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Dokumentenidentifikation DE102005058432A1 14.06.2007
Titel Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl und Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Dias da Fonte, Victor, 85579 Neubiberg, DE;
Hus, Florian, Villach, AT
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 07.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005058432
Offenlegungstag 14.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2007
IPC-Hauptklasse H02J 1/00(2006.01)A, F, I, 20051207, B, H, DE
Zusammenfassung Die Schaltungsanordnung umfasst einen ersten und einen zweiten Eingang (1, 3) zum Zuführen einer erstens und einer zweiten Versorgungsspannung (V1, V2) sowie einen Ausgang (5). Die Schaltungsanordnung weist einen ersten Transistor (21), der zwischen den ersten Eingang (1) und den Ausgang (5) geschaltet ist, und einen zweiten Transistor (28) auf, der zwischen den zweiten Eingang (3) und den Ausgang (5) geschaltet ist. Der erste und der zweite Transistor (21, 28) sind jeweils an einem Substratanschluss (25, 32) mit einem Versorgungsanschluss (26) gekoppelt. Weiter umfasst die Schaltungsanordnung einen dritten und einen vierten Transistor (41, 46), die zwischen den ersten Eingang (1) beziehungsweise den zweiten Eingang (3) und den Versorgungsanschluss (26) geschaltet sind, sowie eine Steuerschaltung (80), die mit dem ersten und dem zweiten Eingang (1, 3), dem Versorgungsanschluss (26) und mit Steueranschlüssen (24, 31) des ersten beziehungsweise des zweiten Transistors (21, 28) gekoppelt ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl, eine Verwendung der Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl.

Schaltungsanordnungen zur Spannungsauswahl dienen zur Abgabe einer Ausgangsspannung, falls mehr als eine Versorgungsquelle zur Verfügung steht. Dies ist häufig bei batteriebetriebenen Systemen der Fall. Derartige Schaltungsanordnungen lassen sich in Versorgungssteuerungseinrichtungen, englisch Power-Management-Units, abgekürzt PMU, einsetzen. Ein Anwendungsbeispiel ist eine PMU eines Gerätes der Mobilfunkkommunikation, bei dem die PMU zwischen einer Batteriespannung und einer Spannung umschalten kann, die von einem externen Ladegerät bereitgestellt wird.

Dokument US 6,879,134 B2 zeigt einen Schaltkreis, der für das Bereitstellen einer Versorgungsspannung mittels mehrerer Schalter wahlweise zwischen einem Ausgang eines Gleichspannungsreglers und Anschlüssen von Batterien umschaltet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl und ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl bereitzustellen, die selbsttätig zwischen zwei Versorgungsspannungen umschalten kann.

Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 14 sowie dem Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 19 gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einer Ausführung umfasst die Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Transistor sowie eine Steuerschaltung. Der erste Transistor verbindet einen ersten Eingang mit einem Ausgang der Schaltungsanordnung. Entsprechend verbindet der zweite Transistor einen zweiten Eingang mit dem Ausgang der Schaltungsanordnung.

Der dritte Transistor verbindet den ersten Eingang mit einem Versorgungsanschluss. Entsprechend verbindet der vierte Transistor den zweiten Eingang mit dem Versorgungsanschluss. Der Versorgungsanschluss ist an einem Substratanschluss des ersten Transistors und an einem Substratanschluss des zweiten Transistors angeschlossen.

Die Steuerschaltung weist Eingänge auf, die mit dem ersten Eingang, dem zweiten Eingang und dem Versorgungsanschluss gekoppelt sind. Weiter weist die Steuerschaltung Ausgänge auf, die mit einem Steueranschluss des ersten Transistors und einem Steueranschluss des zweiten Transistors verbunden sind.

Der erste Eingang dient zum Zuführen einer ersten Versorgungsspannung. Entsprechend dient der zweite Eingang zum Zuführen einer zweiten Versorgungsspannung. Der erste Transistor ist zum Durchschalten der ersten Versorgungsspannung zu dem Ausgang der Schaltungsanordnung vorgesehen, an der eine Ausgangsspannung abgebbar ist. Entsprechend dient der zweite Transistor zum Durchschalten der zweiten Versorgungsspannung zu dem Ausgang der Schaltungsanordnung. Ob der erste Transistor oder der zweite Transistor durchgeschaltet, das heißt in einen leitenden Betriebszustand versetzt wird, ist mittels der Steuerschaltung einstellbar.

