DE2520822C3 - Integrated circuit in MOS technology for directional pulse generators - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung in MOS-Technik für einen Richtimpulsgeber, der beim Einschalten einer Versorgungsspannung einen Impuls abgibt, bei der die Source-Elektrode eines ersten MOS-Feldeffekttransistors vom Anreicherungstyp auf einem Bezugspotential und die Drain-Elektrode über einen Widerstand aus der Drain-Source-Strecke eines zweiten MOS-Feldeffekttransistors auf einem Versorgungspotential liegt, bei der zwischen das Versorgungspotential und das Bezugspotential ein aus der Reihenschaltung der Drain-Source-Strecken eines dritten und eines vierten MOS-Feldeffekttransistors bestehender Spannungsteiler für die Versorgungsspannung geschaltet ist, mit dessen Teilerpunkt die Gate-Elektrode des ersten MOS-Feldeffekttransistors verbunden ist. bei der weiterhin die Drain-Elektrode des MOS-Feldeffekttransistors zu einem Ausgang führt, nach Patentanmeldung P 24 60 671.1-31.The invention relates to an integrated circuit in MOS technology for a directional pulse generator, the Switching on a supply voltage emits a pulse at which the source electrode of a first MOS field effect transistor of the enhancement type on a reference potential and the drain electrode via a resistor from the drain-source path of a second MOS field effect transistor at a supply potential is where between the supply potential and the reference potential in from the Series connection of the drain-source paths of a third and a fourth MOS field effect transistor Voltage divider for the supply voltage is connected, with the divider point of which the gate electrode of the first MOS field effect transistor is connected. which continues to be the drain electrode of the MOS field effect transistor leads to an exit, according to patent application P 24 60 671.1-31.

Wird an einen MOS-Baustein eine Versorgungsspannung angelegt, das heißt, wird die Versorgungsspannung eingeschaltet, dann folgt die effektive Versorgungsspannung für die einzelnen Schaltungsteile des MOS-Bausteins nicht nach einer idealen Sprungfunktion, sondern langsam nach einer e-Funktion. Das ist nicht nur bedingt durch den Ir.nenwiderstand des die Versorgungsspannung liefernden Geräts und durch einen meistens vorhandenen Ladekondensator oder Siebkondensator, sondern auch durch die bei der MOS-Technologie immer vorhandenen Kapazitäten des MOS-Bausteins;. Dieser langsame Anstieg der Versorgungsspannung hat zur Folge, daß während des Anstiegs Eingänge und Ausgänge und einzelne Schaltungsteile unter Umständen keinen definierten Zustand haben. Insbesondere wirkt sich das bei bistabilen Schaltungen aus, die beim Ansteigen der Versorgungsspannung einen zwar nicht gerade zufälligen Schaltzustand einnehmen, aber doch einen solchen, der von vornherein nicht eindeutig definiert ist und der für die darauffolgende Funktion von entscheidender Bedeutung sein kann. Es besteht daher ίο die Notwendigkeit, daß in einem solchen MOS-Baustein beim Einschalten der Versorgungsspannung die bistabilen Schaltungsteile einen definierten Grundzustand einnehmen.If a supply voltage is applied to a MOS module, that is, the supply voltage becomes switched on, then the effective supply voltage follows for the individual circuit parts of the MOS component not according to an ideal step function, but slowly after an e-function. This is not only due to the internal resistance of the supply voltage supplying device and by a charging capacitor or filter capacitor that is usually present, but also through the capacities of the MOS component that are always present in MOS technology. This slow rise in the supply voltage has the consequence that inputs and during the rise Outputs and individual circuit parts may not have a defined state. In particular does this have an effect on bistable circuits that do not cause a surge in the supply voltage assume a random switching state, but one that is not unambiguous from the outset is defined and which can be of decisive importance for the subsequent function. It therefore exists ίο the need for the bistable in such a MOS module when the supply voltage is switched on Circuit parts assume a defined basic state.

