DE69701176T2

DE69701176T2 - Elektronische Schaltung versehen mit Neutralisierungseinrichtung

Info

Publication number: DE69701176T2
Application number: DE69701176T
Authority: DE
Inventors: Alexandre Malherbe
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: DE69701176D1; US6252442B1; FR2753579B1; EP0831589B1; EP0831589A1; FR2753579A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Neutralisierung eines elektronischen Schaltkreises, wenn letzterer unzureichend versorgt wird. Diese Erfindung ist insbesondere gedacht für Schaltkreise, die mit niedrigen Versorgungsspannungen versorgt werden. Anwendung findet sie vor allem auf dem Gebiet der Mobiltelefone, der "kontaktlosen" Schaltkreise und der tragbaren Mikrocomputer.
Bei dem Erzeugen der Versorgungsspannung in einem elektronischen Schaltkreis werden die Funktionen des Schaltkreises im allgemeinen neutralisiert und deaktiviert, da man ansonsten ihr Ergebnis nicht garantieren kann. Dies ist ebenso der Fall bei einem großen Abfall der Versorgungsspannung oder deren Unterbrechung.
Hierzu wurden Vorrichtungen entwickelt, um die Funktion des elektronischen Schaltkreises bei Werten der Versorgungsspannung unterhalb eines Schwellenwertes zu neutralisieren. Dieser Schwellenwert wird im allgemeinen in Abhängigkeit von dem Wert der Versorgungsspannung und des zu neutralisierenden elektronischen Schaltkreises festgelegt.
Die bekannten Neutralisationsvorrichtungen umfassen üblicherweise einen Steuerschaltkreis und eine Inhibitorvorrichtung für die Funktion des elektronischen Schaltkreises. Der Steuerschaltkreis gibt ein Steuersignal aus, das den Ausgang der Inhibitorvorrichtung konditioniert. Der Verlauf des Steuersignals ist in Fig. 1 dargestellt. Die Kurve des Steuersignals POR (Power On Reset) überlagert sich derjenigen der Versorgungsspannung VCC, wenn die letztere unterhalb eines Schwellenwertes Vs verbleibt. Darüber hinaus wird der Wert der Spannung des Steuersignals POR Null.
Die Inhibitorvorrichtung transformiert danach das Steuersignal in ein Binärsignal. Wenn die Spannung des Steuersignals POR Null ist, hat das Binärsignal einen logisch hohen Pegel. Bei allen anderen Werten des Steuersignals hat das Binärsignal, das von der Inhibitorvorrichtung ausgegeben wird, einen niedrigen Pegel. Somit wird bei jedem Wert der Versorgungsspannung, der größer als die Schwellenspannung Vs ist, d. h., wenn das Binärsignal einen hohen Pegel hat, die Funktion des elektronischen Schaltkreises nach der Inhibitorvorrichtung freigegeben.
Die Inhibitorvorrichtung kann z. B. eine Kippstufe sein, deren Eingang "Zurücksetzen auf Null" das Steuersignal POR und deren Eingang "Setzen auf Eins" ein Signal zum Starten des elektronischen Schaltkreises empfängt. Das Binärsignal von der Inhibitorvorrichtung neutralisiert danach die Funktionen des elektronischen Schaltkreises nach der Inhibitorvorrichtung, wenn das Binärsignal von dem letzteren einen niedrigen Pegel annimmt.
Der Steuerschaltkreis ist das Schlüsselelement der Neutralisationsvorrichtung. Fig. 2 zeigt einen bekannten Steuerschaltkreis für Schaltkreise, die mit einer Spannung von 3 V versorgt werden. Er umfaßt eine erste Vorrichtung 1 zum Festlegen des Schwellenwertes, die über einen Eingang mit einem Versorgungsanschluß Vcc und über ihren Ausgang über einen Widerstand R1 mit einem Masseanschluß Gnd verbunden ist. Diese Vorrichtung 1 wird leitend, wenn die Versorgungsspannung größer als eine geeignete Schwellenspannung wird, die gleich dem Schwellenwert Vs ist.
