NL8601558A

NL8601558A - Geintegreerde logische schakeling voorzien van een uitgangsschakeling voor het opwekken van een in de tijd begrensd toenemende uitgangsstroom.

Info

Publication number: NL8601558A
Application number: NL8601558A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1988-01-18
Also published as: DE3773271D1; US4783601A; JPS632423A; JP2554083B2; KR950001084B1; IE871578L; EP0250036B1; KR880001109A; IE60180B1; EP0250036A1

Description

L

^ PHN 11.780 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Geïntegreerde logische schakeling voorzien van een uitgangsschakeling voor het opwekken van een in de tijd begrensd toenemende uitgangsstroom.

De uitvinding heeft betrekking op een geïntegreerde logische schakeling met een tussen een eerste en een tweede voedingsklem aangesloten uitgangsschakeling met ten minste één gegevensuitgang, waarbij het geleidingskanaal van een uitgangsveldeffekttransistor met 5 : geïsoleerde stuurelektrode de genoemde gegevensuitgang met één van de beide voedingsklemmen verbindt waarbij de logische schakeling een stuurschakeling bevat voor het aan de stuurelektrode van de uitgangsveldeffecttransistor opwekken van een tijdsafhankelijke stuurspanning.

10 Een dergelijke logische schakeling is bekend uit het IBM

Technical Disclosure Bulletin, Vol. 27, No. 1A, June 1984, pagina's 13 en 14, waarin een uitgangsschkeling wordt getoond waarbij de stuurspanning op de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor in eerste instantie langzaam stijgt en vervolgens na het aanschakelen 15 van een extra veldeffekttransistor snel toeneemt om de uitgangsveldeffekttransistor in korte tijd volledig in geleiding te brengen.

Ondanks de aangebrachte voorziening heeft de schakeling tot nadeel dat er, vooral gedurende de snelle toename van de 20 stuurspanning, toch te hoge induktieve tegenspanningspieken op de voedingsklemmen op de geïntegreerde schakeling kunnen ontstaan, die de korrekte werking van de schakeling ernstig verstoren. De bekende schakeling beoogt weliswaar aan dit bezwaar tegemoet te komen, maar indien de gegevensuitgang met een relatief grote kapaciteit wordt 25 belast, zal deze nog nauwelijks ontladen zijn wanneer de extra veldeffekttransistor wordt ingeschakeld, hetgeen een hoge tegenspanningspiek over de door de aansluitdraden van de geïntegreerde schakeling gevormde induktiviteit veroorzaakt. Het is mogelijk om de extra veldeffekttransistor op een later tijdstip in te schakelen, maar 30 dit heeft tot gevolg dat de uitgangsschakeling trager wordt, hetgeen zeer ongewenst is.

Het is een doel van de uitvinding om in een 3öö15 5 2 f' Λ PHN 11.780 2 geïntegreerde logische schakeling te voorzien waarbij de grootte van tegenspanningspiek begrensbaar op een tevoren gekozen waarde en onafhankelijk is van de grootte van de aan de gegevensuitgang aangesloten kapaciteit, waarbij de uitgangsschakeling de gegevensuitgang 5 met een maximale snelheid op- dan wel ontlaadt.

Een geïntegreerde logische schakeling volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de stuurschakeling ten minste gedurende een beginperiode na inschakeling ervan een althans bij benadering evenredig met de vierkantswortel van de tijd variërende 10 stuurspanning opwekt.

De uitvinding berust op het inzicht dat althans gedurende de beginperiode van het aansturen van de uitgangsveldeffekttransistor die de gegevensuitgang moet op- dan wel ontladen, deze uitgangsveldeffekttransistor in de verzadigde toestand verkeert. Dit 15 houdt in, dat zijn hoofdstroom in deze beginperiode onafhankelijk is van de spanning over het geleidingskanaal en een bij benadering kwadratisch verband houdt met de stuurspanning op de stuurelektrode. Daar de grootte van de induktieve tegenspanningspiek evenredig is met de verandering van de stroom per tijdseenheid, wordt een optimaal effekt bereikt door ten 20 minste gedurende die beginperiode de stuurspanning op de stuurelektrode in de tijd bij benadering wortelvormig te laten variëren, zodat de hoofdstroom eenparig vanaf een beginwaarde stijgt en tijdens die stijging een gekozen, begrensde konstante induktieve tegenspanning veroorzaakt.