Der dritte und der vierte Transistor sind zur Bereitstellung einer an dem Versorgungsanschluss abgreifbaren Substratspannung vorgesehen. Durch die Verbindung der Substratanschlüsse des ersten und des zweiten Transistors mit dem Versorgungsanschluss wird die Substratspannung dem ersten und dem zweiten Transistor zugeleitet.

Mit Vorteil wird ein Spannungsverlust beim Zuführen der ersten oder der zweiten Versorgungsspannung zum Ausgang der Schaltungsanordnung dadurch klein gehalten, dass sich jeweils nur ein Bauelement, nämlich der erste oder der zweite Transistor, in dem Strompfad von dem ersten beziehungsweise dem zweiten Eingang zu dem Ausgang der Schaltungsanordnung befindet. Mit Vorteil wird mittels des dritten und des vierten Transistors eine Substratspannung eingestellt, die zur Versorgung des ersten und des zweiten Transistors ausreichend ist.

In einer Ausführungsform dient die Steuerschaltung zur Abgabe eines ersten Steuersignals, das dem Steueranschluss des ersten Transistors zuführbar ist, sowie zur Abgabe eines zweiten Steuersignals, das dem Steueranschluss des zweiten Transistors zuführbar ist.

Die Steuerschaltung kann in einer Ausführungsform in Abhängigkeit von einem Vergleich der ersten Versorgungsspannung mit der zweiten Versorgungsspannung zur Abgabe des ersten und des zweiten Steuersignals ausgelegt sein.

In einer Ausführungsform sind der erste Eingang der Schaltungsanordnung zum Koppeln mit einer ersten Spannungsquelle, an der die erste Versorgungsspannung abgreifbar ist, und der zweite Eingang der Schaltungsanordnung zum Koppeln mit einer zweiten Spannungsquelle, an der die zweite Versorgungsspannung abgreifbar ist, ausgelegt.

Der erste und der zweite Transistor können als Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. Es ist ein Vorteil von Feldeffekttransistoren, dass nach Abschluss eines Schaltvorgangs nahezu kein Strom zur Versorgung des Steueranschlusses des Feldeffekttransistors benötigt wird.

Der erste und der zweite Transistor können als n-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. Bevorzugt können der erste und der zweite Transistor als selbstleitende p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet sein.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Transistor als selbstsperrende p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet. Bei einer Spannung an den Steueranschlüssen der Feldeffekttransistoren in der Höhe eines positiven Wertes der ersten Versorgungsspannung beziehungsweise der zweiten Versorgungsspannung ist der selbstsperrende p-Kanal Feldeffekttransistor mit Vorteil in einen nicht leitenden Betriebszustand geschaltet. Es ist ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform, dass bei einem Potenzial an den Steueranschlüssen selbstsperrender p-Kanal Feldeffekttransistoren in Höhe des Bezugspotenzials die Feldeffekttransistoren desto besser leiten, je höher der positive Wert der ersten beziehungsweise der zweiten Versorgungsspannung ist.

In einer Weiterbildung sind der erste und der zweite Transistor als Leistungsbauelemente ausgebildet.

In einer Weiterbildung können der dritte und der vierte Transistor als selbstsperrende p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. Dabei kann der dritte Transistor an einem Steueranschluss mit dem zweiten Eingang der Schaltungsanordnung und an einem Substratanschluss mit dem Versorgungsanschluss verbunden sein. Entsprechend kann der vierte Transistor an einem Steueranschluss mit dem ersten Eingang und an einem Substratanschluss mit dem Versorgungsanschluss verbunden sein.

