MXPA04012476A - Arreglo de energia protegida de microcircuito de doble voltaje. - Google Patents

Abstract

Un microcircuito incluye un nucleo y otras porciones, el cual recibe voltajes diferentes de suministro de fuentes dispares. Un circuito de proteccion de descarga electrostatica (ESD) conecta en el interior las terminales de voltaje mas bajo y mas alto junto con un diodo, con polos de modo que el diodo conduce el suministro de voltaje nominalmente mas bajo cuando excede el suministro de voltaje mas alto. Cuando es suministro de alto voltaje falla o cuando cae por debajo del valor de suministro de bajo voltaje el diodo conduce la corriente y la misma se extrae en una proporcion que pueda sobrecalentar el microcircuito. Se proporciona un circuito de suspension para detectar el voltaje de la fuente de voltaje mas alto y suspender la fuente de voltaje mas bajo cada vez que la fuente de voltaje mas alto caiga por de bajo del voltaje real (en una modalidad o voltaje nominal (en otra modalidad) de la fuente del valor mas bajo.

Description

ARREGLO DE ENERGÍA PROTEGIDA DE M1CROCIRCU ITO DE DOBLE VOLTAJE CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona en términos generales con circuitos integrados y más en particular con microcircuitos que requieren dos o más voltajes de energización.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Debido a la llegada de los equipos con procesamiento digital de alta velocidad, se tiene la necesidad continua de contar con velocidades de procesamiento más altas. Las velocidades de procesamiento más altas, a su vez, han tendido a aumentar el calor que se disipa en el interior de los microcircuitos que impíementan el procesamiento. Este calor, a su vez, tiene la tendencia de elevar las temperaturas de los microcircuitos. La conf labilidad de los microcircuitos de estado sólido depende en un grado importante de la temperatura en la cual operan. Aún en períodos cortos de operación a temperaturas que se elevan por arriba del intervalo máximo de temperatura de un microcircuito determinado, puede reducir de manera importante su confiabilidad . Por esta razón, se ha dirigido mucho la atención hacia el retiro del calor de los microcircuitos, hasta el punto en que se ha propuesto utilizar enfriadores líquidos para el flujo adyacente de los chips de estado sólido, como se describe en la Patente de Estados Unidos No. 6,388,317, otorgada el 14 de mayo de 2002 a nombre de Reese. Una de las técnicas que se ha aplicado para reducir la temperatura de los microcircuitos de alta densidad, es utilizar un suministro de energía más bajo o voltajes de energización para las porciones del "núcleo" del microcircuito que están empacadas más densamente o que operan en la velocidad de conmutación más alta, con relación al voltaje de energización aplicado a los circuitos "periféricos" en el microcircuito. Esto origina el desarrollo de los microcircuitos "de doble voltaje", los cuales requieren dos o más voltajes diferentes de energización. Los microcircuitos de doble voltaje, como se puede esperar, requieren suministros de energía separados para proporcionar los voltajes directos que se requieren en las porciones de núcleo y periféricas del microcircuito. Un tipo común de un microcircuito de doble voltaje requiere tanto fuentes de 2.5 voltios como de 3.3 voltios. La estipulación de muchas funciones en un microcircuito requiere que el espacio entre los conductores en el microcircuito sea muy pequeño y también que los elementos de estado sólido en los cuales se conectan los conductores, sean muy pequeños. Este tamaño pequeño contribuye a la utilidad del microcircuito, y también permite una rápida operación. Sin embargo, los espacios cerrados y el tamaño pequeño tienen sus desventajas debido a que los espacios son tan pequeños que se puede presentar un fallo en el voltaje o una tensión de arqueo en los voltajes relativamente bajos. Por esta razón, con frecuencia se proporciona una variación electromagnética y/o protección contra sobrevoltaje por medio de dispositivos no-lineales en la forma de diodos, transistores de efecto campo con diodos-conectados (FET), u otros dispositivos de conducción de corriente unidireccional, como los descritos, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nos. 5,708,550, otorgada el 13 de enero de 1998 a nombre de Avery; 6,040,968 otorgada el 21 de marzo de 2000 a nombre de Duvvury et al.; 6,043,539, otorgada el 28 de marzo de 2000 a nombre de Sugasawara; y 6,060,752, otorgada el 9 de mayo de 2000 a nombre de Williams. Estos dispositivos no-lineales con frecuencia están conectados con varios electrodos del microcircuito los cuales proporcionan la conexión con el mundo exterior, con el fin de amortiguar las variaciones del sobrevoltaje de desviación alrededor de las porciones del microcircuito que va a ser protegido. Un esquema conocido es conectar los dispositivos de conducción de corriente unidireccional en una forma no paralela entre un primer electrodo de entrada de voltaje de un microcircuito y un segundo electrodo de entrada de voltaje, como se describe en la Patente de Duvvury et al., en donde los voltajes de suministro tienen diferentes valores. El arreglo de Duvvury et al tiene el efecto de "conectar" juntos los voltajes de los electrodos cada vez que el voltaje de una fuente tienda a desviarse del otro por más del voltaje de desplazamiento de los dispositivos de conducción de corriente unidireccional. Por lo anterior, es deseable contar con arreglos mejorados de doble suministro.