25 Zoals hiervoor gesteld, heeft de stuurspanning voor de uitgangsveldeffekttransistor een gedurende een beginperiode genoemde niet lineaire toename. In de huidige konventionele veldeffekttransistoren zal de stuurspanning ook na de genoemde beginperiode volgens de wortelvormige kromme mogen toenemen, daar bij 30 deze transistoren het genoemde verband tussen de hoofdstroom, spanning over het geleidingskanaal en spanning op de stuurelektrode blijft bestaan ook bij toenemende spanning op die stuurelektrode (kanaallengte op ongeveer 2 pm).

Echter bij "smalle" veldeffekttransistoren, die nu ten 35 déle in ontwikkeling zijn en toegepast (gaan) worden (kanaallengte 1 a 1.2 pm of kleiner) zal na de beginperiode de stuurspanning niet "wortelvormig" als funktie van de tijd maar sneller moeten toenemen 3601558 I*· j£ + PHN 11.780 3 (bijvoorbeeld ::t3/4 in plaats van ::t1/2) om het beoogde doel: een konstante toename van de stroom als funktie van de tijd te bereiken. Afhankelijk van de transistorgeometrie dient een toename van de stuurspanning volgens een driekwartsmachtwortel uit de tijd of 5 uiteindelijk zelfs volgens een lineaire funktie van de tijd toe te nemen. Uiteraard heeft het verloop van de stuurspanning als funktie van de tijd, dat dus a) steeds de "wortelvormige" kromme volgt of b) alleen in de beginperiode “wortelvormig" toeneemt en daarna sneller 10 Ct3/4 of lineair :t) konsequenties voor de komponenten voor het opwekken van die stuurspanning.

Het voorgaande laatste geval is pas nodig bij smalle transistoren, waarin de elektrische veldsterkte E hoger dan de waarde 1V/jim komt te liggen.

15 Door een juiste dimensioneringen keuze van de elektrische komponenten is het nu mogelijk om de tegenspanning te begrenzen, waarbij opgemerkt dient te worden, dat de grootte van de aan de gegevensuitgang aanwezige kapaciteit irrelevant is. Daarnaast geeft deze wijze van "wortelvormige" aansturing van de uitgangstransistor de, bij een 20 toegestane (konstante) tegenspanning, snelst mogelijke op- dan wel ontlading van de gegevensuitgang.

In een uitvoeringsvorm heeft een geïntegreerde logische schakeling volgens de uitvinding het kenmerk, dat de stuursehakeling een tussen de stuurelektrode en de voedingsklemmen geschakelde kapacitieve 25 belasting, en een tussen de stuurelektrode en een van de beide voedingsklemmen geschakelde laadbron bevat.

De laadbron kan de kapacitieve belasting op- dan wel ontladen voor het opwekken van de wortelvormige stuurspanning. De kapacitieve belasting kan uitsluitend uit de inwendige kapaciteit van de 30 stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor bestaan, maar het is echter mogelijk om een extra kapaciteit toe te voegen, zodat de grootte van de kapacitieve belasting minder afhankelijk is van de processpreidingen bij het vervaardigen van de uitgangsveldeffekttransistor. Daarnaast kan de kapacitieve belasting 35 zodanig worden gedimensioneerd, dat de bijbehorende laadbron eenvoudig te realiseren is, doordat hij slechts goed reproduceerdbare komponenten bevat.