In der Hauptpatentanmeldung wird hierzu eine integrierte Schaltung in MOS-Technik für einen Richtimpulsgeber, der beim Einschalten einer Versorgungsspannung einen Impuls abgibt, vorgeschlagen, bei der die Source-Elektrode eines ersten MOS-Feldeffekttransistors vom Anreicherungstyp auf einem Bezugspotentia! und die Drain-Elektrode über einen Widerstand auf einem Versorgungspotential liegt, daß zwischen das Versorgungspotential und das Bezugspotential ein Spannungsteiler für die Versorgungsspannung geschaltet ist, mit dessen Teilerpunkt die Gate-Elektrode des MOS-Feldeffekttransistors verbunden ist, und daß weiterhin die Drain-Elektrode des ersten MOS-Feldeffekttransistors zu einem Ausgang der Schaltungsanordnung führt.In the main patent application this is an integrated circuit in MOS technology for a Directional pulse generator, which emits a pulse when a supply voltage is switched on, proposed at the source electrode of a first MOS field effect transistor of the enhancement type on a reference potential! and the drain electrode is at a supply potential via a resistor that between the Supply potential and the reference potential connected to a voltage divider for the supply voltage is, to whose dividing point the gate electrode of the MOS field effect transistor is connected, and that furthermore the drain electrode of the first MOS field effect transistor to an output of the circuit arrangement leads.

Mit dieser integrierten Schaltung wird beim Einschalten einer Versorgungsspannung ein Richtimpuls gewonnen, mit dem beispielsweise bistabile Schaltungsteile gesetzt beziehungsweise rückgesetzt werden können. Der schaltungstechnische Aufwand ist dabei auf ein Minimum beschränkt.With this integrated circuit, a directional pulse is obtained when a supply voltage is switched on, with which, for example, bistable circuit parts can be set or reset. The circuitry effort is limited to a minimum.

D°r erste MOS-Feldeffekttransistor ist zunächst gesperrt und läßt die Spannung am Ausgang mit dem Ansteigen der Versorgungsspannung anwachsen, wird aber dann, wenn seine Schwellenspannung über den Spannungsteiler erreicht ist, leitend und läßt dadurch die Spannung am Ausgang wieder zusammenbrecher:. Dieser Spannungsverlauf am Ausgang bildet den oben genannten Richtimpuls. Darüber hinaus entsteht auch beim Absehalten der Versorgungsspannung ein Impuls am Ausgang, der vorteilhaft zum definierten Beeinflussen von Schaltungsteilen verwendet werden kann.The first MOS field effect transistor is initially blocked and lets the voltage at the output with the Rise in the supply voltage will grow, but will when its threshold voltage is above the Voltage divider is reached, conductive and thus lets the voltage at the output collapse again :. This voltage curve at the output forms the directional pulse mentioned above. It also arises when the supply voltage is cut off, a pulse at the output, which is advantageous for defined influencing can be used by circuit parts.

Der Spannungsteiler kann aus der Reihenschaltung der Drain-Source-Strecken zweier weiterer MOS-FeIdeffekttransistoren bestehen. Weiterhin kann der Widerstand an der Drain-Elektrode des orsten MOS-Feldeffekttransistors ebenfalls aus einem entsprechend geschalteten MOS-Feldeffekttransistor bestehen. Damit läßt sich die Form des Richtimpulses besser bestimmen. Ausgehend von dieser in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen integrierten Schaltung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Schaltung so auszugestalten, daß sie mit MOS-Feldeffekttransistoren vom Verarmungstyp betreibbar ist und einen Richtimpuls beziehungsweise ein Rücksetzsignal mit vollem Spannungspegel abgeben kann.The voltage divider can consist of the series connection of the drain-source paths of two further MOS field effect transistors exist. Furthermore, the resistance at the drain electrode of the first MOS field effect transistor also consist of a correspondingly switched MOS field effect transistor. In order to the shape of the directional pulse can be better determined. Based on this in the main patent application proposed integrated circuit, the invention is based on the object, this circuit so to design that it can be operated with MOS field effect transistors of the depletion type and a directional pulse or can emit a reset signal with full voltage level.

Diese Aufgabe wird bei einer integrierten Schaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der dritte MOS-Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp ist und daß der zweite und der vierte MOS-Feldeffekttransistor vom Verarmungstyp sind.This object is achieved in an integrated circuit of the type mentioned in that the third MOS field effect transistor is of the enhancement type and that the second and fourth MOS field effect transistors are of the impoverishment type.