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aparato de protección de suministro de energía de conformidad con un aspecto de la invención comprende un primer suministro de energía para generar un primer nivel de salida de suministro para energizar un primer circuito de carga, y un segundo suministro de energía para generar un segundo nivel de salida de suministro para energizar un segundo circuito de carga. Un circuito de fijación responde a una señal que es indicativa del segundo nivel de salida de suministro para fijar el primer nivel de salida de suministro, cuando una diferencia entre el primer y segundo niveles de salida de suministro está fuera de un primer intervalo de valores de operación normal y el segundo nivel de salida de suministro está dentro de un segundo intervalo de valores de la operación normal. Se evita la fijación del primer nivel de salida de suministro, cuando la diferencia está dentro del primer intervalo de valores de la operación normal. Un detector responde a la señal indicativa del segundo nivel de salida de suministro y se acopla con el primer suministro de energía para hacer variar al primer nivel de salida de suministro y evitar la fijación del primer nivel de salida de suministro cuando el segundo nivel de salida de suministro está fuera del segundo intervalo de valores de la operación normal. En una versión del aparato, el circuito de fijación incluye un conmutador. En otra versión del aparato, el circuito de fijación incluye uno de un rectificador y un diodo. En una versión del aparato, el primer circuito de carga forma una primera etapa y el segundo circuito de carga forma una segunda etapa de un circuito integrado común. En otra versión del aparato, se deshabilita el primer nivel del suministro de energía cuando la segunda salida de suministro está fuera del segundo intervalo de valores de la operación normal.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración simplificada de un arreglo que incluye un microcircuito que incluye un núcleo y porciones periféricas de procesamiento, y también incluye un primer y segundo suministros de energía para proporcionar el voltaje de energización para el núcleo y las porciones periféricas, respectivamente. La Figura 2a es una ilustración simplificada de un arreglo similar al de la Figura 2, que incluye las porciones que se añaden de conformidad con un aspecto de la invención y la Figura 2b ilustra una porción del arreglo de la Figura 2a modificada de conformidad con otro aspecto de la invención. La Figura 3 es similar a la Figura 2a, pero ilustra con mayor detalle una modalidad particular de conformidad con un aspecto de la invención; y La Figura 4 es similar a la Figura 2a, pero muestra una fuente alternativa del voltaje de referencia.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es una ilustración simplificada de un arreglo 10 que incluye un microcircuito 12 que incluye un núcleo y porciones 14 y 16 periféricas de procesamiento, respectivamente. Un primer suministro 24 de energía, extrínseco al microcircuito 12, produce un voltaje de energización en un primer voltaje, como 2.5 voltios, para su aplicación en un primer puerto de entrada voltaje o electrodo 12^ Un segundo suministro 26 de energía extrínseco produce un voltaje de energización para su aplicación en un segundo puerto de entrada de voltaje o electrodo 122. Como se ilustra en la Figura 1, los circuitos 14 del núcleo del microcircuito 12 se energizan por medio del voltaje aplicado desde el suministro 24 de energía, y los circuitos 16 periféricos se energizan por medio del voltaje aplicado desde el suministro 26 de energía. En la Figura 1, el primer voltaje de suministro producido por el suministro 24 de energía es de 2.5 voltios, y el segundo voltaje de suministro, producido por el suministro 26 de energía, es de 3.3 voltios, ambos con polos como se indica mediante los símbolos positivos (+). De este modo, la porción 14 de circuito del microcircuito 12 opera en un voltaje nominal de 2.5 voltios, y los circuitos 16 periféricos operan en un voltaje nominal de 3.3 voltios. Las personas experimentadas en la técnica podrán reconocer que la aplicación de un voltaje requiere dos conductores para formar un circuito completo para el flujo de carga, y que se pueden proporcionar las conexiones a "tierra" ilustradas por medio de símbolos convencionales a tierra, o sus equivalentes. El voltaje real en un punto en un circuito, con relación a otro punto, debe ser diferente del valor nominal, ya que sea de manera instantánea como resultado de una variación, o de manera continua como resultado de un control de mal ajuste o daño en uno o más componentes. En el arreglo de la Figura 1, se proporciona un circuito 30 de protección como un dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional