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Ein reversstromunempfindlicher Komparator

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017092D
Original Publication Date: 1999-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 3 page(s) / 24K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Wolfgang Horn: AUTHOR

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Komparator, dessen Eingangsspannungsbereich die negative Versorgungsspannung einschließt und dessen Offset über ein D U BE zweier Bipolar-Junction- Transistoren (BJT) einstellbar ist. Dabei soll der Komparator gegen den störenden Einfluß von Reversströmen unempfindlich sein. Diese entstehen typischerweise, wenn an einem DMOS-Leistungstransistor eine Polaritätsumkehr (etwa durch Abschalten induktiver Lasten) stattfindet und dadurch in einer sperrschichtisolierten Mischtechnologie auf p- Substrat die Drain-Substrat- Diode leitend wird. Die ins Substrat injizierten Ladungsträger bilden dann den Emitterstrom eines parasitären NPN-BJT (vgl Abb 1). Alle n- Wannen der Schaltung sind nun potentielle Kollektoren für diesen NPN-Transistor, aus denen im Reversbetrieb des DMOS der Strom I C abgezogen werden kann.

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Bauelemente

Ein reversstromunempfindlicher Komparator

Idee: Wolfgang Horn, Villach/Österreich

Die� Erfindung� betrifft� einen� Komparator,� dessen� Eingangsspannungsbereich� die� negativeVersorgungsspannung� einschließt� und� dessen� Offset� über� ein� � D� � U BE� � � zweier� Bipolar-Junction-Transistoren (BJT) einstellbar ist. Dabei soll der Komparator gegen den störenden Einfluß vonReversströmen unempfindlich sein.

Diese entstehen typischerweise, wenn an einem DMOS-Leistungstransistor eine Polaritätsumkehr(etwa durch Abschalten induktiver Lasten) stattfindet und dadurch in einer sperrschichtisoliertenMischtechnologie auf p-Substrat die Drain-Substrat-Diode� leitend� wird.� Die� insSubstrat injiziertenLadungsträger bilden dann denEmitterstrom� eines� parasitärenNPN-BJT (vgl Abb 1). Alle n-Wannen der Schaltung sind nunpotentielle Kollektoren fürdiesen� NPN-Transistor,� aus� denen� im� Reversbetrieb� des� DMOS� der� Strom� I C� � � abgezogenwerden kann.

In� Folge� können� Schaltungsteile� mit� hochohmig� angeschlossenen� n-Wannen� bis� hin� zumFunktionsausfall negativ beeinfußt werden.

Bisherige� Ansätze� versuchten,� den� Einfluß� des� Reversstromes� durch� die� Anordnung� imSchaltungslayout zu minimieren, etwa durch Wahl eines großen Abstandes zum DMOS oderdurch Abschirmung durch Guardringe.

Der neue Ansatz hingegen sieht vor, die Kollektoren der BJTs an die positive Versorgungsspan-nung anzuschließen (Abb. 2). Dabei regelt eine Ansteuerschaltung (1) das Basispotential so, daßsich die gewünschten Betriebsströme� I 1� � und� I 2einstellen. Außerdem sorgt die Steuerung fürdie Kopplung der Ein- und Ausgangssignale.

Betreibt man die BJTs mit unterschiedlichenStromdichten,� z.B.� durch� den� Einsatz� vonMulti-Emitter-BJTs, so erhält derKomparator einen definierten Offset, der dem

n DMOS-Drain

n

n

...

...

p-Substrat

Abbildung 1

(1)

IN1

IN2

V DD

BIAS

OUT

I 1

I 2

Abbildung 2

n-Wannen, z.B.BJT-Kollektor

Siemens Technik Report

Jahrgang 2� Nr. 5� Oktober 1999

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D� � U BE� � der BJTs entspricht. Es ist daher möglich, massebezogene Spannungen im mV-Bereich,wie sie etwa...