:j ** * ^ .i z·· PHN 11.780 4

In een verdere uitvoeringsvorm heeft een geïntegreerde logische schakeling volgens de uitvinding het kenmerk, dat de laadbron een stroomtak met een serieschakeling van de geleidingskanalen van een eerste en een tweede veldeffekttransistor met geïsoleerde 5 stuurelektrode bevat, waarbij de stuurelektrode van de eerste en het geleidingskanaal van de tweede veldeffekttransistor met de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor zijn verbonden en het geleidingskanaal van de eerste veldeffekttransistor met een van beide voedingsklemmen is verbonden en waarbij de stuurelektrode van de tweede 10 veldeffekttransistor is verbonden aan een bekrachtigingsingang voor het ontvangen van een bekrachtigingssignaal voor de uitgangsveldeffekttransistor.

De genoemde stroomtak geeft, na ontvangst van het bekrachtigingssignaal, met een gering aantal komponenten, een goede 15 benadering van de optimale spannings-stroomkarakteristiek voor de laadbron. Bij afwezigheid van het bekrachtigingssignaal verhindert de in sperrende toestand verkerende tweede veldeffekttransistor een verder op-dan wel ontladen van de genoemde stuurelektrode.

In een volgende uitvoeringsvorm heeft een geïntegreerde 20 logische schakeling volgens de uitvinding het kenmerk, dat de laadbron een derde veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, waarvan de stuurelektrode aan de bekrachtigingsingang is verbonden, en het geleidingskanaal parallel aan de serieschakeling van de eerste en de tweede veldeffekttransistor is geschakeld.

25 De toevoeging van de derde veldeffekttransistor geeft een betere benadering van de optimale spannings-stroomkarakteristiek voor de laadbron en heeft het belangrijke voordeel dat de stuurlektrode van de uitgangstransistor tot de volle voedingsspanning wordt uitgestuurd.

In een andere uitvoeringsvorm heeft een geïntegreerde 30 logische schakeling volgens de uitvinding het kenmerk, dat de laadbron verscheidene parallelgeschakelde stroomtakken bevat, welke de stroomtakken onderling verschillende afschakelspanningen hebben.

De toepassing van deze stroomtakken geeft de beste benadering van de spannings-stroomkarakteristiek voor de laadbron.

35 In een volgende uitvoeringsvorm heeft een geïntegreerde logische schakeling volgens de uitvinding, waarbij de uitgangsveldeffekttransistor van het N-type is, het kenmerk, dat een

3601 5 5 P

PHN 11.780 5 kapacitieve belasting een P-kanaal veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, welke veldeffekttransistor met zijn hoofdelektroden is verbonden met de voedingsklem voor het ontvangen van de hoogste van de beide voedingsspanningen en met zijn stuurelektrode is 5 verbonden aan de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor.

De laadbronnen genereren alle te weinig oplaadstroom als de stuurspanning het niveau van de hoogste voedingsspanning bereikt. Dit effekt kan gemaskeerd worden door toepassing van bovengenoemde P-kanaaltransistor daar het geleidingskanaal van deze als kondensator 10. geschakelde transistor verdwijnt zodra het spanningsverschil tussen de voeding- en stuurspanning de drempelspanning van de als kondensator geschakelde transistor bereikt en zijn kapaciteit daardoor sterk afneemt. Hierdoor komt er relatief meer stroom beschikbaar voor het opladen van de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor, zodat 15 voor het afnemen van de door de laadbron gegenereerde oplaadstroom wordt gekompenseerd. Deze maatregel is evenzeer toepasbaar bij een P-kanaaluitgangsveldeffekttransistor.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, waarin 20 figuur 1 een vervangingsschema van een geïntegreerde schakeling volgens de uitvinding bij het ontladen van een gegevensuitgang toont, figuren 2a tot en met 2d een aantal tijd-spanningsdiagrammen tonen, 25 figuur 3 een vervangingsschema van een geïntegreerde schakeling volgens de uitvinding bij het opladen van een gegevensuitgang toont, figuur 4 een aantal spannings-stroomdiagrammen voor de laadbron toont, 30 figuur 5 een uitvoering van de laadbron toont, figuur 6 nog een uitvoering van de laadbron toont, figuur 7 een verdere uitvoering van de laadbron toont, en figuur 8 een geïntegreerde logische schakeling met een voorkeursuitvoeringsvorm van een aanstuurschakeling toont.