In dem Beispiel nach Fig. 2 besteht die Vorrichtung 1 aus einem Transistor TN1 vom N-Typ, dessen Gate und dessen Drain mit dem Versorgungsanschluß Vcc verbunden sind und dessen Source mit der Source eines ursprünglichen Transistors vom P-Typ TP1 verbunden ist. Der Drain des Transistors TP1 ist mit dem Widerstand R1 verbunden, und sein Gate ist mit dem Masseanschluß Gnd verbunden. Es sei daran erinnert, daß ein ursprünglicher Transistor ein Transistor ist, bei dem keine komplementäre Implementierung in dem Leitungskanal vorgenommen wurde. Seine Schwellenspannung für die Leitung ist größer in Absolutwerten als die eines angereicherten Transistors vom P-Typ. In unserem Beispiel ist diese Spannung in der Ordnung von 1,3 V, absolut gemessen.
Der Steuerschaltkreis umfaßt außerdem einen Inverter 11, der zwischen den Ausgang der Vorrichtung 1 und einen Ausgangsanschluß OUT geschaltet ist, worüber das Steuersignal ausgegeben wird. Ein Startkondensator C1 ist zwischen den Versorgungsanschluß Vcc und den Ausgangsanschluß OUT geschaltet, um den Ausgangspegel beim Beginn des Anstiegs der Versorgungsspannung zu erhalten.
In diesem Beispiel ist die eigene Schwellenspannung der Vorrichtung 1, die den Schwellenwert Vs darstellt, gleich der Summe der Schwellenwerte für die Leitung der Transistoren TN1 und TP1. In der Praxis ist sie etwas größer als dieser Wert, da eine ausreichende Potentialdifferenz an den Widerstandsanschlüssen R1 nötig ist, um den Inverter 11 kippen zu lassen.
Im übrigen werden die zwei Inverter 12 und 13 als Kaskade zwischen den Ausgang des Inverters 11 und den Ausgangsanschluß OUT geschaltet. Diese zwei Inverter ermöglichen es, die Signale am Ausgang des Inverters 11 zu regenerieren. Am Ausgang des Steuerschaltkreises erhält man so zwei mögliche Pegel: einen hohen Pegel und einen niedrigen Pegel.
Vorzugsweise sind die Kippbereiche der Inverter 12 und 13 zueinander verschoben, um die Stabilität dieser zwei Pegel zu verbessern.
Die Funktion eines solchen Steuerschaltkreises ist dem Fachmann allgemein bekannt. Zusammenfassend, wenn der Wert der Versorgungsspannung Vcc kleiner als die Summe der Schwellen für die Leitfähigkeit der Transistoren TN1 und TP1 ist, ist der Wert der Spannung am Eingang des Inverters 11 Null. Am Ausgangsanschluß OUT der Vorrichtung wird dann eine Spannung ausgegeben, die gleich der Versorgungsspannung ist. Sobald die zwei Transistoren TN1 und TP1 leitend werden, wird am Ausgangsanschluß OUT eine Spannung Null ausgegeben.
Damit die Vorrichtung zur Neutralisierung zufriedenstellend funktionieren kann, gibt es Bedingungen für die Schwellenspannung Vs. Diese Bedingungen kommen in dem Moment der Realisierung des Steuerschaltkreises zum Tragen. Tatsächlich legt die Spezifizierung des elektronischen Schaltkreises üblicherweise einen Toleranzbereich für den Wert der Versorgungsspannung fest. Dieser Toleranzbereich ist für den Kunden unveränderlich. Als Faustregel beträgt er ± 10% in bezug auf den Nominalwert der Versorgungsspannung. Der Wert der Versorgungsspannung liegt daher zwischen einem Minimalwert Vccmin und einem Maximalwert Vccmax.