Durch die Verwendung von MOS-Feldeffekttransistoren vom Verarmungstyp ist die integrierte Schaltung in einem größeren Betriebsspannungsbereich einsetzbar. Außerdem werden die Anforderungen an dieBy using the depletion type MOS field effect transistors, the integrated circuit is Can be used in a larger operating voltage range. In addition, the requirements for the

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Genauigkeit bei der Dimensionierung der Schaltung herabgesetzt.Reduced accuracy in dimensioning the circuit.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Ausgang an einen über den ersten Eingang eines ODER-Gliedes mit Taktsignalen beaufschlagten n-Zähler angeschlossen ist, dessen Ausgang mit den zweiten Eingang des ODER-Gliedes verbunden ist und an dessen invertiertem Ausgang ein zeitabhängiger Richtimpuls liegt.A development of the invention is that the output to a via the first input of a OR gate with clock signals acted upon n-counter is connected, the output of which is connected to the second input of the OR gate and to whose inverted output is a time-dependent directional pulse.

Damit kann die Dauer eines Rieht· beziehungsweise Rückseizimpulscs verlängert werden, so daß die Betriebsspannung auf ihren vollen Wert anwachsen kann. Damit erreicht auch der Richtimpuls seinen vollen Spannungspegel, der erforderlich sein kann, wenn der Richtinipuls in ein Logik-Glied, wie zum Beispiel ein Gaiter, gespeist wird.This allows the duration of a Richt · or Rückseizimpulscs are extended so that the operating voltage grows to its full value can. This means that the directional pulse also reaches its full voltage level, which may be required if the Directional pulse is fed into a logic element such as a gaiter.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine erfindupgsgemäSe spannungsabhängige Schaltung.1 shows a voltage-dependent circuit according to the invention.

F i g. 2 den Verlauf eines Richtimpulses bei der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung,F i g. 2 shows the course of a directional pulse in the circuit shown in FIG. 1,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße zeitabhängige Schaltung in einem Blockschaltbild, und3 shows a time-dependent circuit according to the invention in a block diagram, and

F i g. 4 Signale bei der in der F i g. J dargestellten Schaltung, wenn für diese ein Zähler mit drei Stellen vorgesehen wird.F i g. 4 signals in the case of the FIG. J illustrated Circuit if a three-digit counter is provided for this.

in der Fig. i ist eine spannungsabhängige Schaltung dargestellt. Die Source-Elektrode eines ersten MOS-Feldeffekttransistors 1 vom Anreicherungstyp liegt auf Masse/Bezugspotential. Die Drain-Elektrode dieses MOS-Feldeffckttransistors 5 ist über die Drain-Source-Strecke eines zweiten MOS-Feldeffektuansislors 2 an ein Versorjungspotential Uni> angeschlossen. Zwischen dem Versorgungspotential und Masse ist ein aus der Reihenschaltung der Drain-Sourcc-Strecken eines dritten und eines vierten MOS-Feldeffekttransistors (3 beziehungsweise 4) bestehender Spannungsteiler für die Versorgungsspannung LWj geschaltet. Mit dem Teilerpunkt 6 ist die Gate-Elektrode des ersten MOS-Fcldeffckttransistors 1 verbunden. Weiterhin führt die Drain-Elektrode des ersten MOS-Feldeffekttransistors ! zu einem Ausgang 5.a voltage-dependent circuit is shown in FIG. The source electrode of a first MOS field effect transistor 1 of the enhancement type is at ground / reference potential. The drain electrode of this MOS field effect transistor 5 is connected to a supply potential Uni> via the drain-source path of a second MOS field effect transistor 2. A voltage divider for the supply voltage LWj, consisting of the series connection of the drain-source paths of a third and a fourth MOS field effect transistor (3 and 4), is connected between the supply potential and ground. The gate electrode of the first MOS field transistor 1 is connected to the dividing point 6. Furthermore, the drain electrode of the first MOS field effect transistor! to an exit 5.

Die Gat > Elektrode der MOS-Feldeffekttransistoren 2. 3 und 4 ist jeweils mit Source- beziehungsweise Drain-Elektrode des entsprechenden MOS-Feldeffekttransistors verbunden.The gate> electrode of the MOS field effect transistors 2. 3 and 4 are each with the source or drain electrode of the corresponding MOS field effect transistor connected.

Die MOS-Feldeffekttransistoren 2 und 4 sind vom Verarmungstyp, während der MOS-Feldeffekttransistor 3 wie der MOS-Fcldeffekttransistor 1 vom Anreicherungstyp ist.The MOS field effect transistors 2 and 4 are of the depletion type, while the MOS field effect transistor 3 like the enhancement type MOS flux-effect transistor 1 is.

