Leitungs-Kapazitäten (Kapazitäten, die durch die in der Schaltung bzw. in dem Schaltungsteil vorhandenen Leitungen gebildet werden) und Gate-Kapazitäten (Kapazitäten an Gate-Anschlüssen von Feldeffekttransistoren) schneller so aufgeladen, entladen, oder umgeladen werden, wie es für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung bzw. des Schaltungsteils erforderlich ist. Darüber hinaus kann durch geeignete Ströme an den Source- und/oder Drain-Anschlüssen von Feldeffekttransistoren erreicht werden, daß sich in den betreffenden Feldeffekttransistoren schneller ein leitender Kanal ausbildet.
  • Durch die Verwendung von wie beansprucht ausgebildeten Stromerzeugungseinrichtungen und eine geeignete Ansteuerung desselben läßt sich das Umschalten einer Schaltung oder eines Schaltungsteils von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart maximal schnell durchführen. Es ist sogar möglich, daß die umzuschaltende Schaltung bzw. der umzuschaltende Schaltungsteil sofort (schon im nächsten Takt) wie gewohnt verwendet werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung, und den Figuren entnehmbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel der nachfolgend näher beschriebenen Stromerzeugungseinrichtung, und
    Figur 2
    Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der sich in der Stromerzeugungseinrichtung gemäß Figur 1 einstellen- den Verhältnisse.
  • Die im folgenden näher beschriebene Stromerzeugungseinrichtung und die im folgenden näher beschriebene Spannungserzeugungseinrichtung sind Bestandteil einer integrierten Schaltung. Die integrierte Schaltung ist im betrachteten Beispiel ein Mikrocontroller; die beschriebene Stromerzeugungseinrichtung und Spannungserzeugungseinrichtung werden im betrachteten Beispiel dazu verwendet, Leseverstärker zum Auslesen eines im Mikrocontroller vorgesehenen Speichers (eines embedded memory) mit Energie zu versorgen.
  • Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß hierauf keine Einschränkung besteht. Die beschriebene Stromerzeugungseinrichtung und die beschriebene Spannungserzeugungseinrichtung können auch in beliebigen anderen integrierten Schaltungen und auch außerhalb von integrierten Schaltungen eingesetzt und zur Versorgung beliebiger Einrichtungen innerhalb und außerhalb von integrierten Schaltungen verwendet werden.
  • Die beschriebene Stromerzeugungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf vorbestimmte Ereignisse vorübergehend einen gegenüber sonst veränderten Strom in die an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung einzuprägen.
  • Die beschriebene Spannungserzeugungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf vorbestimmte Ereignisse vorübergehend eine gegenüber sonst veränderte Spannung an die an die Spannungserzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung anzulegen.
  • Diese Besonderheiten werden im betrachteten Beispiel dazu verwendet, um die durch die Stromerzeugungseinrichtung bzw. die Spannungserzeugungseinrichtung mit Energie zu versorgende Einrichtung möglichst schnell von einer Energiespar-Betriebsart wie beispielsweise der sogenannten Sleep-Betriebsart oder der sogenannten Powerdown-Betriebsart in die Normal-Betriebsart zu bringen. Die Besonderheiten der beschriebenen Stromerzeugungseinrichtung und der beschriebenen Spannungsversorgungseinrichtung lassen sich aber auch für andere Zwecke vorteilhaft einsetzen, beispielsweise um die mit Energie zu versorgende Einrichtung nach dem Einschalten des Systems schneller in einen betriebsbereiten Zustand zu bringen.
  • Die beschriebene Stromerzeugungseinrichtung ist in Figur 1 dargestellt. Die gezeigte Anordnung umfaßt einen Biasstromgenerator IG, PMOS-Transistoren T0 bis Tn, einen NMOS-Transistor Tdyn, einen Kondensator C, und einen Widerstand R.