Im übrigen kann der Schwellenwert Vs ebenfalls einen Unsicherheitsbereich aufweisen. Tatsächlich wird er durch einen Steuerschaltkreis erfaßt, der aus Komponenten aufgebaut ist, deren Parameter je nach Herstellungsverfahren und Temperatur schwanken können. Daher schwankt der Schwellenwert Vs ebenfalls zwischen einem Minimalwert Vsmin und einem Maximalwert Vsmax.
Eine erste Bedingung, damit die Vorrichtung zur Neutralisierung korrekt arbeitet, ist die folgende: Vsmax < Vccmin. Tatsächlich muß für den Fall, daß Vcc = Vccmin und Vs = Vsmax gilt, unbedingt Vs < Vcc sein, anderenfalls wird die Schwellenspannung Vs nie durch den Steuerschaltkreis erreicht, und die Neutralisierungsvorrichtung verhindert auf Dauer die Funktion des elektronischen Schaltkreises.
Diese erste Bedingung stellt ein Problem für den Fall dar, daß der Wert der Versorgungsspannung niedrig ist. Tatsächlich ist die Größe des Unsicherheitsbereiches der Schwellenspannung Vs nicht allein abhängig von dem Wert der Versorgungsspannung Vcc, sie hängt außerdem von Herstellungsparametern und der Temperatur ab. Obgleich die Breite des Toleranzbereiches der Versorgungsspannung im selben Maße wie ihr Nominalwert abnimmt, bleibt die Breite des Bereiches des Schwellenwertes quasi identisch. Die vorangehende Bedingung wird schwieriger und schwieriger zu erfüllen sein.
Im übrigen muß außerdem berücksichtigt werden, daß die Komponenten oder Komponenteneinheiten des elektronischen Schaltkreises, der neutralisiert werden kann, eine funktionelle Grenze Vf haben, diesseits von welcher sie ihre Rolle nicht mehr erfüllen. Wenn man z. B. einen Strompfad des elektronischen Schaltkreises betrachtet, auf dem sich zwei in Serie geschaltete Dioden befinden, so ist es notwendig, daß die Schwellenspannung Vs größer als die Summe der Schwellenspannungen für die Leitfähigkeit bei den zwei Dioden ist, damit diese leitend sind und ihre Rolle in bezug auf Leitfähigkeit erfüllen. Folglich muß gelten Vsmin > Vfmax, wobei Vfmax die funktionelle maximale Grenze der Pfade des Schaltkreises darstellt.
Bei den elektronischen Schaltkreisen, die mit Spannungen von 3 V oder mehr versorgt werden, ist der Abstand der Spannung zwischen dem Wert der Versorgungsspannung Vccmin und dem maximalen funktionellen Grenzwert Vfmax, gegeben durch den elektronischen Schaltkreis, im allgemeinen ausreichend groß, damit die Schwellenspannung Vs und ihr Unsicherheitsbereich zwischen den zwei Grenzwerten liegen.
Bei Schaltkreisen, die mit niedrigen Spannungen in der Ordnung von 1,8 V versorgt werden, ist dieser Abstand oft zu eingeschränkt, als daß die Schwellenspannung Vs diese zwei Bedingungen erfüllt.
Die nächstliegende Lösung bestünde darin, die Größe des Unsicherheitsbereiches der Schwellenspannung Vs zu verringern. Dazu müßte auf komplexere und teuerere Schaltkreise zurückgegriffen werden, oder es müßten die Herstellungsverfahren verbessert werden, was nicht immer möglich ist und große Kosten verursachte.
Die vorgeschlagene Lösung nach der Erfindung besteht darin, eine Neutralisierungsvorrichtung zu schaffen, mit der die Bedingung in bezug auf die funktionelle Grenze Vf zu modifizieren möglich wird.
Der zu neutralisierende elektronische Schaltkreis läßt sich in Abschnitte des Schaltkreises unterteilen, wobei eine oder mehrere Komponenten an dem gleichen Strompfad neu zugeordnet werden. Allgemein wird einer der Pfade kritisch genannt, wenn eine minimale Versorgungsspannung Vf erforderlich ist, die größer als die anderen für das korrekte Funktionieren des Abschnittes des Schaltkreises, der betrachtet wird, ist. Dieser Wert der Versorgungsspannung definiert den Wert des funktionellen Grenzwertes Vf des Schaltkreises.