en la forma de un diodo o rectificador, que tiene su ánodo conectado con el primer electrodo 12 i de entrada de voltaje, y que tiene su cátodo conectado, posiblemente por medio de un resistor 34, y un segundo electrodo 122 de entrada de voltaje con el segundo suministro 26 de energía. En el caso de que el voltaje producido por el primer suministro 24 de energía tienda a elevarse a un nivel nominalmente mayor que el voltaje producido por el segundo suministro 26 de energía, o en el caso de una variación de voltaje de cualquier fuente que exceda el nivel nominal, el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional se vuelve conductivo, y proporciona una trayectoria para el flujo de la corriente del suministro 24 de energía al suministro 26 de energía, por medio del electrodo ^2^, el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional, el resistor 34 y el electrodo 122. El flujo de la corriente tiene el propósito de "fijar" el voltaje de salida del suministro 24 de energía a un valor no esencialmente mayor que el voltaje de salida del suministro 26 de energía. El resistor 34 del circuito 30 de protección, si se utiliza, tiene un valor seleccionado para limitar la corriente a través del circuito 30 de protección a un valor no destructivo durante tales condiciones de falla y también para proporcionar una carga resistiva que ayude a amortiguar las variaciones momentáneas, pero debe tener un valor lo suficientemente bajo para que la corriente que fluye en el circuito 30 de protección, junto con la corriente que fluye en las porciones 14 del núcleo del circuito, sea suficiente para reducir el voltaje de salida del suministro 24 de energía. La reducción del voltaje de salida del suministro 24 de energía se puede llevar a cabo por medio de un circuito de desdoblamiento de sobrecorriente asociado con el suministro 24 de energía, o se puede llevar a cabo simplemente al cargar la impedancia interna inherente del suministro 24 de energía lo suficiente para reducir su voltaje real de salida al nivel deseado. En la anterior descripción de la operación del circuito 30 de protección de la Figura 1, incluyendo el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional, no fueron considerados los efectos del voltaje de desplazamiento del dispositivo de conducción de corriente unidireccional, en su caso. Las personas experimentadas en la técnica saben que las diversas formas de dispositivos de conducción de corriente unidireccional tienen voltajes de desplazamiento, los cuales son voltajes directos que se deben exceder antes de que se presente una conducción importante. Estos voltajes de desplazamiento también existen durante la conducción, de modo que en la realidad, el voltaje del suministro nominal de 2.5 voltios tendría que elevarse a 3.3 voltios más el voltaje directo de desplazamiento del dispositivo 32 antes de que inicie la conducción en el circuito 30.

En la operación del arreglo 10 de la Figura 1, el suministro 26 de energía del microcircuito se puede poner en corto circuito a tierra, o generar un voltaje que sea menor que su voltaje nominal. En tal situación, el voltaje nominal producido por el suministro 24 de energía, ¡lustrado con 2.5 voltios, puede exceder (por uno o más voltajes de desplazamiento, si están presentes) el voltaje real producido por el suministro 26 de energía nominal de 3.3 voltios. Por ejemplo, cuando el suministro 26 de energía debe tener su puerto de salida puesto en corto circuito a tierra en forma interna, se deben aplicar cero voltios del suministro 26 de energía al segundo puerto 122 de entrada del voltaje de energización. El circuito 30 de protección podría hallar que esta condición no se puede distinguir de una condición de sobrevoltaje del primer suministro 24 de energía, y el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional se volvería conductivo. Con el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional, la corriente fluye del suministro 24 de energía operacional al suministro 26 de energía por medio del electrodo 121 ( el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional, el resistor 34 y el electrodo 122. El flujo de la corriente a través del circuito 30 de protección se añade a la corriente existente y entonces se proporciona esta fuente al suministro 24. En un procesador particular de vídeo y cuyos detalles internos de construcción no están disponibles, las mediciones externas de la "caja negra" determinaron que tiene una combinación de diodo-resistor que corresponde a los elementos 32 y 34 de la Figura 1 conectados entre las fuentes 24 y 26 de energía, como se indica en la Figura 1. Se descubrió que la temperatura del circuito integrado, que corresponde al circuito 12 integrado de la Figura 1, tiene la tendencia de elevarse cuando el circuito 30 de protección de la Figura 1 está en operación. De manera más particular, la temperatura del caso del circuito integrado alcanzó 100E C, la cual excede la temperatura máxima absoluta de 80E C especificada para este circuito integrado. Se piensa que la energía disipada en el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional y el resistor 34, posiblemente