Es stellt sich anfänglich eine Substratspannung an dem Versorgungsanschluss ein, die zwischen der ersten Versorgungsspannung und der zweiten Versorgungsspannung liegt. In Abhängigkeit der Spannungsverhältnisse können verschiedene Ströme zur Bildung der Substratspannung an dem Versorgungsanschluss beitragen. Bei einer Ausbildung des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Transistors als selbstsperrende p-Kanal Feldeffekttransistoren kann zum einen Strom zu dem Versorgungsanschluss durch in Flussrichtung gepolte Dioden zwischen dem ersten Anschluss und dem Substratanschluss eines der vier Transistoren und sowie durch die Diode zwischen dem zweiten Anschluss und dem Substratanschluss eines der vier Transistoren fließen. Zum anderen kann ein Strom von dem ersten zu dem zweiten Anschluss des dritten und des vierten Transistors, englisch Source-Drain-Current, oberhalb und unterhalb der Schwellenspannung, englisch Threshold Voltage, fließen. Durch diese Effekte erfolgt eine selbsttätige Erzeugung der Substratspannung.

In einer Weiterbildung ist die Stromtragefähigkeit des ersten und des zweiten Transistors gleich und jeweils größer als die Stromtragefähigkeit des dritten und vierten Transistors.

In einer Ausführungsform dieser Weiterbildung weisen der erste und der zweite Transistor ein Verhältnis einer Kanalweite zu einer Kanallänge auf, welches größer als ein Verhältnis einer Kanalweite zu einer Kanallänge des dritten und des vierten Transistors ist.

In einer Ausführungsform sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte Transistor als selbstsperrende p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet, welche die gleiche Schwellenspannung aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform können der dritte und der vierte Transistor eine Schwellenspannung aufweisen, welche betragsmäßig kleiner als eine Schwellenspannung des ersten und des zweiten Transistors ist. Somit wird mit Vorteil die Substratspannung früher eingestellt, als der erste oder der zweite Transistor in Durchlass geschalten werden.

In einer alternativen Ausführungsform können der dritte und der vierte Transistor als Bipolartransistoren ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform kann der dritte Transistor an einem Steueranschluss und an einem ersten Anschluss mit dem ersten Eingang verbunden sein. Entsprechend kann der vierte Transistor an einem Steueranschluss und an einem ersten Anschluss mit dem zweiten Eingang verbunden sein. Ein zweiter Anschluss des dritten Transistors und ein zweiter Anschluss des vierten Transistors können in dieser Ausführungsform mit dem Versorgungsanschluss verbunden sein.

In einer Weiterbildung weist die Schaltungsanordnung einen fünften und einen sechsten Transistor auf. Der fünfte Transistor ist zur Verbindung des ersten Eingangs mit dem Versorgungsanschluss vorschaltet und an einem Steueranschluss mit der Steuerschaltung verbunden. Entsprechend ist der sechste Transistor für eine Verbindung des zweiten Eingangs mit dem Versorgungsanschluss verschaltet und an einem Steueranschluss ebenfalls mit der Steuerschaltung verbunden.

In einer Ausführungsform kann das erste Steuersignal ebenfalls dem fünften Transistor und das zweite Steuersignal ebenfalls dem sechsten Transistor zugeleitet sein. Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform, dass einer der Transistoren aus der Menge des fünften Transistors und des sechsten Transistors in einen sehr gut leitenden Betriebszustand geschaltet ist und der weitere Transistor sicher in einen sperrenden Betriebszustand geschaltet ist, sodass die Substratspannung, welche an dem Versorgungsanschluss abgreifbar ist, näherungsweise den Betrag der höheren der beiden Versorgungsspannungen aufweist.

In einer Ausführungsform weist die Steuerschaltung einen Komparator und eine Treiberschaltung auf. Dem Komparator sind die erste und die zweite Versorgungsspannung zugeleitet. Der Komparator ist dazu vorgesehen, zu ermitteln, welche der beiden Versorgungsspannungen einen höheren Wert aufweist. Der Komparator ist ausgangsseitig mit der Treiberschaltung gekoppelt. Die Treiberschaltung ist dazu vorgesehen, das erste Steuersignal zur Zuleitung zu dem Steueranschluss des ersten Transistors und; sofern vorhanden, des fünften Transistors sowie das zweite Steuersignal zur Zuleitung zu dem Steueranschluss des zweiten Transistors und, soweit vorhanden, des sechsten Transistors bereitzustellen.