Eine Neutralisierungsvorrichtung ist aus US 5 477 176 bekannt, die eine Inhibitorvorrichtung umfaßt, um die Funktion eines elektronischen Schaltkreises zu blockieren, sowie einen Steuerschaltkreis, wobei ein kritischer Pfad des zu neutralisierenden elektronischen Schaltkreises reproduziert wird und die Funktion dieses Schaltkreises nur freigegeben wird, wenn dieser kritische Pfad leitend ist.
Bei einer solchen Struktur des Schaltkreises kann es jedoch oft mehrere potentielle kritische Pfade aufgrund der Variation inhärenter Parameter beim Herstellungsverfahren und aufgrund der Temperatur beim Betrieb des Schaltkreises geben.
Wenn man nur einen einzigen kritischen Pfad reproduziert, wie in US 5 477 176, so muß die Schwellenspannung dieses Pfades größer als der Wert des maximalen funktionellen Grenzwertes sein, der mit den Temperatur- und Verfahrensbedingungen im schlechtesten Fall bestimmt wird, d. h. Vsmin > max(Vfmax), was noch weiter die Wahl für die Spannung Vs einschränkt, wobei man weiß, daß Vs außerdem die Bedingung Vsmax < Vccmin erfüllen muß.
Bei dem Steuerschaltkreis gemäß der Erfindung wird die Einheit aus potentiellen kritischen Pfaden des elektronischen Schaltkreises reproduziert und arrangiert, so daß eine Schwellenspannung Vs nachgewiesen wird, die gleich dem Wert des maximalen Grenzwertes Vfmax des elektronischen Schaltkreises für die gegebenen Temperatur- und Verfahrensbedingungen ist. Die Bedingung Vsmin > Vfmax ist nicht mehr zu erfüllen, da Vs Vfmax. In der Praxis werden die Neutralisierungsvorrichtung und der elektronische Schaltkreis aus demselben Chip hergestellt und werden den gleichen Temperatur- und Verfahrensbedingungen unterworfen.
Außerdem wird erfindungsgemäß eine Einrichtung mit einem funktionellen elektronischen Schaltkreis und einer Neutralisierungsvorrichtung zum Blockieren der Funktion des funktionellen elektronischen Schaltkreises, wenn die Versorgungsspannung unzureichend ist, um eine korrekte Funktion sicherzustellen, geschaffen, wobei der funktionelle elektronische Schaltkreis mehrere potentielle kritische Pfade zwischen einem Versorgungsanschluß und einem Masseanschluß aufweist, wobei ein Pfad kritisch ist, wenn der Wert der Versorgungsspannung, der notwendig ist, um die korrekte Funktion seiner Komponente oder Gruppe von Komponenten sicherzustellen, ausreicht, um sicherzustellen, daß die Funktion der Einrichtung korrekt ist, wobei die Neutralisierungsvorrichtung oberhalb einer Inhibitorvorrichtung zum Blockieren der Funktion des elektronischen Schaltkreises einen Steuerschaltkreis umfaßt, der die potentiellen kritischen Pfade des funktionellen elektronischen Schaltkreises in Form von elementaren Schaltkreisen darstellt, wobei jeder zwischen den Versorgungsanschluß und den Masseanschluß geschaltet ist und ein elementares Signal ausgibt, das mit seinem Zustand angibt, ob die Versorgungsspannung zum Sicherstellen der korrekten Funktion ausreichend ist, wobei die Inhibitorvorrichtung nur deaktiviert wird, wenn die Gesamtheit der elementaren Schaltkreise Elementarsignale mit dem gleichen Zustand ausgeben, der anzeigt, daß die Versorgungsspannung ausreicht, um sicherzustellen, daß ihre Funktion korrekt ist.