junto con la disipación de energía en otros dispositivos, se añade al calor generado por el circuito integrado durante la operación normal y da como resultado la condición de exceso de temperatura. La Figura 2a es un diagrama simplificado similar al de la Figura 1, que ilustra un arreglo de conformidad con un aspecto de la invención para ayudar a evitar un exceso de temperatura del circuito integrado debido a la operación del circuito 30 de protección. En la Figura 2a, los elementos que corresponden a los de la Figura 1 se señalan mediante números de referencia idénticos. Un circuito comparador designado por lo general con el número 40, incluye un divisor 42 de voltaje que se ilustra con un primer y segundo resistores 44 y 48 conectados en serie entre la terminal 26o de salida del suministro 26 de energía y la tierra, y que tiene una toma 46 entre los mismos. Las personas experimentadas en la técnica saben que el voltaje en la toma 46 es una porción conocida del voltaje real en la terminal 26o de salida. El porcentaje exacto dependerá de los valores relativos de los resistores 44 y 48, entre otros factores. De este modo, el voltaje real en la toma 46 del divisor 42 de voltaje será un porcentaje fijo del voltaje real en la terminal 26o de salida. De conformidad con un aspecto de la invención, el arreglo 40 del comparador incluye un amplificador de alta ganancia (también conocido simplemente como un "comparador" o "comp") 50, el cual tiene una primer terminal de entrada conectada con la toma 46 del divisor 42 de voltaje, y una segunda terminal de entrada conectada con un voltaje de referencia designado como Vref. La terminal de salida del dispositivo 50 comparador está conectado por medio de una trayectoria 52 de señal con un puerto 54 de "suspensión" de entrada del primer suministro 24 de energía. El suministro 24 de energía de 2.5 voltios reduce su voltaje de salida o suspende o cesa la operación cuando el voltaje aplicado a la aguja 54 es un lógico bajo ó 0. El valor del voltaje Vref de referencia se selecciona para igualar el voltaje que se presenta en la toma 46 cuando el voltaje real en la salida 26o del segundo suministro 26 de energía es igual al voltaje nominal de salida (menos uno o más voltajes de desplazamiento). Dicho de otra manera, al utilizar el ejemplo de un primer voltaje nominal de la fuente de voltaje de 2.5 voltios, se selecciona la fuente del voltaje de referencia Vref para que tenga el mismo valor que se presenta en la toma 46 cuando el voltaje real en la terminal 26o de salida del segundo suministro 26 de energía es igual a 2.5 voltios o menos (más los desplazamientos, si son aplicables). De manera más específica, cuando el voltaje real en la toma 46 es 0.28 veces el voltaje real en el puerto 26o de salida, y el voltaje real del suministro 26 de energía es 2.5 voltios, entonces el voltaje de la toma será 0.7 voltios (considerando que no existe un desplazamiento). Entonces se selecciona la fuente del voltaje de referencia Vref de la Figura 2a para que sea de 0.7 voltios o menos. En la operación del arreglo de la Figura 2a, el arreglo 40 del comparador produce un primer estado de señal en la trayectoria 52 de señal cuando el valor real del suministro 26 de 3.3 voltios excede 2.5 voltios, y un estado diferente cuando el valor real del suministro 26 de 3.3 voltios es menor de 2.5 voltios, considerando que no existen desplazamientos. De este modo, la salida del arreglo 40 del comparador proporciona una indicación de los intervalos durante los cuales la corriente puede fluir a través del circuito 30 de protección de la Figura 2a, y durante los cuales puede ocurrir un sobrecalentamiento en el microcircuito 12. En la Figura 2a, la señal 53 asociada con la trayectoria 52 de señal se representa con un nivel lógico alto asociado con una condición normal u "OK", lo cual se presenta cuando el voltaje en la toma 46 del divisor 42 de voltaje es de 0.7 voltios o más, que corresponde a un voltaje de salida del suministro 26 nominal de 3.3 voltios de 2.5 voltios o más. De manera correspondiente, el nivel lógico bajo de la señal 53 producido por el comparador 40 representa una condición potencial de sobrecalentamiento, la cual se puede presentar cuando el voltaje en la toma 46 del divisor 42 de voltaje es menor de 0.7 voltios, que corresponde a un voltaje de salida del suministro 26 de 3.3 voltios de menos de 2.5 voltios. De conformidad con otro aspecto de la invención, la señal en el conductor 52 de la Figura 2a se aplica a un puerto 54 de suspensión de entrada del primer suministro 24 de energía, para suspender la primera fuente de voltaje en caso de que se presenten las condiciones que provoquen un sobrecalentamiento. De manera más específica, con la entrada de inversión (-) del dispositivo 50 comparador conectada con la fuente de voltaje de referencia Vref y el puerto de la entrada de no inversión ( + ) del dispositivo 50 comparador conectado con el punto 46 de la toma del divisor 42 de voltaje, el comparador 40 produce un nivel de lógico bajo o lógico 0 en el conductor 52 de señal cuando el voltaje en la toma 46 está debajo de la Vref, que es cuando se pueden presentar