In einer Ausführungsform kann der Komparator eine erste Stromquelle, welcher die erste Versorgungsspannung zugeleitet ist, und eine zweite Stromquelle aufweisen, welcher die zweite Versorgungsspannung zugeleitet ist.

In einer Ausführungsform können die erste und/oder die zweite Stromquelle einen Stromspiegel aufweisen. Mit Vorteil ist die Anzahl der hintereinander geschalteten Stromspiegel in der ersten Stromquelle um eins verschieden von der Anzahl der hintereinander geschalteten Stromspiegel in der zweiten Stromquelle. Ein Knoten, an dem die erste und die zweite Stromquelle zusammengeführt sind, kann somit ein Potenzial aufweisen, das einen hohen oder einen niedrigen Wert in Abhängigkeit davon aufweist, ob die erste Versorgungsspannung oder die zweite Versorgungsspannung die größere der beiden Versorgungsspannungen ist.

Mit Vorteil kann der Komparator eine einstellbare Hysterese aufweisen, sodass ein ständiges Hin- und Herschalten zwischen der ersten und der zweiten Versorgungsquelle vermieden ist.

In einer Weiterbildung umfasst die Treiberschaltung eine Halteschaltung. Die Treiberschaltung kann dazu ausgelegt sein, das erste und das zweite Steuersignal derart auszubilden, dass sicher vermieden ist, dass der erste und der zweite Transistor gleichzeitig in einem leitenden Betriebszustand sind. Damit ist mit Vorteil die Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen der ersten und der zweiten Versorgungsquelle sichergestellt.

Zum Betrieb der Steueranordnung kann diese mit dem Versorgungsanschluss und mit dem Bezugspotenzialanschluss verbunden sein.

In einer Weiterbildung umfasst die Schaltungsanordnung mindestens einen dritten Eingang zum Zuführen mindestens einer dritten Versorgungsspannung, mindestens einen siebten Transistor, der zwischen den mindestens einen dritten Eingang und den Ausgang geschaltet ist und an einen Substratanschluss mit dem Versorgungsanschluss gekoppelt ist, und mindestens einen achten Transistor, der zwischen den mindestes einen dritten Eingang und den Versorgungsanschluss geschaltet ist. In dieser Weiterbildung ist die Steuerschaltung eingangsseitig mit dem mindestens einen dritten Eingang sowie ausgangsseitig mit einem Steueranschluss des mindestens einen siebten Transistors gekoppelt. Es ist ein Vorteil dieser Weiterbildung, dass damit die Schaltungsanordnung zur Auswahl der Ausgangsspannung aus mindestens drei Versorgungsspannungen eingerichtet ist.

In einer Ausführungsform umfasst ein Halbleiterkörper den dritten und den vierten Transistor sowie die Steuerschaltung und ist in einer CMOS-Integrationstechnik oder alternativ in einer BICMOS-Integrationstechnik prozessiert. Der erste sowie der zweite Transistor sind in dieser Ausführungsform in einer für Leistungsbauelemente vorgesehenen Herstellungstechnologie realisiert.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst ein Halbleiterkörper den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Transistor sowie die Steuerschaltung. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Halbleiterkörper den ersten bis sechsten Transistor sowie die Steuerschaltung.

In einer Ausführungsform ist jeweils eine eigene Wanne für den ersten bis sechsten Transistor vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform ist für mindestens zwei der sechs Transistoren eine gemeinsame Wanne vorgesehen.

In einer Ausführungsform nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst eine Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl einen ersten und einen zweiten Transistor zur wahlweisen Zuführung einer ersten oder einer zweiten Versorgungsspannung an einen Ausgang. Weiter weist die Schaltungsanordnung einen dritten Transistor auf, der dazu dient, die erste Versorgungsspannung einem Versorgungsanschluss zuzuleiten. Weiter weist die Schaltungsanordnung einen vierten Transistor auf, der zur Zuleitung der zweiten Versorgungsspannung an den Versorgungsanschluss dient. Der Versorgungsanschluss ist mit einem Substratanschluss des ersten und mit einem Substratanschluss des zweiten Transistors verbunden. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Steuerschaltung, welche zur Zuführung eines ersten Steuersignals an einen Steueranschluss des ersten Transistors und eines zweiten Steuersignals an einen Steueranschluss des zweiten Transistors in Abhängigkeit von einem Vergleich der ersten Versorgungsspannung mit der zweiten Versorgungsspannung ausgelegt ist.