Um der Folge von Signalen von elementaren Schaltkreisen Rechnung zu tragen, umfaßt der Steuerschaltkreis der Neutralisierungsvorrichtung ein Logikgatter, das an jedem dieser Eingänge ein elementares Signal empfängt und ein Steuersignal an die Inhibitorvorrichtung ausgibt.
Vorzugsweise werden die potentiellen kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises in den elementaren Schaltkreisen mit Komponenten oder Gruppen von Komponenten dargestellt, die kleine Widerstände aufweisen, damit die Leitfähigkeit der Komponenten bereits bei Beginn ihrer Leitfähigkeit überschritten wird.
Hierzu wird bei der Realisierung des Neutralisierungsschaltkreises die Verwendung von Transistoren mit einem Verhältnis W/L vorgesehen, das sehr viel größer als 1 ist.
Im übrigen kann der Steuerschaltkreis der Neutralisierungsvorrichtung außerdem einen zusätzlichen elementaren Schaltkreis umfassen, der ein elementares Signal ausgibt, das seinen Zustand bei einem festgelegten Wert der Versorgungsspannung ändert, so daß er ein minimaler Schwellenwert für die Versorgungsspannung wird, so daß die Deaktivierung der Inhibitorvorrichtung sichergestellt ist. Dieser zusätzliche Schaltkreis erlaubt es, das Schwankungsintervall der Schwellenspannung Vs der Einheit zu beschränken, d. h. der Versorgungsspannung, die notwendig ist, um eine korrekte Funktion der Einheit sicherzustellen. Dieser zusätzliche Schaltkreis ist z. B. ein temperaturstabiler Spannungsdetektor.
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren verdeutlicht. Diese sind nur als Beispiel und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Die Figuren zeigen:
Fig. 1: ein Zeitdiagramm eines Steuersignals von einem Steuerschaltkreis,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Steuerschaltkreises einer bekannten Neutralisierungsvorrichtung,
Fig. 3: ein Funktionsschema eines Steuerschaltkreises einer erfindungsgemäßen Neutralisierungsvorrichtung,
Fig. 4: ein Ausführungsbeispiel eines Steuerschaltkreises einer erfindungsgemäßen Neutralisierungsvorrichtung,
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines temperaturstabilen Spannungsdetektors einer erfindungsgemäßen Neutralisierungsvorrichtung.
Die Fig. 1 und 2 sind Teil des Standes der Technik und wurden bereits in der Einleitung dieser Beschreibung beschrieben.
Fig. 3 ist ein Funktionsschema eines Steuerschaltkreises CC eines erfindungsgemäßen Neutralisierungsschaltkreises.
Dieser Steuerschaltkreis CC umfaßt vor allem n elementare Schaltreise CE1, ... CEn, wobei jeder einen kritischen Ffad des elektronischen Schaltkreises darstellt. Selbstverständlich kann bei einem sehr einfach aufgebauten elektronischen Schaltkreis letzterer nur einen einzigen kritischen Pfad aufweisen. Der Inhalt der elementaren Schaltkreise hängt daher von der Struktur des zu neutralisierenden elektronischen Schaltkreises ab, insoweit als sie Abschnitte dieses Schaltkreises aufgreifen. Offensichtlich erfüllt die Schwellenspannung Vs der elementaren Schaltkreise die erste obengenannte Bedingung.
Jeder elementare Schaltkreis CE1, ... CEn gibt ein elementares Steuersignal POR1, ... PORn aus. Der Verlauf der elementaren Signale ist äquivalent zu dem des Signals POR in Fig. 1. Ein OR-Logikgatter empfängt an jedem seiner Eingänge ein elementares Steuersignal POR1, ... PORn und gibt ein gemeinsames Steuersignal POR aus, um eine Inhibitorvorrichtung (nicht dargestellt) unterhalb des Steuerschaltkreises CC anzusteuern. Das OR-Logikgatter ist vom ODER-Typ, da die Folge von elementaren Signalen POR1, ... PORn einen niedrigen logischen Pegel brauchen, um die Inhibitorvorrichtung zu deaktivieren.