las condiciones que pueden llevar a un sobrecalentamiento del microcircuito 12. El comparador 40 produce una señal de lógico alto bajo condiciones normales, que es cuando el valor real del suministro de 3.3 voltios en la terminal 26o excede 2.5 voltios. Cuando la señal de control requerida en el puerto 54 de entrada para la suspensión del suministro 24 de energía de 2.5 voltios tiene un nivel de lógico alto en lugar de un nivel de lógico bajo, se puede conectar un inversor con la salida del dispositivo 50 comparador para invertir la señal, cuando sea necesario, para controlar de manera adecuada el primer suministro 24 de energía o de manera alternativa las conexiones y los puertos de entrada de inversión y no inversión del comparador 40 se pueden invertir. La Figura 2b ilustra un arreglo alternativo del comparador 50 con el voltaje de referencia Vref y el suministro 26 de energía, en donde se inhabilita el divisor de voltaje, y el voltaje de referencia se ajusta para igualar el voltaje nominal del suministro 24 de energía, concretamente de 2.5 voltios. Este arreglo proporciona una comparación directa entre el voltaje de entrada real en el puerto 26o de salida del suministro 26 de energía y el valor nominal del suministro 24 de energía. La Figura 3 es de alguna manera una representación más detallada de una modalidad particular del comparador y el aspecto de suministro de energía de la invención. En la Figura 3, las porciones U13600 y U13601 del suministro 24 de energía de 2.5 voltios, y el suministro 26 de energía se accionan desde una fuente de energía directa 6V_STBY. El circuito integrado U13600 de la Figura 3 es un controlador tipo regulador de conmutación sincrónica de gran potencia LTC1530 fabricado por Linear Technology Corporation en 1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417. Se tiene el propósito de accionar dos dispositivos externos FET desde sus terminales G1 y G2. Los dos dispositivos externos FET se ubican en U13601. El LTC530 contiene un sistema de retroalimentación interna y con referencia de precisión recortada con el propósito de proporcionar la regulación del voltaje de salida en el peor caso de 2% de exceso de temperatura, corriente de carga y cambios de la línea de voltaje. La aguja 4 de compensación del LTC530 está conectada internamente con el amplificador de error y con la entrada del comparador PWM, y tiene el propósito de conectarse con una red externa RC para compensar el circuito de retroalimentación para una respuesta instantánea óptima. La suspensión del 530 se lleva a cabo al llevar la aguja 4 de compensación debajo de 0.1 voltios con un colector abierto o un transistor de drenaje abierto. En la Figura 3, el comparador 40 incluye un transistor Q13601 bipolar NPN que tiene su base conectada con la toma 46 del divisor 42 de voltaje y que tiene su emisor conectado a tierra. El colector del transistor Q13601 se conecta por medio de un resistor R13604 con la fuente 6V_STBY, y por medio de otro resistor R13605 con la base de un transistor Q13602 bipolar de inversor conectado. El colector del transistor Q13602 se conecta por medio del resistor R13606 con el puerto 4 de entrada de compensación de circuito de un circuito integrado U 13600 de control de modo de conmutación que acciona el suministro 24 de energía de 2.5 voltios. Los capacitores C13617 y C136118, junto con el resistor R13611, todos los cuales se conectan con la aguja 4 del U13600, proporcionan la compensación del circuito para el suministro 24 de energía de modo de conmutación. En la Figura 3, los puertos G1 y G2 de salida de señal de conmutación del circuito integrado U13600 accionan los puertos de entrada correspondientes del circuito integrado U13601 de conmutación de energía. También se ilustra en la Figura 3 el puerto 13601o de salida conmutada, un inductor L13601 en serie y un diodo de marcha a rueda libre o rectificador CR13606, ambos conectados con el puerto 13601o de salida, y un capacitor de filtro C13621 conectado entre el lado de salida del inductor L 13601 y tierra. El voltaje de salida de la fuente 24 de 2.5 voltios se genera en el puerto 24o de salida, el cual se conecta con el capacitor C13621 y el inductor L13601. En la operación del arreglo de la Figura 3, el suministro 26 de energía de 3.3 voltios normalmente produce aproximadamente 3.3 voltios en su puerto 26o de salida. Con los 3.3 voltios en el puerto 26o de salida, y con los resistores 44 y 48 con resistencias de 20k y 10K ohms, respectivamente, el voltaje en la toma 46 del divisor 42 de voltaje se inclina hacia 1.1 voltios, pero se limita en aproximadamente 0.7 voltios en respuesta a la corriente extraída por la base del transistor Q13601 en su estado saturado. Con el transistor Q13601 saturado, su colector está cerca del voltaje de tierra y es insuficiente para hacer que el Q13602 sea conductivo. Con el transistor Q13602 no conductivo, su colector es esencialmente un circuito abierto y el circuito integrado U13600 opera normalmente para producir las señales G1 y G2 de modo de conmutación, y los elementos C13617, C136118 y R13611 de compensación de circuito proporcionan la compensación de circuito.