In einer Weiterbildung der Schaltungsanordnung können ein fünfter und ein sechster Transistor vorgesehen sein, die zur Zuführung der ersten beziehungsweise der zweiten Versorgungsspannung an den Versorgungsanschluss in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Steuersignal dienen.

Die Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl kann in einem batteriebetriebenen Gerät eingesetzt sein. Die Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl kann verwendet sein, um zwischen einem Batteriespannungsanschluss und einem Ausgang eines Spannungsreglers, der an ein Ladegerät ankoppelbar ist, umzuschalten und jeweils die höhere Spannung zur Versorgung der elektrischen Last in einem Gerät vorzusehen. Das Gerät kann ein batteriebetriebenes Gerät der Mobilfunkkommunikation sein. Eine Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl kann in einer Leistungsmanagementeinheit, englisch Power Management Unit, abgekürzt PMU eingesetzt sein.

Erfindungsgemäß sieht ein Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl folgende Schritte vor:

Eine erste Versorgungsspannung und eine zweite Versorgungsspannung werden verglichen. In Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis wird ein erstes Steuersignal an einen Steueranschluss eines ersten Transistors und ein zweites Steuersignal an einen Steueranschluss eines zweiten Transistors zugeleitet. In Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Steuersignal und damit in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis werden die erste Versorgungsspannung über den ersten Transistor und/oder die zweite Versorgungsspannung über den zweiten Transistor an einem Ausgang abgegeben.

Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform, dass aktiv mittels des ersten und des zweiten Transistors eingestellt werden kann, welche der beiden Versorgungsspannungen zu dem Ausgang durchgeschaltet wird.

Zusammenfassend hat das erfindungsgemäße Prinzip folgende Vorteile:

  • – Mittels des ersten und des zweiten Transistors kann eine Ausgangsspannung aktiv zwischen zwei Versorgungsspannungen umgeschaltet werden.
  • – Die Schaltungsanordnung kann derart ausgelegt sein, dass sie außer Anschlüssen zur Zuführung der ersten und der zweiten Versorgungsspannung und einer Verbindung zu dem Bezugspotenzialanschluss keine weiteren Spannungen zu ihrem Betrieb benötigt.
  • – Mit Vorteil kann die Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl selbsttätig zwischen der ersten und der zweiten Versorgungsspannung hin- und herschalten, ohne dass Steuerbefehle von extern der Schaltungsanordnung zuzuleiten sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Bauelemente tragen gleiche Bezugszeichen. Insoweit Schaltungsteile in Bauelementen und in ihrer Funktion übereinstimmen, wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.

1A und 1B zeigen beispielhafte Schaltungsanordnungen zur Spannungsauswahl nach dem vorgeschlagenen Prinzip.

2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Steuerschaltung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.

3 zeigt das Grundprinzip der Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl.

4A und 4B zeigen den ersten und den zweiten Transistor mit einer Steueranordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. 4A zeigt die Schaltung, 4B zeigt eine beispielhafte Realisierung in einem Halbleiterkörper.

1A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Schaltungsanordnung weist einen ersten Transistor 21, einen zweiten Transistor 28, einen dritten Transistor 41, einen vierten Transistor 46 sowie eine Steuerschaltung 80 auf.

Die vier Transistoren 21, 28, 41, 46 sind jeweils als p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet. Ein erster Anschluss 22 des ersten Transistors 21, ein erster Anschluss 42 des dritten Transistors 41 und ein Steueranschluss 49 des vierten Transistors 46 sind mit einem ersten Eingang 1 der Schaltungsanordnung verbunden. Entsprechend ist ein erster Anschluss 29 des zweiten Transistors 28, ein erster Anschluss 47 des vierten Transistors 46 sowie ein Steueranschluss 44 des dritten Transistors 41 mit einem zweiten Eingang 3 der Schaltungsanordnung verbunden. Ein zweiter Anschluss 23 des ersten Transistors 21 und ein zweiter Anschluss 30 des zweiten Transistors 28 ist mit einem Ausgang 5 der Schaltungsanordnung verbunden. Ein Substratanschluss 25 des ersten Transistors 21 sowie ein Substratanschluss 32 des zweiten Transistors 28 sind an einem Versorgungsanschluss 26 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss 43 und ein Substratanschluss 45 des dritten Transistors 41 sowie ein zweiter Anschluss 48 und ein Substratanschluss 50 des vierten Transistors 46 sind miteinander verbunden und ebenfalls an einen Versorgungsanschluss 26 angeschlossen.