  • Der Biasstromgenerator IG erzeugt einen Strom IBias0, welcher auf die im folgenden noch näher beschriebene Art und Weise durch die zu einem Stromspiegel verschalteten Transistoren T0 bis Tn in Biasströme IBias1 bis IBiasn umgesetzt wird. Die Biasströme IBias1 bis IBiasn sind die Ströme, die in die in den Figuren nicht gezeigten Leseverstärker des betrachteten Mikrocontrollers eingeprägt werden, und über welche diese mit der für ihren Betrieb erforderlichen Energie versorgt werden.
  • Der Biasstromgenerator IG ist in Reihe zum Transistor T0 geschaltet. Dadurch wird der Transistor T0 von dem vom Biasstromgenerator erzeugten Strom IBias0 durchflossen. Ein Stromfluß durch den Transistor T0 bewirkt, daß auch durch die mit dem Transistor T0 zu einem Stromspiegel verschalteten Transistoren T1 bis Tn Ströme fließen, und zwar die vorstehend bereits erwähnten Ströme IBias1 bis IBiasn. Die Größe der Ströme IBias1 bis IBiasn hängt von den W/L-Verhältnissen ab, das der Transistor T0 und die Transistoren T1 bis Tn aufweisen.
  • Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, daß die Ströme IBias1 bis IBiasn nicht vom Biasstromgenerator IG stammen; diese Ströme stammen aus Versorgungsleitungen V1 und V2, die von einer in den Figuren nicht gezeigten, anderen Energiequelle mit einem positiven Potential VDD (V1) und einem neutralen oder negativen Potential VSS (V2) beaufschlagt werden.
  • Im normalen Betrieb der Anordnung haben die Ströme IBias1 bis IBiasn eine von Null verschiedene, konstante Größe; wenn die durch diese Ströme mit Energie zu versorgenden Einrichtungen (die Leseverstärker) in die vorstehend bereits erwähnte Energiespar-Betriebsart versetzt sind, sind die Ströme IBias0 bis IBiasn gleich Null.
  • Wenn die Leseverstärker von der Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart umgeschaltet werden, wird der (während der Energiespar-Betriebsart deaktivierte) Biasstromgenerator IG aktiviert. Dabei steigt der vom Biasstromgenerator erzeugte Strom IBias0 jedoch nicht sprungartig, sondern nur sehr allmählich auf die Größe an, die er für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Leseverstärker haben müßte. Dies ist in Bild (c) der nachfolgend noch näher beschriebenen Figur 2 gezeigt. Ohne die nachfolgend näher beschriebenen Besonderheiten der betrachteten Stromerzeugungseinrichtung hätten die Ströme IBias1 bis IBiasn einen ähnlichen Verlauf, was zu Folge hätte, daß es relativ lange dauert, bis sich die Leseverstärker im betriebsbereiten Zustand befinden.
  • Bei der betrachteten Stromerzeugungseinrichtung wird dies durch die im folgenden näher beschriebenen Besonderheiten vermieden. Diese Besonderheiten bestehen in einem zusätzlichen Schaltungsteil, durch welchen auf den durch den Transistor T0 fließenden Strom, und damit auch auf die durch die Transistoren T1 bis Tn in die daran angeschlossenen Einrichtungen eingeprägten Ströme IBias1 bis IBiasn Einfluß genommen werden kann.
  • Dieser zusätzliche Schaltungsteil sorgt im betrachteten Beispiel dafür, daß der (von dem vom Biasstromgenerator IG erzeugten Strom IBias0 durchflossene) Transistor T0 beim Auftreten vorbestimmter Ereignisse zusätzlich von einem nicht vom Biasstromgenerator IG generierten Strom durchflossen wird.
  • Das Fließen des zusätzlichen Stromes wird durch ein Durchschalten einer Schalteinrichtung bewirkt, die zum Transistor T0, der von dem vom Biasstromgenerator IG generierten und dem zusätzlichen Strom durchflossen wird, in Reihe geschaltet ist, und deren Betätigung das Öffnen und Schließen eines den Transistor und die Schalteinrichtung enthaltenden Stromkreises bewirkt.
  • Die besagte Schalteinrichtung wird im betrachteten Beispiel durch einen parallel zum Biasstromgenerator IG vorgesehenen Transistor gebildet. Dieser Transistor ist der eingangs bereits erwähnte Transistor Tdyn.