El circuito U13601 integrado de conmutación recibe las señales G1 y G2 de conmutación, y se conmuta para producir la corriente a través del inductor L 13601 en la manera usual de modo de conmutación, para producir los 2.5 voltios deseados en el puerto 24o de salida del suministro 24 de 2.5 voltios. El arreglo de conformidad con este aspecto de la invención tiene una ventaja sobresaliente al presentar una dispersión baja y una capacitancia baja en el puerto 4 de entrada de compensación de circuito del accionador U13600 del modo de conmutación. El colector abierto del transistor Q13602 presenta una impedancia resistiva mayor de 1 megaohm y también presenta una carga capacitiva menor de aproximadamente 2.5 picofarads, la cual es insignificativa al compararla con los capacitares de compensación de circuito. Al presentarse una falla momentánea o variación que provoque un aumento en el voltaje en el puerto 12i de entrada del microcircuito 12 de la Figura 3 a un valor mayor de 3.3 voltios más el voltaje simple de desplazamiento del diodo 32, el dispositivo 32 de conducción de corriente unidireccional se conduce para acoplar la variación al resistor 34, lo cual ayuda a absorber la variación. Cuando el voltaje del suministro 26 de energía de 3.3 voltios de la Figura 3 disminuye a un valor nominal por debajo de 2.5 voltios (realmente menor de 2.5 - 0.7 voltios = 1.8 voltios), el voltaje en la toma 46 del divisor 42 de voltaje disminuye a menos de 0.7 voltios, lo cual es la caída de voltaje directo de un transistor ordinario de silicio. El transistor Q13601 se vuelve no conductivo y su voltaje colector tiende a elevarse hacia el voltaje 6V_STBY. Esta elevación en el voltaje colector del transistor Q13601 se comunica con la base del transistor Q13602, el cual se ENCIENDE y mediante esto lleva a su voltaje colector esencialmente a tierra. En efecto, esto conecta el resistor R13606 entre la aguja 4 de compensación de circuito del circuito U13600 integrado, lo cual carga una fuente interna de corriente en el circuito integrado, que provoca que el voltaje en la aguja 4 caiga por debajo de aproximadamente 0.1 voltios. Esta disminución en el voltaje en la aguja 4, a su vez, provoca que el accionador U13600 de modo de conmutación detenga la operación, o de manera más específica detenga la producción de las señales G1 y G2 del modo de conmutación. Cuando no existen las señales G1 y G2 de modo de conmutación, el circuito integrado U13601 de conmutación de energía cesa su operación y no produce otro voltaje para su aplicación al puerto 24o de salida nominal de 2.5 voltios. En consecuencia, el voltaje en la terminal 24o de salida nominal de 2.5 voltios cae a cero voltios, lo cual es un voltaje en el cual el circuito 30 de protección no puede conducirse hacia el suministro 26 nominal de 3.3 voltios, sin importar de que tan bajo realmente caiga el voltaje del suministro nominal de 3.3 voltios. De este modo, la corriente no puede fluir a través del circuito 30 de protección ESD durante un periodo extendido debido a una disminución en el valor real del suministro nominal de 3.3 voltios, debido a que el suministro de 2.5 voltios se deshabilita cada vez que el suministro nominal de 3.3 voltios disminuye a un valor por debajo aproximadamente de 2.5 voltios. La suspensión del suministro 24 de 2.5 voltios se presenta dentro de aproximadamente 10 a 20 microsegundos a partir del tiempo en que el voltaje del suministro nominal de energía de 3.3 voltios disminuye por debajo de 2.5 voltios, lo cual es lo suficientemente rápido para evitar un daño en el circuito 12 integrado En la Figura 4 se ilustra un voltaje alternativo de referencia, el cual es de otra manera similar al de la Figura 2a. En la Figura 4, el divisor 42 de voltaje divide el valor nominal del suministro 26 de 3.3 a 2.5 voltios, el voltaje nominal de salida del suministro 24. En la Figura 4, el puerto de inversión (-) de entrada del comparador 50 se conecta con el puerto 24o de salida del primer suministro de energía o suministro 24 de energía de bajo voltaje. Esto elimina la necesidad de un voltaje de referencia que tenga un voltaje igual al del voltaje nominal del suministro 24, y tiene el resultado de que se presenta la suspensión cuando el valor real del suministro de 3.3 voltios cae por debajo del valor real del suministro de 2.5 voltios (ignorando el voltaje directo de desplazamiento del dispositivo 32). El arreglo de conformidad con un aspecto de la invención fuerza al suministro de energía a encenderse durante el encendido en una secuencia que evita el encendido indeseado del circulito 30 de protección. De manera particular, el suministro de energía de 2.5 voltios no puede iniciar hasta que el suministro de energía nominal de 3.3 voltios tenga un voltaje de salida que exceda los 2.5 voltios.