35 De in de figuren 1 en 3 weergegeven transistoren zijn alle van het N-geleidingstype.

Figuur 1 toont een vervangingsschema van een ^ * 3 S 9 PHN 11.780 6 uitgangsschakeling van een geïntegreerde schakeling volgens de uitvinding bij het ontladen van een gegevensuitgang waarbij alleen de signifikante komponenten zijn weergegeven. De geïntegreerde schakeling 2 is voorzien van een gegevensuitgang 14 en een eerste en tweede 5 voedingsklem VDDI en VSSI, die ieder via een induktieve aansluitdraad L1 respektievelijk L2 met de eerste respektievelijk tweede externe voedingsspanning VDDE respektievelijk VSSE zijn verbonden. De gegevensuitgang 14 is via een kondensator CL met de tweede externe voedingsspanning VSSE verbonden om de kapacitieve uitgangsbelasting te 10ï symboliseren. De uitgangsschakeling bevat voorts een interne knoop 16, die via een laadbron SI met de eerste voedingsklem VDDI en via een kondensator CT1 met de tweede voedingsklem VSSI is verbonden. De kondensator CT1 symboliseert de kapacitieve belasting van de eveneens met de knoop 16 verbonden stuurelektrode van de 15 uitgangsveldeffekttransistor TL, welke belasting uit de som van de interne kapaciteit van de stuurelektrode en de kapaciteiten tussen de stuurelektrode en de beide voedingsklemmen VDDI en VSSI bestaat. Het geleidingskanaal van de -uitgangsveldeffekttransistor TL verbindt de gegevensuitgang 14 met de tweede voedingsklem VSSI. De laadbron Si 20 genereert de stuurspanning VC door de kondensator CT1 op te laden, zodat de uitgangsveldeffekttransistor TL geleidt en de kondensator CL1 wordt ontladen. De stuurschakeling kan voorzien zijn van een extra transistor T12 die via zijn geleidingskanaal de knoop 16 met de tweede voedingsklem VSSI verbindt en op zijn stuurelektrode aan een bekrachtigingsingang 18 25 is aangesloten voor het ontvangen van een bekrachtigingssignaal. Bij een hoog bekrachtigingssignaal op ingang 18 zal de transistor T12 geleiden, waardoor de knoop 16 een lage spanning krijgt en de uitgangstransistor TL spert. Bij een laag bekrachtigingssignaal op ingang 18 spert de transistor T12 zodat de knoop 6 door de laadbron SI kan worden opgeladen 30 en de uitgangstransistor TL in de geleidende toestand overgaat. Het bekrachtigingssignaal kan eveneens aan de laadbron Si worden toegevoerd (hetgeen met een streeplijn is aangegeven) om de bron Si uit te schakelen bij een hoog bekrachtigingssignaal, hetgeen in een verminderde vermogensdissipatie resulteert. De geleiding van de transistor T12 wordt 35 bij voorkeur klein gekozen om een te abrupt afschakelen van de uitgangstransistor TL te voorkomen.

Figuren 2a tot en met 2d tonen een aantal S* u 1 % ^ % PHN 11.780 7 tijd-spanningsdiagrammen van een schakelende uitgangsschakeling. Figuur 2a toont de wortelvormig toenemende stuurspanning VC. Figuur 2b toont de in figuur 1 aangegeven ontlaadstroom ld. Figuur 2c toont de spanning Vo op de gegevensuitgang 14 en figuur 2d toont de induktieve tegenspanning 5 VI over de aansluitdraad 12 in figuur 1. De tijdsoorsprong to van alle vier de figuren is gekozen op het moment dat de laadbron SI begint met het opladen van de knoop 16. Bij de wortelvormig toenemende oplading van de knoop 16 neemt de ontlaadstroom ld door de uitgangsveldeffekttransistor TL· lineair toer daar de transistor TL· in 10 verzadiging is en de stroom ld zijn geleidingskanaal kwadratisch samenhangt met de stuurspanning VC.