  • Wenn und so lange der Transistor Tdyn so angesteuert wird, daß er leitet, fließt durch ihn ein (den Versorgungsleitungen V1 und V2 entnommener) Strom Idyn. Da der Transistor Tdyn in Reihe zum Transistor T0 geschaltet ist, wird auch dieser vom Strom Idyn durchflossen. Der Transistor T0 wird mithin von einem Strom durchflossen, der der Summe der Ströme IBias0 + Idyn entspricht.
  • Der Transistor Tdyn wird durch ein Signal gesteuert, welches die Ereignisse signalisiert, im Ansprechen auf welche in die an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung (die Leseverstärker) ein gegenüber sonst veränderter Strom einzuprägen ist.
  • Dieses Signal ist im betrachteten Beispiel ein die Betriebsart der an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossenen Einrichtung anzeigendes Powerdown-Signal PWD\ und wird dem Gateanschluß des Transistors Tdyn über einen Hochpaß zugeführt; der Hochpaß wird im betrachteten Beispiel durch den bereits erwähnten Kondensator C und den ebenfalls bereits erwähnten Widerstand R gebildet.
  • Das Powerdown-Signal PWD\ hat im betrachteten Beispiel den Pegel 0, wenn sich die Leseverstärker in der Energiespar-Betriebsart befinden, und hat den Pegel 1, wenn sich die Leseverstärker in der Normal-Betriebsart befinden.
  • Der Transistor Tdyn und der diesem vorgeschaltete Hochpaß sind so angeordnet und dimensioniert, daß "nur" kurzzeitig nach der Veranlassung des Umschaltens der Leseverstärker von der Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart ein Strom Idyn fließt, und daß der Strom Idyn zu allen anderen Zeiten Null ist.
  • Wenn und so lange sich der Pegel des Powerdown-Signals PWD\ nicht ändert, blockt der Hochpaß das Signal ab, wodurch der Transistor unabhängig vom Pegel des Powerdown-Signals PWD\ sperrt.
  • Dies ändert sich, wenn die in der Energiespar-Betriebsart befindlichen Leseverstärker in die Normal-Betriebsart versetzt werden. Dies möge im betrachteten Beispiel zu einem Zeitpunkt t0 der Fall sein.
  • Dann springt zum Zeitpunkt t0 das Powerdown-Signal PWD\ vom Pegel 0 auf den Pegel 1. Dies ist in Diagramm (a) von Figur 2 dargestellt.
  • Durch den dem Gateanschluß des Transistors Tdyn vorgeschalteten Hochpaß wird bewirkt, daß das Powerdown-Signal PWD\ kurzzeitig an den Gateanschluß des Transistors Tdyn gelangen kann. Dies wiederum hat zur Folge, daß der Transistor Tdyn vorübergehend in den leitenden Zustand versetzt wird, wodurch ein von Null verschiedener Strom Idyn durch den Transistor Tdyn fließt. Der zeitliche Verlauf des Stromes Idyn ist in Diagramm (b) von Figur 2 veranschaulicht. Demnach steigt der Strom Idyn ab t0 zunächst steil auf einen relativ hohen Wert an, und fällt dann allmählich wieder auf den Wert Null ab.
  • Unabhängig davon wird ab dem Zeitpunkt t0 auch durch den von da an wieder aktivierten Biasstromgenerator IG ein Stromfluß, genauer gesagt ein Fließen von IBias0 bewirkt. Der zeitliche Verlauf des Stromes IBias0 ist in Diagramm (c) von Figur 2 veranschaulicht. Demnach steigt der Strom IBias0 ab t0 vom Wert Null allmählich auf den Strom an, der für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Leseverstärker erforderlich ist.