Wenn die Versorgungsspannung Una am Anschluß 7 von Null an anwächst, sind zunächst die MOS-Feldeffekttransistoren 1 und 3 gesperrt, während die MOS-Feldeffekttransistoren 2 und 4 ständig leitend sind. Die Ausgangsspannung 1;.<κ am MOS-Fcldeffekttransistor 1 ist genauso groß wie die Versorgungsspjnnung LOd-When the supply voltage Una at the terminal 7 increases from zero, the MOS field effect transistors 1 and 3 are initially blocked, while the MOS field effect transistors 2 and 4 are continuously conductive. The output voltage 1;. <Κ at the MOS-Fcldeffekttransistor 1 is just as large as the supply voltage LOd-

Sobald die Versorgungsspannung Utw größer ist air. die Schwellenwertspannung des MOS-Feldeffekttransistors 3, wird dieser leitend. Bei weiterem Anwachsen der Versorgungsspannung \h>i> baut sich eine Spannung U(js\ zwischen der Gate- und der Source-F.lektnxle des MOS-Feldeffekttransistors 1 auf.As soon as the supply voltage Utw is greater air. the threshold voltage of the MOS field effect transistor 3, this becomes conductive. With a further increase in the supply voltage \ h>i> , a voltage U (js \ between the gate and source elements of the MOS field effect transistor 1 builds up.

Wenn die Spannung Uas\ die Schwellenwertspannung des MOS-Feldeffekttransistors S übersteigt, wird dieser leitend und verringert damit die Ausgangsspannung Usft am Ausgang 5. Bei weiterem Ansteigen der Versorgungsspannung LOo wird die Ausgangsspannung Usk immer kleiner und erreicht schließlich Jen Betriebsspannungsbereich SS(F i g. 2).If the voltage Uas \ exceeds the threshold voltage of the MOS field effect transistor S, it becomes conductive and thus reduces the output voltage Usft at output 5. With a further increase in the supply voltage LOo, the output voltage Usk becomes ever smaller and finally reaches the operating voltage range SS (F i g. 2).

Wenn die Versorgungsspannung Udp von Null aus ansteigt, entsteht ein Impuls mit einer Maximalspannung UsRm-n. der bei weiterem Ansteigen der Versorgungsspannung LWj wieder verschwindet. DieWhen the supply voltage Udp rises from zero, a pulse with a maximum voltage UsRm-n is generated. which disappears again with a further increase in the supply voltage LWj. the

ίο Schaltung ist so ausgelegt, daß der Richtimpuls verschwunden ist, wenn die Versorgungsspannung Upp den Betriebsspaniumgsbereich DS erreicht. Die Span nung des Richtimpulses ist notwendigerweise geringer als die Betriebsspannung: bei dieser Schaltung aber stets mindestens so groß wie die Schwellenwei!spannungen der MOS-Feldeffekttransistoren ί und 2 zusammen. Die Schaltung läßt sich leicht dimensionieren, da die MOS-Feldcffckttransistoren 2 und 4 vom Verarmungstyp geeignete nichtlineare Kennlinien besitzen.ίο The circuit is designed so that the directional pulse disappears when the supply voltage Upp reaches the operating voltage range DS . The voltage of the directional pulse is necessarily lower than the operating voltage: with this circuit, however, it is always at least as large as the threshold voltages of the MOS field effect transistors ί and 2 combined. The circuit is easy to dimension because the depletion type MOS field transistor 2 and 4 have suitable non-linear characteristics.

\o In der Fig.? ist eine zeitabhängige Schaltung dargestellt. \ o In the figure? a time-dependent circuit is shown.

Bei dieser Schaltung ist die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung schematisch mit dem Bezugszeichen K) versehen. Am Ausgang 5 ist ein /7-stclliger Zähler 12 angeordnet, der mit einem ODER-Glied Il verbunden ist. Der eine Eingang des ODER-Gliedes 11 ist an der.This circuit is shown in FIG Circuit provided schematically with the reference symbol K). A / 7-digit counter 12 is at output 5 arranged, which is connected to an OR gate II. One input of the OR gate 11 is at the.

Ausgang Q_n des Zählers 12 angeschlossen, während der andere Eingang mit Taktsignalen ^beaufschlagt ist.Output Q _{n of} the counter 12 connected, while the other input is supplied with clock signals ^.