Bij een lineaire toename van de ontlaadstroom ld zal de kondensator CL1 volgens een kwadratische karakteristiek worden ontladen.

De tegenspanning VL· over de aansluitdraad 12 is evenredig met de toename 15 van de ontlaadstroom ld en zal konstant zijn daar de ontlaadstroom ld lineair toeneemt. De ontlaadstroom ld stijgt tot zijn eindwaarde, die op het moment t1 wordt bereikt. Na het moment t1 wordt de kondensator Cl met een konstante stroom ld ontladen, waarbij de spanning Vo aan de gegevensuitgang lineair afneemt en de tegenspanning VL· verdwijnt daar de 20 ontlaadstroom substantieel konstant is. De ontlaadstroom ld blijft konstant, totdat de kondensator CL1 zover ontladen is, dat de uitgangstransistor TL in diens lineaire gebied terechtkomt. De ontlaadstroom ld zal dan bij benadering via een exponentieelachtige funktie afnemen (niet in de figuren 2a tot en met 2d weergegeven).

25 Het zal duidelijk zijn dat deze uitgangsschakeling, uitgaande van gegeven waarde van de induktiviteit van de aansluitdraad L2 en een gespecificeerde maximale waarde voor de tegenspanning VL·, het toelaat om de daarbij snelst mogelijke ontlading van de kondensator CL1 te verkrijgen. Daarnaast blijkt de grootte van de kapaciteit CL1 geen 30 invloed te hebben op de hoogte van de tegenspanning VL·. Een grotere waarde van de kondensator CL·! heeft slechts tot gevolg dat de spanning Vo op de gegevensuitgang 14 trager afneemt.

Figuur 3 toont een vervangingsschema van een uitgangsschakeling van een geïntegreerde schakeling volgens de 35 uitvinding bij het opladen van de gegevensuitgang 14. De in het schema voorkomende identiek aan de in figuur 1 weergegeven komponenten zijn met dezelfde verwijzingen voorzien. De uitgangsveldeffekttransistor TH

* V j « -n »» PHN 11.780 8 verbindt de eerste voedingsklem VDDI met de gegevensuitgang 14. Met het knooppunt 36 zijn verbonden de stuurelektrode van de uitgangstransistor TH en een laadbron S3, die met diens andere zijde aan de interne voedingsklem VDDI is verbonden. De weergegeven kondensator CT3 en 5 transistor T32 hebben dezelfde funktie als de kondensator CT1 en transistor T21 uit figuur 1. De stuurelektrode van transistor T32 is met een data-ingang 38 verbonden, die het geïnverteerde bekrachtigingssignaal ontvangt. Het geïnverteerde bekrachtigingssignaal kan uiteraard worden toegepast om de laadbron S3 10. in- en uit te schakelen, waarbij het bekrachtigingssignaal de laadbron S3 inschakelt, indien het geïnverteerde bekrachtigingssignaal laag en dus de transistor T23 gesperd is. De in figuur 2 weergegeven diagrammen gelden evenzeer voor het in figuur 3 getoonde schema, waarbij opgemerkt dient te worden dat de in figuur 2d getoonde tegenspanning VH 15 dan de tegenspanning VH over de aansluitdraad L1 in plaats van L2 voorstelt en dat de uitgangsspanning Vo onder invloed van de oplaadstroom ld natuurlijk toeneemt van een lage naar een hoge spanning in plaats van afneemt van een hoge naar een lage spanning, zoals weergegeven in figuur 2c.