  • Der Transistor T0 wird nun von einem Strom durchflossen, der der Summe der Ströme IBias0 + Idyn entspricht. Dieser Stromfluß bewirkt, daß sich auch in den Transistoren T1 bis Tn Stromflüsse mit entsprechenden zeitlichen Verläufen einstellen. Der Verlauf des durch den Transistor T1 fließenden (dem in den zugeordneten Leseverstärker eingeprägten) Stromes ist in Diagramm (d) von Figur 2 veranschaulicht. Demnach steigt der Strom IBias1 ab t0 zunächst steil auf einen relativ hohen Wert an, und fällt dann allmählich wieder auf den Strom ab, der im eingeschwungenen Zustand der Leseverstärker für einen ordnungsgemäßen Betrieb derselben erforderlich ist.
  • Dadurch, daß - anders als bei herkömmlichen Stromerzeugungseinrichtungen - nach der Veranlassung des Umschaltens einer Schaltung oder eines Schaltungsteils von der Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart nicht etwa zunächst ein Strom fließt der kleiner ist als der Strom, der im eingeschwungenen Zustand der Leseverstärker für einen ordnungsgemäßen Betrieb derselben erforderlich ist, sondern ein Strom fließt der größer ist als der Strom, der im eingeschwungenen Zustand der Leseverstärker für einen ordnungsgemäßen Betrieb derselben erforderlich ist, können die Leseverstärker erheblich schneller in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden als es bisher der Fall ist. Durch den höheren Strom ist es insbesondere möglich, in den Leseverstärkern vorhandene Kapazitäten einschließlich parasitärer Kapazitäten wie beispielsweise Leitungskapazitäten und Gate-Kapazitäten schneller so aufzuladen, zu entladen oder umzuladen, wie es für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Leseverstärker erforderlich ist. Darüber hinaus kann dadurch auch ein schnellerer Kanalaufbau in den Feldeffekttransistoren erreicht werden.
  • Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für den Fall, daß die durch die Stromerzeugungseinrichtung zu versorgende Einrichtung nicht aus einem oder mehreren Leseverstärkern besteht, sondern eine beliebige andere Einrichtung ist.
  • Je nach den Eigenschaften der an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossenen Einrichtung kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn die Stromerzeugungseinrichtung dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf bestimmte Ereignisse vorübergehend einen gegenüber sonst verringerten Strom in die betreffende Einrichtung einzuprägen.
  • Das Ereignis, im Ansprechen auf welches die Stromerzeugungseinrichtung einen gegenüber sonst veränderten Strom in die daran angeschlossene Einrichtung einprägt, muß nicht das Umschalten der betreffenden Einrichtung von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart sein; es kann sich auch um ein beliebiges anderes Ereignis handeln.
  • Die Besonderheiten der vorstehend beschriebenen Stromerzeugungseinrichtung können analog auch bei Spannungserzeugungseinrichtungen zum Einsatz kommen. Eine solche Spannungserzeugungseinrichtung zeichnet sich dann dadurch aus, daß sie dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf vorbestimmte Ereignisse vorübergehend eine gegenüber sonst veränderte Spannung an die an die Spannungserzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung anzulegen, wobei die Spannung, die die Spannungserzeugungseinrichtung im Ansprechen auf die vorbestimmten Ereignisse an die daran angeschlossenen Einrichtungen anlegt,
    • "nur" etwas größer oder kleiner sein kann als die Spannung, die die Spannungserzeugungseinrichtung zum betreffenden Zeitpunkt anlegen würde, wenn das vorbestimmte Ereignis nicht aufgetreten wäre, oder
    • sogar größer oder kleiner sein kann als die Spannung, die die Spannungserzeugungseinrichtung im eingeschwungenen Zustand an die Einrichtung anlegt.
  • Wie eine vorübergehend gegenüber sonst veränderte Spannung erzeugbar ist, ist dem Fachmann klar und bedarf keiner näheren Erläuterung.
  • Wenn die Einrichtung, an welche die von der Spannungserzeugungseinrichtung die von ihr erzeugte Spannung anlegt, eine Stromerzeugungseinrichtung ist, welche einen Strom erzeugt, dessen Größe von der von der Spannungserzeugungseinrichtung erzeugten Spannung abhängt, so kann durch eine solche Spannungserzeugungseinrichtung (und eine herkömmliche Stromerzeugungseinrichtung) die selbe Wirkung erzielt werden wie mit der vorstehend beschriebenen neuartigen Stromerzeugungseinrichtung.