Die in der F i g. 3 dargestellte Schaltung verlänger; den Richtimpuls und gibt, wenn die Versorgungsspannung Upn während der Dauer des Richtimpulses den Betriebsspannungsbereich BS erreicht, einen Richtimpuls mit vollem Pegel ab. Mit der Spannung Usn am Ausgang 5 der Schallung 10 wird der Zähler 12 in die Stellung 0 gebracht. Sobald die Spannung L'.y« verschwindet, beginnt der Zähler 12 die Taktimpulse 7 zu zählen. Sobald die Stelle mit der höchsten Wertigkeit von 0 nach 1 springt (Ausgang Q₁.), blockiert der Zähler 12 über das ODERGatier 11 .seinen Takt und bleibt stehen. Am Ausgang Q_n entsteht der gewünschte (zeitabhängige) Richtimpuls ZR. The in the F i g. 3 circuit shown extenders; the directional pulse and, when the supply voltage Upn reaches the operating voltage range BS during the duration of the directional pulse, emits a directional pulse at full level. With the voltage Usn at the output 5 of the sound system 10, the counter 12 is brought to the 0 position. As soon as the voltage L'.y «disappears, the counter 12 begins to count the clock pulses 7. As soon as the digit with the highest value jumps from 0 to 1 (output Q _1. ), The counter 12 blocks its clock via the OR gate 11 and stops. The desired (time-dependent) directional pulse ZR is produced at the output Q _n.

In der F i g. 4 ist schließlich der Verlauf der Spannung 'din, der Taktsignale T und der Signale an den Ausgängen Q₁, Q₂, Q-, und Q, - ZR für einen 3stelligen Zähler 1.2 darcestellt.In FIG. Finally, FIG. 4 shows the course of the voltage 'din, the clock signals T and the signals at the outputs Q ₁ , Q ₂ , Q-, and Q, - ZR for a 3-digit counter 1.2.

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Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Integrierte Schaltung in MOS-Technik für einen Richtimpulsgeber, der beim Einschalten einer Versorgungsspannung einen Impuls abgibt, bei der die Source-Elektrode eines ersten MOS-Feldeffekttransistors vom Anreicherungstyp auf einem Bezugspotential und die Drain-Elektrode über einen Widerstand aus der Drain-Source-Strecke eines zweiten MOS-Feldeffekttransistors auf einem Versorgungspotential liegt, bei der zwischen das Versorgungspotential und das Bezugspotential ein aus der Reihenschaltung der Drain-Sorcc-Strecken eines dritten und eines vierten MOS-Feldeffekttransistors bestehender Spannungsteiler für die Versorgungsspannung geschaltet ist, mit dessen Teilerpunkt die Gate-Elektrode des ersten MOS-Feldeffekttransislors verbunden ist, bei der weiterhin die Drain-Elektrode des MOS-Feldeffekttransistors zu einem Ausgang führt, nach Patentanmeldung P 24 60 671.1-31, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte MOS-Feldeffekttransistor (3) vom Anreicherungstyp ist und daß der zweite und der vierte MOS-Feldeffekttransistor (2 beziehungsweise 4) vom Verarmungstyp sind.1. Integrated circuit in MOS technology for a directional pulse generator, which when a Supply voltage emits a pulse at which the source electrode of a first MOS field effect transistor of the enhancement type on a reference potential and the drain electrode on a Resistance from the drain-source path of a second MOS field effect transistor on a supply potential lies, in which between the supply potential and the reference potential a from the series connection of the drain-Sorcc paths a third and a fourth MOS field effect transistor existing voltage divider for the supply voltage is connected, with the division point of which the gate electrode of the first MOS field effect transistor is connected, in which the drain electrode of the MOS field effect transistor continues to be closed leads to an output, according to patent application P 24 60 671.1-31, characterized in that that the third MOS field effect transistor (3) is of the enhancement type and that the second and the fourth MOS field effect transistor (2 and 4, respectively) are of the depletion type. 2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (5) an einen über den ersten Eingang eines ODER-Gliedes (U) mit Taktsignalen beaufschlagten n-Zähler (12) angeschlossen ist, dessen Ausgang (Qn) mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes verbunden ist und an dessen invertiertem Ausgang (Qn) ein zeitabhängiger Richtimpuls liegt.2. Integrated circuit according to claim 1, characterized in that the output (5) is connected to a via the first input of an OR element (U) acted upon with clock signals n-counter (12), the output (Qn) of which with the second Input of the OR gate is connected and at its inverted output (Qn) is a time-dependent directional pulse.