20 De bij de eerste twee figuren gemaakte opmerkingen zijn ook van toepassing op het in figuur 3 weergegeven schema. Hieraan dient echter toegevoegd te worden, dat het ontstaan van de tegenspanning VH in figuur 3 ook wordt tegengegaan door de tegenkoppeling van de spanning Vo aan de gegevensuitgang 14 op de uitgangstransistor TH. Deze 25 spanning Vo is echter afhankelijk van de grootte van de kondensator CL1 en de tegenkoppeling is zwakker naarmate CL1 groter is. Het is mogelijk om de dimensionering van de uitgangsschakeling op de grootste, binnen de specifikaties vallende waarde voor de kondensator CL1 te richten, het is echter evenzeer mogelijk om er bij het ontwerp van de geïntegreerde 30 schakeling vanuit te gaan, dat de gegevensuitgang 14 in de praktijk met een willekeurig grote kondensator CL kan worden belast. In het laatste geval is de tegenkoppeling tijdens het aangroeien van de oplaadstroom ld zo zwak, dat zij mag worden verwaarloosd en de dimensionering van de uitgangsschakeling zich moet richten op een ontwerp alsof de 35 gegevensuitgang 14 is kortgesloten met de tweede voedingsspanning VSSE.

Figuur 4 toont een aantal spanningsstroomkarakteristieken voor de laadbron S.

860155S

ff ^ PHN 11.780 9

De met OPT gemerkte grafiek geeft de theoretisch optimale spanningsstroomkromme voor de laadbron £ in kombinatie met de kapaciteit CT1 of CT3 weer. Deze grafiek wordt berekend met de volgende vergelijkingen: 5 1) VL = L met: dt VL de streefwaarde voor de induktieve tegenspanmng, b de induktieviteit van de desbetreffende aansluitdraad, ld de laadstroom door de uitgangsveldeffekttransistor; 2) IS = CT met: dt 10" IS de door de stroombron S gegenereerde stroom, CT de kapacitieve belasting van knoop 14, VC de stuurspanning op knoop 4; en 3) Id = K (VC - Vt)2 met: K een geleidingskonstante van de uitgangsveldeffekttransistor Vt de drempelspanning van de uitgangsveldeffekttransistor.

15 Differentiëring van vergelijking 3) geeft: 4) — = 2 K (VC - Vt) dt dt

Substitutie van de vergelijkingen 1) en 2) in vergelijking 4) geeft de volgende uitdrukking voor de door de laadbron S geleverde stroom IS als funktie van de stuurspanning op knoop 16 of 36: 20 CT . VL 1 5) IS = --- x-, 2KL (VC-Vt) hetgeen de theoretisch optimale grafiek OPT in figuur 4 weergeeft.

De grafiek OPT kan worden benaderd door toepassing van de 25 in figuur 5 getoonde bron S5.

De in figuur 5 getoonde bron £>5 bevat een stroomtak met een serieschakeling van de geleidingskanalen van een eerste en een tweede transistor T4 en T6 van het P-geleidingstype, waarbij de stuurelektrode van de eerste transistor T4 en het geleidingskanaal van 30 de tweede transistor T6 met de interne knoop 16 of 36 zijn verbonden.

Het geleidingskanaal van de eerste transistor T4 is met de eerste voedingsklem VDDI verbonden en de stuurelektrode van de tweede transistor T6 ontvangt het bekrachtigingssignaal op de bekrachtigingsingang 18 of 38. De tweede transistor T6 dient als 35 schakelaar zodat de laadbron S5 alleen een stroom IS genereert als de uitgangstransistor wordt bekrachtigd. De bij deze bron S5 behorende spanningsstroomkarakteristiek is weergegeven in de met S5 gemerkte TN £ i - ' r F,"s) C ** * PHN 11.780 10 grafiek in figuur 4. De benadering van de grafiek OPT is voor kleine waarden van de stuurspanning VC goed te noemen, maar de stroom IS is voor hogere waarden van de stuurspanning VC wezenlijk te laag. De stuurspanning VC zal echter nooit hoger worden als de spanning op de 5 eerste voedingsklem VDDI minus de drempelspanning van de eerste transistor T4, waardoor de uitgangsveldeffekttransistor nooit de volle spanning aan de eerste voedingsklem VDDI op zijn stuurelektrode kan ontvangen.