  • Selbstverständlich können an die Spannungserzeugungseinrichtung auch beliebige andere Einrichtungen angeschlossen werden, und selbstverständlich können die Ereignisse, im Ansprechen auf welche die Spannungserzeugungseinrichtung eine gegenüber sonst veränderte Spannung erzeugt, beliebige Ereignisse sein.
  • Wie beschrieben oder ähnlich aufgebaute Stromerzeugungseinrichtungen und Spannungserzeugungseinrichtungen lassen sich für die unterschiedlichsten Anwendungen vorteilhaft einsetzen. Sie ermöglichen es unter anderem, aber bei weitem nicht ausschließlich, daß sich das Umschalten einer Schaltung oder eines Schaltungsteils von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart maximal schnell durchführen läßt.

Claims (6)

  1. Stromerzeugungseinrichtung, durch welche in eine daran angeschlossene Einrichtung im eingeschwungenen Zustand ein vorbestimmter Strom einprägbar ist,
    wobei die Stromerzeugungseinrichtung dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf ein der Stromerzeugungseinrichtung durch ein Steuersignal (PWD\) signalisiertes vorbestimmtes Ereignis vorübergehend einen Strom in die an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung einzuprägen, der größer ist als der Strom, den die Stromerzeugungseinrichtung im eingeschwungenen Zustand in die Einrichtung einprägt, und
    wobei die Stromerzeugungseinrichtung
    - einen Stromgenerator (IG) enthält, der einen bestimmten Strom (IBias0) generiert,
    - einen Transistor (T0) enthält, der so mit dem Stromgenerator (IG) verschaltet ist, daß er von dem vom Stromgenerator generierten Strom (IBias0) durchflossen wird, und
    - einen oder mehrere weitere Transistoren (T1-Tn) enthält, die von nicht vom Stromgenerator generierten Strömen (IBias1 - IBiasn) durchflossen werden, wobei der Transistor (T0), der von dem vom Stromgenerator generierten Strom durchflossen wird, und die weiteren Transistoren (T1-Tn) zu Stromspiegeln verschaltet sind, und wobei die Ströme (IBias1 - IBiasn), von welchen die weiteren Transistoren (T1-Tn) durchflossen werden, diejenigen Ströme sind, die in an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtungen eingeprägt werden.
  2. Stromerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das durch das Steuersignal (PWD\) signalisierte vorbestimmte Ereignis das Versetzen der an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossenen Einrichtung von einer Energiespar-Betriebsart in die Normal-Betriebsart umfaßt.
  3. Stromerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die an die Stromerzeugungseinrichtung angeschlossene Einrichtung einen oder mehrere Lesevestärker zum Auslesen von in einer Speichereinrichtung gespeicherten Daten umfaßt.
  4. Stromerzeugungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß diese so aufgebaut ist, daß der Transistor (TO), der von dem vom Stromgenerator (IG) generierten Strom (IBias0) durchflossen wird, beim Auftreten des vorbestimmten Ereignisses zusätzlich von einem nicht vom Stromgenerator generierten Strom (Idyn) durchflossen wird, wobei das Fließen des zusätzlichen Stromes (Idyn) durch ein Durchschalten einer durch das Steuersignal (PWD\) gesteuerten Schalteinrichtung (Tdyn) bewirkt wird, die zu dem Transistor (T0), der von dem vom Stromgenerator (IG) generierten und dem zusätzlichen Strom durchflossen wird, in Reihe geschaltet ist, und deren Betätigung das Öffnen und Schließen eines den Transistor (T0) und die Schalteinrichtung (Tdyn) enthaltenden Stromkreises bewirkt.
  5. Stromerzeugungseinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schalteinrichtung (Tdyn) ein Transistor ist.
  6. Stromerzeugungseinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das die Schalteinrichtung (Tdyn) steuernde Steuersignal (PWD\) über einen Hochpaß (C, R) oder einen Tiefpaß an die Schalteinrichtung angelegt wird.
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