Ein temperaturstabiler Spannungsdetektor DET ist ebenfalls in dem Steuerschaltkreis CC vorgesehen. Er gibt ein elementares Steuersignal TPOR aus, das temperaturstabil ist, und zwar an einen zusätzlichen Eingang des OR-Gatters. Das Signal TPOR wird verwendet, um das Schwankungsintervall der Schwellenspannung Vs des Steuersignals POR einzuschränken. Der Wert des Spannungssignals TPOR wird vorzugsweise gleich dem Mittelwert der Schwellenspannung Vs gewählt. Um die gegebenen Temperatur- und Verfahrensbedingungen zu erfüllen, führen somit die elementaren Schaltkreise zu einem niedrigen Schwellenwert Vs, wobei das Spannungssignal TPOR es ermöglicht, den Wert der Schwellenspannung Vs des Steuersignals POR zu vergrößern. Der temperaturstabile Spannungsdetektor DET wird in dem Teil der Beschreibung erläutert, der sich auf Fig. 5 bezieht.
Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Steuerschaltkreises ist in Fig. 4 beschrieben. In diesem Beispiel umfaßt der elektronische Schaltkreis unterhalb dieses Steuerschaltkreises drei kritische Pfade im Temperaturintervall der Spezifizierung.
Folglich umfaßt der Steuerschaltkreis drei entsprechende elementare Schaltkreise CE1, CE2, CE3.
Der erste elementare Schaltkreis CE1 erlaubt es, den Schwellenwert eines ersten kritischen Pfades des elektronischen Schaltkreises mit einem ursprünglichen Transistor vom P-Typ zu erfassen. Hierzu umfaßt der Schaltkreis CE1 einen ursprünglichen Transistor 10 vom P-Typ, dessen Source mit einem Versorgungsanschluß Vcc und dessen Gate mit einem Masseanschluß Gnd verbunden ist. Der Drain des ursprünglichen Transistors 10 ist im übrigen mit dem Masseanschluß Gnd über den Polarisationswiderstand 11 verbunden. Dieser Widerstand ist so dimensioniert, daß z. B. ein Polarisationsstrom von ungefähr 1 uA erreicht wird. Der Drain des ursprünglichen Transistors 10 ist außerdem mit dem Eingang eines ersten üblichen Inverters mit den zwei Transistoren 12 und 13, jeweils vom P- Typ und N-Typ, verbunden. Der Ausgang dieses Inverters ist mit einem Eingang des OR-Logikgatters vom ODER-Typ über die zwei Inverter 15 und 16 verbunden. Ein Startkondensator 14 ist ebenfalls zwischen dem Ausgang des ersten Inverters und dem Versorgungsanschluß Vcc vorgesehen, um eine logische "1" am Ausgang des ersten Inverters zu Beginn des Anstiegs der Versorgungsspannung Vcc zu erreichen.
Der zweite elementare·Schaltkreis CE2 erlaubt es, den Schwellenwert eines zweiten kritischen Pfades des elektronischen Schaltkreises mit einem Hochspannungstransistor vom N-Typ zu erfassen. Ein Hochspannungstransistor vom N-Typ ist ein Transistor, dessen Dicke des Gateoxides größer als die eines traditionellen Transistors ist. Hierzu umfaßt der elementare Schaltkreis CE2 einen Hochspannungstransistor 20, dessen Gate mit dem Versorgungsanschluß Vcc und dessen Source mit dem Masseanschluß Gnd verbunden ist. Der Drain dieses Transistors ist einerseits mit dem Versorgungsanschluß Vcc über einen Polarisationswiderstand 21 und andererseits mit dem Eingang eines Inverters aus einem Transistor 22 vom P-Typ und einem ursprünglichen Transistor 23 vom N-Typ verbunden. Schließlich ist der Ausgang des Inverters über einen zweiten Inverter 24 mit einem zweiten Eingang des OR-Logikgatters verbunden. Die Leitfähigkeitsschwelle des ursprünglichen Transistors 23 ist sehr niedrig, in der Ordnung von 0,2 V. Somit liegt am Ausgang des Inverters aus den Transistoren 22 und 23 eine logische "0" bereits zu Beginn der Rampe der Versorgungsspannung an.