De in figuur 6 weergegeven stroombron komt aan dit 10 bezwaar tegemoet doordat een derde transistor T8 van het P- geleidingstype, waarvan de stuurelektrode aan de bekrachtigingsingang 18 of 38 is verbonden, parallel aan de stroomtak wordt geschakeld. De bij deze laadbron S6 behorende spannings-stroomkarakteristiek is weergegeven in de met S6 gemerkte grafiek in figuur 4. De benadering voor de hoge 15 waarden van de stuurspanning VC is reeds veel beter. De beste benadering van de grafiek OPT wordt verkregen door een laadbron met verscheidene parallelle stroomtakken, waarbij de stroomtakken onderling verschillende afschakelspanningen hebben.

Figuur 7 toont een voorbeeld van een dergelijke bron 20 S7, waarbij uitgaande van de bron S6 uit figuur 6, een verdere, tweede stroomtak, bevattende een serieschakeling van de geleidingskanalen van een vierde (als diode geschakelde) en een vijfde transistor van het P-geleidingstype D10 en T10. Het geleidingskanaal van de als diode in doorlaatrichting geschakelde vierde transistor D10 is 25. met de eerste voedingsklem verbonden. De stuurelektrode van de vijfde transistor T10 is met de interne knoop 16 of 36 verbonden en zijn geleidingskanaal is aan een knoop 10 tussen de eerste'en de tweede transistor T4 en T6 geschakeld. De eerste stroomtak met transistor T4 heeft een afschakelspanning van één maal een drempelspanning van een 30 P-type transistor, terwijl de tweede stroomtak met de transistoren T10 en T12 een afschakelspanning van twee maal de drempelspanning heeft. Op deze wijze kan de bron S7 voor de lagere stuurspanningen VC een extra stroom IS genereren met de genoemde tweede stroomtak. De met S7 gemerkte grafiek in de spannings-Stroomkarakteristieken van figuur 4 geeft dan 35 ook de beste benadering van de grafiek 0ΡΤ. Het is duidelijk dat op deze wijze iedere gewenste benadering van de grafiek OPT kan worden verkregen, waarbij de komplexiteit van de toegepast laadbron echter

860 1 5 5 S

e- ^ PHN 11.780 11 toeneemt.

Figuur 8 toont de geïntegreerde schakeling 2. met een bron S6 en een uitgangsveldeffekttransistor Tl voor het ontladen van de gegevensuitgang 14. De aanstuurschakeling is voorts voorzien van een als 5 kapaciteit geschakelde transistor T14 van het P-geleidingstype, die met zijn hoofdelektroden aan de eerste voedingsklem VDDI en met zijn stuurelektrode aan de inwendige knoop 16 is verbonden. De laadbronnen S5, S6 en S7 waarvan de karakteristieken in figuur 4 zijn weergegeven genereren een te lage stroom IS wanneer de stuurspanning VC de spanning 10 op de eerste voedingsklem VDDI nadert. Dit ongewenste effekt kan door de transistor T14 worden gekompenseerd, aangezien zijn kapaciteit sterk afneemt als de stuurspanning Vc hoger wordt als een drempelspanning onde de spanning op de eerste voedingsklem VDDI. Derhalve neemt de kapacitieve belasting van de knoop 16 af, waardoor het "wortelvormig· 15 opladen van de knoop 16 ondanks de lagere stroom IS kan geschieden.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding eveneens kan worden toegepast bij uitgangsveldeffekttransistoren van het P-kanaalstype, waarbij de transistoren in de laadbron S en de als kapaciteit geschakelde transistor T14 van het N-type behoren te zijn, 20 waarbij deze aan de tweede voedingsklem VSSI moeten worden aangesloten.

