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Selbstanlaufende Spannungsstabilisierungsschaltung mit niedrigem Querspannungsabfall und erhöhter Störfestigkeit

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017020D
Original Publication Date: 1999-Jul-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22

Publishing Venue

Siemens

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Authors:
Dr. Harald Koffler [+details]

Abstract

In der Bipolar C-MOS- und D-MOS-Technologie besteht die Aufgabe eine möglichst einfache Schaltung zur Versorgung anderer Schaltungsteile mit einer vorstabilisierten Spannung U V , die aus einer von außen eingespeisten Versorgungsspannung U Batt abgeleitet wird, zu realisieren. Zudem soll diese Spannung, unabhängig von etwaigen Schwankungen der U Batt auf einem festgelegten Nennwert (z.B. eine Zener-Diodenspannung) gehalten werden. Beim Einschalten der externen Versorgungsspannung U Batt soll diese Schaltung ohne zusätzliche Maßnahmen anlaufen. Außerdem soll die Schaltung auch dann eine (entsprechend niedrigere) interne Spannung U V liefern, wenn die externe Versorgungsspannung U Batt so niedrig ist, daß eine Stabilisierung der internen Spannung auf den Nennwert U V nicht mehr möglich ist. In diesem Fall soll die vorstabilisierte Spannung U V möglichst nahe an U Batt liegen (d.h. der Querspannungsabfall sollte möglichst klein sein). Die beschriebenen Anforderungen sind notwendig, um die Versorgung nachgeschalteter Schaltungsteile beim Ein- und Ausschaltvorgang der externen Versorgungsspannung U Batt bis zu möglichst niedrigen Spannungen zu gewährleisten. Die Notwendigkeit hierfür besteht insbesondere dann, wenn nachgeordnete Schaltungsteile Überwachungs- und Resetfunktionen in einer Anwendung mit Mikroprozessoren ausführen (z.B. in einem sicherheitstechnisch relevanten System) und definierte Zustände (z.B. Reset) der Mikroprozessoren im Bereich sehr niedriger U Batt garantieren müssen. Es ist bekannt das beschriebene Problem durch Einsatz von Vorstabilisierungsschaltungen auf Basis einer Emitter- oder Source-Folgerschaltung zu lösen. Eine Emitter- Folgerschaltung (vgl. Fig. 1a) benötigt konstruktionsbedingt eine um eine Diodenschwelle höhere Spannung als U V an der Basis und einen entsprechenden Basisstrom, weshalb immer mindestens ein Spannungsabfall von einer Diodenflußspannung zur vorstabilisierten Spannung U V besteht. Die beispielhaft in der Fig. 1b dargestellte Source-Folgerschaltung benötigt am Gate eine Spannung, die mindestens um den Wert einer Schwellspannung über der stabilisierten Spannung U V liegt. Ein niedriger Querspannungsabfall von U Batt zu U V ist mit Hilfe dieser Schaltung ohne die zusätzliche Verwendung einer Ladungspumpe nicht zu erreichen.