Schließlich erlaubt es der elementare Schaltkreis CE3, die Leitfähigkeitsschwelle eines dritten kritischen Pfades des elektronischen Schaltkreises mit zwei Transistoren vom N-Typ in Reihe zu erfassen. Das Schema des elementaren Schaltkreises CE3 ist identisch mit dem Schema des Schaltkreises CE1. Der Transistor 10 ist jedoch durch zwei Transistoren 30, 31 vom N-Typ ersetzt, die in Reihe geschaltet sind. Das Gate und der Drain des Transistors 30 sind mit dem Versorgungsanschluß Vcc verbunden, während seine Source mit dem Drain und dem Gate des Transistors 31 verbunden ist. Selbstverständlich ist der Referenzpolarisationswiderstand 32, dessen einer Anschluß mit der Source des Transistors 31 verbunden ist, in Abhängigkeit von den Transistoren 30 und 31 dimensioniert. Der Ausgang dieses dritten elementaren Schaltkreises ist mit einem dritten Eingang des OR-Gatters verbunden.
Die Funktion der elementaren Schaltkreise CE1, CE2 und CE3 ist dem Fachmann allgemein bekannt und entspricht der Funktion des bekanntes Steuerschaltkreises nach Fig. 2.
Vorzugsweise reproduzieren die Komponenten die kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises, d. h. die Transistoren 10, 20, 30 und 31 sind realisiert mit einem Leitfähigkeitswiderstand (ron), der niedrig ist, damit sie den Strom fließen lassen, sobald ihre Leitfähigkeitsspannung erreicht ist. Hierzu weisen die Transistoren ein hohes W/L-Verhältnis auf, das sehr viel größer als 1 ist.
Wie bereits in der Beschreibung von Fig. 3 erwähnt, kann man den Steuerschaltkreis gemäß der Erfindung durch einen temperaturstabilen Spannungsdetektor DET ergänzen, um das Schwankungsintervall der Schwellenspannung Vs des Steuersignals POR zu beschränken. Dieser Schaltkreis wirkt aktiv, sobald die Temperatur- und Herstellungsverfahrensbedingungen so günstig sind, daß alle elementaren Schaltkreise die Funktion des funktionellen elektronischen Schaltkreises bei niedriger Versorgungsspannung freigeben. Das Ausgangssignal eines solchen Schaltkreises ändert den Zustand bei einem gegebenen Wert der Versorgungsspannung, die vorzugsweise gleich dem Mittelwert der Spannung Vs ist. Fig. 5 beschreibt ein mögliches Schema eines temperaturstabilen Spannungsdetektors.
Der Detektor DET umfaßt eine Widerstandsbrücke 50, 51, die zwischen Versorgungsanschluß Vcc und Masseanschluß Gnd geschaltet ist. Der Mittelpunkt der Widerstandsbrücke 50, 51 ist mit dem negativen Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers 52 verbunden. Der positive Eingangsanschluß dieses Verstärkers empfängt eine Referenzspannung Vref von einem Bandlückenschaltkreis, genannt "bandgap"-Schaltkreis. Der Differenzverstärker 52 gibt am Ausgang ein temperaturstabiles Temperatursignal TPOR aus.
Die Funktion des Detektors DET wird unter der Annahme erläutert, daß der elektronische Schaltkreis mit einer Spannung von 1,8 V versorgt wird. Im übrigen wird davon ausgegangen, daß der Mittelwert der Schwellenspannung Vs 1,4 V beträgt und daß der Bandlückenschaltkreis ein klassischer Schaltkreis ist, der eine temperaturstabile Spannung von 1,27 V ausgibt.