Se debe observar que el voltaje real en el opera el circuito 40 de detección de las Figuras 2a, 2b, 3, ó 4, se puede desviar de los valores nominales calculados debido a que el calentamiento que resulta de la corriente que fluye a través del circuito 30 de protección se puede tolerar en algunos niveles de la corriente, de manera especial cuando el circuito integrado se opera con un sumidero efectivo de calor o en una ubicación de enfriamiento. De este modo, no se debe esperar una exactitud en los ajustes en los cuales se acciona la reducción del voltaje del suministro más bajo de voltaje. Otras modalidades de la invención serán más evidentes para las personas experimentadas en la técnica. Por ejemplo, mientras que los valores específicos del suministro de energía (24) de bajo voltaje y el suministro de energía (26) de alto voltaje se utilizaron con propósitos descriptivos, la invención se puede aplicar a cualquier situación en la cual dos o más suministros de los voltajes diferentes se requieren en el circuito integrado o de accionamiento.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato de protección de suministro de energía, caracterizado porque comprende: un primer suministro de energía para generar un primer nivel de salida de suministro para energizar un primer circuito de carga; un segundo suministro de energía para generar un segundo nivel de salida de suministro para energizar un segundo circuito de carga; un circuito de fijación que responde a una señal que es indicativa del segundo nivel de salida de suministro para fijar el primer nivel de salida de suministro, cuando una diferencia entre el primer y segundo niveles de salida de suministro están fuera de un primer intervalo de valores normales de operación y el segundo nivel de salida de suministro está dentro de un segundo intervalo de valores normales de operación, la fijación del primer nivel de salida de suministro se evita cuando la diferencia está dentro del primer intervalo de valores de la operación normal; y un detector que responde a la señal indicativa del segundo nivel de salida de suministro y acoplada con el primer suministro de energía para variar el primer nivel de salida de suministro para evitar la fijación del primer nivel de salida de suministro, cuando el segundo nivel de salida de suministro está fuera del segundo intervalo de valores de la operación normal.
2. 2. El aparato de protección de suministro de energía, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el circuito de sujeción comprende un conmutador.
3. 3. El aparato de protección de suministro de energía, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de sujeción comprende un rectificador.
4. 4. El aparato de protección de suministro de energía, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de sujeción comprende un diodo.
5. 5. El aparato de protección de suministro de energía, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer circuito de carga forma una primera etapa y el segundo circuito de carga forma una segunda etapa de un circuito integrado común.
6. 6. El aparato de protección de suministro de energía, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se inhabilita el primer nivel de suministro de energía cuando la segunda salida de suministro está fuera del segundo intervalo de valores de la operación normal.
7. 7. Un circuito de protección, caracterizado porque comprende: un primer suministro de energía para generar un primer voltaje de suministro acoplado con un primer circuito de carga para energizar el primer circuito de carga; un segundo suministro de energía para generar un segundo suministro de energía acoplado con un segundo circuito de carga para energizar el segundo circuito de carga; un limitador acoplado con el primer suministro de energía y que responde al segundo voltaje de suministro de energía para que ayude a limitar una magnitud del primer voltaje de suministro por medio de una primera trayectoria de control de protección, cuando una diferencia entre el primer voltaje de suministro y el segundo voltaje de suministro está fuera de un primer intervalo de valores de la operación normal. un comparador que tiene una entrada acoplada con el segundo suministro de energía para producir una señal de control que está acoplada con el primer suministro de energía para reducir la magnitud del primer voltaje de suministro por medio de una segunda trayectoria de control de protección, cuando el segundo voltaje de suministro está fuera de un segundo intervalo de valores de la operación normal.
8. 8. Un arreglo de circuito, caracterizado porque comprende: un circuito integrado que incluye un primer puerto de entrada de energía para aceptar un primer voltaje para energizar las porciones de núcleo del circuito integrado, y también para incluir un segundo puerto de entrada de energía para aceptar, de una segunda fuente de voltaje, un segundo voltaje que tiene un valor nominal mayor que el primer voltaje, para energizar las porciones del circuito integrado diferente de las porciones de núcleo, el circuito integrado además incluye un dispositivo de conducción de corriente unidireccional acoplado con el primer y segundo puertos de entrada de energía, para conducir el voltaje real cuando el primer puerto de entrada excede el voltaje real del segundo puerto de entrada; una primera fuente de voltaje para proporcionar el primer voltaje en un valor nominal, la primera fuente de voltaje incluye un puerto de entrada de control para reducir el primer voltaje a un valor menor que el valor nominal al aplicar al mismo una señal de control; y un sensor acoplado con la primera y segunda fuentes de voltaje para generar la señal de control durante las veces en que el voltaje de la segunda fuente de voltaje sea menor que un voltaje del primer voltaje real y el primer voltaje nominal, y para acoplar la señal de control con la primera fuente de voltaje.