De transistor T12 of T32 moet dan van het P-geleidingstype worden gekozen en de knoop 16 of 36 met de eerste voedingsklem VDDI verbinden. Hieruit blijkt dat de uitgangsschakeling zowel uitsluitend uitgangsveldeffekttransistoren van het P-type of het N-type kan bevatten 25 als ook een kombinatie daarvan, zoals in de zogenaamde CMOS-schakelingen gebruikelijk is.

6601552

Claims

1. Geïntegreerde logische schakeling voorzien van een eerste en een tweede voedingsklem voor het ontvangen van een voedingsspanning en ten minste één gegevensuitgang met een uitgangsschakeling waarin het geleidingskanaal van een uitgangs- 5 veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode de genoemde gegevensuitgang met één van de beide voedingsklemmen verbindt waarbij de uitgangsschakeling voorts voorzien is van een stuurschakeling voor het aan de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor opwekken van een tijdafhankelijke stuurspanning, met het kenmerk, dat de 10· stuurschakeling ten minste gedurende een beginperiode na inschakeling ervan een althans bij benadering evenredig met de vierkantswortel van de tijd variërende stuurspanning opwekt.

2. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stuurschakeling een tussen de stuurelektrode en 15 de voedingsklemmen geschakelde kapacitieve belasting, en een tussen de stuurelektrode en een van de beide voedingsklemmen geschakelde laadbron bevat.

3. ’ Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de laadbron een stroomtak met een serieschakeling 20 van de geleidingskanalen van een eerste en een tweede veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, waarbij de stuurelektrode van de eerste en het geleidingskanaal van de tweede veldeffekttransistor met de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor zijn verbonden en het geleidingskanaal van 25 de eerste veldeffekttransistor met een van beide voedingsklemmen is verbonden en waarbij de stuurelektrode van de tweede veldeffekttransistor is verbonden aan een bekrachtigingsingang voor het ontvangen van een bekrachtigingssignaal voor de uitgangsveldeffekttransistor.

4. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de laadbron een derde veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, waarvan de stuurelektrode aan de bekrachtigingsingang is verbonden, en het geleidingskanaal parallel aan de serieschakeling van de eerste en de tweede veldeffekttransistor is 35 geschakeld.

5. Geïntegreerde logisché schakeling volgens conclusie 3 of 4, met kenmerk, dat de laadbron verscheidene parallelgeschakelde 8 8 0 1 3 5 S PHN 11.780 13 stroomtakken bevat, welke de stroomtakken onderling verschillende afschakelspanningen hebben.

6. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de uitgangsveldeffekttransistor van het N-5 type is en de veldeffekttransistoren in de laadbron van het P-type zijn, waarbij de laadbron aan de voedingsklem voor het ontvangen van de hoogste van de beide voedingsspanningen is aangesloten.

7. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie S, met het kenmerk, dat de kapacitieve belasting een P-kanaal 10 veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, welke veldeffekttransistor met zijn hoofdelektroden is verbonden met de voedingsklem voor het ontvangen van de hoogste van de beide voedingsspanningen en met zijn stuurelektrode is verbonden aan de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor.

8. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de uitgangsveldeffekttransistor van het P-type is en de veldeffekttransistoren in de laadbron van het N-type zijn, waarbij de laadbron.aan de voedingsklem voor het ontvangen van de laagste van de beide voedingsspanningen is aangesloten.

9. Geïntegreerde logische schakeling volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de kapacitieve belasting een N-kanaal veldeffekttransistor met geïsoleerde stuurelektrode bevat, welke veldeffekttransistor met zijn hoofdelektroden is verbonden met de voedingsklem voor het ontvangen van de laagste van de beide 25 voedingsspanningen en met zijn stuurelektrode is verbonden aan de stuurelektrode van de uitgangsveldeffekttransistor. 8 6 0 1 5 5 8