Die Widerstandswerte 50 und 51 sind derart gewählt, daß die Spannung am negativen Eingang des Verstärkers 52 gleich 1,27 V beträgt, wenn der Wert der Versorgungsspannung 1,4 V erreicht. In diesem Beispiel ist die Spannung am Mittelpunkt der Widerstandsbrücke notwendigerweise unabhängig von der Temperatur, da die Widerstände 50 und 51 in dem gleichen Verhältnis mit der Temperatur schwanken.
Das elementare Signal TPOR wechselt den Zustand, wenn sein Wert 1,4 V überschreitet. Der minimale Schwellenwert Vsmin wird also 1,4 V bei gegebenen Herstellungsparametern. Dieser zusätzliche Schaltkreis erlaubt daher, das Schwankungsintervall der Schwellenspannung Vs einzuschränken.

Claims

1. Einrichtung mit einem funktionellen elektronischen Schaltkreis und einer Neutralisierungsvorrichtung zum Blockieren der Funktion des funktionellen elektronischen Schaltkreises, wenn die Versorgungsspannung unzureichend ist, um eine korrekte Funktion sicherzustellen,

wobei der funktionelle elektronische Schaltkreis mehrere potentielle kritische Pfade zwischen einem Versorgungsanschluß und einem Masseanschluß aufweist, wobei ein Pfad kritisch ist, wenn der Wert der Versorgungsspannung, der notwendig ist, um die korrekte Funktion seiner Komponente oder Gruppe von Komponenten sicherzustellen, ausreicht, um sicherzustellen, daß die Funktion der Einrichtung korrekt ist,

wobei die Neutralisierungsvorrichtung oberhalb einer Inhibitorvorrichtung (OR) zum Blockieren der Funktion des elektronischen Schaltkreises einen Steuerschaltkreis (CC) umfaßt, der die potentiellen kritischen Pfade des funktionellen elektronischen Schaltkreises in Form von elementaren Schaltkreisen (CE1, ... CEn) darstellt, wobei jeder zwischen den Versorgungsanschluß und den Masseanschluß geschaltet ist und ein elementares Signal (POR1, ... PORn) ausgibt, das mit seinem Zustand angibt, ob die Versorgungsspannung zum Sicherstellen der korrekten Funktion ausreichend ist, wobei die Inhibitorvorrichtung nur deaktiviert wird, wenn die Gesamtheit der elementaren Schaltkreise (CE1, ... CEn) Elementarsignale mit dem gleichen Zustand ausgeben, der anzeigt, daß die Versorgungsspannung ausreicht, um sicherzustellen, daß ihre Funktion korrekt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschaltkreis (CC) der Neutralisierungsvorrichtung ein Logikgatter (OR) umfaßt, das über jeden der Eingänge die elementaren Signale (POR1, ... PORn) empfängt und ein Steuersignal (POR) an die Inhibitorvorrichtung ausgibt.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die potentiellen kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises durch die elementaren Schaltkreisen (CE1, ... CEn) mit Komponenten oder Gruppen von Komponenten (10, 20, 30 und 31) dargestellt werden, die nur kleine Widerstände aufweisen.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises einen ursprünglichen Transistor vom P-Typ (10) umfaßt.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises einen Hochspannungstransistor vom N-Typ (20) umfaßt.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der kritischen Pfade des elektronischen Schaltkreises zwei Transistoren vom N-Typ (30, 31), die in Reihe geschaltet sind (31), umfaßt, von denen einer als Diode geschaltet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschaltkreis der Neutralisierungsvorrichtung außerdem einen zusätzlichen elementaren Schaltkreis (DET) umfaßt, der ein elementares Signal (TPOR) ausgibt, das den Zustand bei einem festen Wert der Versorgungsspannung ändert, so daß er ein minimaler Schwellenwert der Versorgungsspannung ist, so daß sichergestellt ist, daß die Deaktivierung der Inhibitorvorrichtung (OR) erfolgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche elementare Schaltkreis DET unabhängig von der Temperatur ist.