9. 9. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sensor comprende un comparador acoplado con la segunda fuente de voltaje para comparar el valor real del segundo voltaje con el valor real del primer voltaje, y para generar la señal de control cuando el valor real del segundo voltaje sea menor que el valor real del primer voltaje.
10. 10. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la primera fuente de voltaje reduce el primer voltaje esencialmente a cero voltios al aplicar el mismo a la señal de control.
11. 11. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sensor comprende un comparador acoplado con la segunda fuente de voltaje, para comparar el valor real del segundo voltaje con un voltaje de referencia esencialmente igual al valor nominal del primer voltaje y para generar la señal de control cuando el valor real del segundo voltaje sea menor que el voltaje de referencia.
12. 12. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el comparador comprende un transistor que incluye una trayectoria de corriente controlada y una trayectoria de corriente de control, cuya trayectoria de corriente de control exhibe un voltaje de desplazamiento cuando la corriente de control fluye a través de la misma para provocar un flujo de corriente controlado en la trayectoria de corriente controlada; un medio de división de voltaje acoplado con la segunda fuente de voltaje y con la trayectoria de corriente de control, para aplicar una porción del segundo voltaje a la trayectoria de corriente de control, para provocar que la corriente de control fluya en la trayectoria de la corriente de control cuando la porción del segundo voltaje sea esencialmente igual al voltaje de desplazamiento.
13. 13. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el comparador comprende: un primer transistor que incluye un electrodo de control que define un voltaje directo y también incluye una trayectoria de corriente controlada que define un primer y segundo electrodos, y la trayectoria de corriente controlada se acopla a una fuente de referencia y por medio de un resistor, a una fuente del potencial; un medio de división de voltaje que define las terminales de entrada acoplado con la fuente de referencia y para recibir el segundo voltaje y también para definir una toma acoplada con el electrodo de control, para dividir el segundo voltaje a un valor dividido que aparece en el electrodo de control del primer transistor, para hacer al primer transistor conductivo cuando el valor dividido excede el voltaje directo nominal del electrodo de control; y un medio de acoplamiento acoplado con el puerto de entrada de control de la primera fuente de voltaje, para acoplar la señal de control de la trayectoria de la corriente controlada del primer transistor con la primera fuente de voltaje.
14. 14. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el electrodo de control del primer transistor es un electrodo base, la trayectoria de corriente controlada del transistor es una trayectoria emisor-al-colector, el emisor se conecta con la tierra de referencia, y el voltaje directo es un voltaje emisor de base; y el medio de división de voltaje comprende un divisor de voltaje resistivo conectado entre la segunda fuente del voltaje y la tierra de referencia.
15. 15. El arreglo de circuito de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el medio de acoplamiento comprende un transistor bipolar que tiene su trayectoria colector-a-emisor acoplado con el puerto de entrada de control de la primera fuente de voltaje y con la tierra de referencia, y su electrodo de base acoplado con el colector del primer transistor, para mantener el puerto de entrada de control en un voltaje cercano a la tierra de referencia cuando el valor real de la segunda fuente del voltaje es más pequeño en su magnitud que el valor nominal de la primera fuente de voltaje.
16. 16. Un arreglo de protección para un microcircuito que requiere para su operación fuentes plurales de energía que tienen voltajes nominales relativamente más altos y más bajos, en donde un electrodo de entrada de energía de voltaje más bajo del microcircuito está conectado en su interior mediante un medio de conducción de corriente unidireccional con un electrodo de entrada de energía de voltaje más alto, el arreglo de protección caracterizado porque comprende: un electrodo de suspensión acoplado con la fuente de energía que tiene un voltaje nominal relativamente más bajo, para inhabilitar la fuente de energía que tiene un voltaje nominal relativamente más bajo en respuesta a un voltaje de un voltaje de control relativamente bajo y un voltaje de control relativamente alto aplicado al mismo; un medio de detección acoplado con la fuente de energía que tiene un voltaje nominal relativamente más alto y con el electrodo de suspensión, para producir un voltaje de los voltajes de control relativamente bajo y relativamente alto en respuesta a un valor real del voltaje nominal relativamente más alto el cual es más bajo que el voltaje nominal relativamente más bajo, para mediante esto inhabilitar la fuente de energía que tiene un voltaje nominal relativamente más bajo cuando el voltaje real de la fuente de energía que tiene un voltaje nominal relativamente alto sea menor que el voltaje nominal más bajo.