Der erste und der zweite Transistor 21, 28 weisen eine erste Kanallänge L1, eine erste Kanalweite W1 und eine erste Schwellenspannung Uth1 auf. Der dritte und der vierte Transistor 41, 46 weisen eine Kanallänge L3, eine Kanalweite W3 und eine Schwellenspannung Uth3 auf.

Die Steuerschaltung 80 ist eingangsseitig mit dem ersten und dem zweiten Eingang 1, 3 verbunden. Ein Steueranschluss 24 des ersten Transistors 21 sowie ein Steueranschluss 31 des zweiten Transistors 28 sind mit jeweils einem Ausgang der Steuerschaltung 80 verbunden. Die Steuerschaltung 80 ist ebenfalls an dem Versorgungsanschluss 26 sowie an einem Bezugspotenzialanschluss 8 angeschlossen.

Eine erste Versorgungsquelle 2 ist zwischen dem ersten Eingang 1 und dem Bezugspotenzialanschluss 8 geschaltet. Entsprechend ist eine zweite Versorgungsquelle 4 zwischen dem zweiten Eingang 3 und dem Bezugspotenzialanschluss 8 geschaltet. An der ersten Versorgungsquelle 2 und damit an dem ersten Eingang 1 ist eine erste Versorgungsspannung V1 abgreifbar. Entsprechend ist an der zweiten Versorgungsquelle 4 und damit an dem zweiten Eingang 3 eine zweite Versorgungsspannung V2 abgreifbar.

Nach dem Einschalten der ersten Versorgungsspannung V1 oder der zweiten Versorgungsspannung V2 schaltet die niedere der beiden Versorgungsspannungen V1, V2 den dritten oder den vierten Transistor 41, 46 leitend und die höhere der beiden Versorgungsspannungen V1, V2 den dritten oder den vierten Transistor 41, 46 in einen sperrenden Betriebszustand.

Ist beispielsweise die erste Versorgungsspannung V1 höher als die zweite Versorgungsspannung V2, so wird der vierte Transistor 46 in einen sperrenden Betriebszustand und der dritte Transistor 41 in einen leitenden Betriebszustand versetzt. Der erste Anschluss 42 und der Substratanschluss 45 des dritten Transistors 41 bilden eine pn-Diode, die in Durchlass gepolt ist, sofern die erste Versorgungsspannung V2 größer als die Substratspannung VDD ist, die an dem Versorgungsanschluss 26 abgreifbar ist. Auch die von dem ersten Anschluss 21 und dem Substratanschluss 25 des ersten Transistors 21 gebildete pn-Diode im ersten Transistor 21 kann einen Strom führen, falls die erste Versorgungsspannung V1 größer als die Substratspannung VDD ist. Durch einen Stromfluss durch den dritten Transistor 41 und durch die beiden pn-Dioden wird die Substratspannung VDD eingestellt und steigt näherungsweise auf den Wert der ersten Versorgungsspannung V1 an. Die Substratspannung steigt somit auf den höchsten Wert an, den eine Spannung in der Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl aufweist, und ist damit zur Versorgung der Substratanschlüsse der vier Transistoren und zur Versorgung der Steuerschaltung 80 einsetzbar.

Sollte die zweite Versorgungsspannung V2 größer als die Substratspannung VDD sein, so ist entsprechend die Diode, welche zwischen dem ersten Anschluss 29 und dem Substratanschluss 32 des zweiten Transistors 28 existiert, und die Diode, welche zwischen dem ersten Anschluss 47 und dem Substratanschluss 50 des vierten Transistors 46 vorhanden ist, in Durchlass geschaltet. Sollte die zweite Versorgungsspannung V2 größer als die erste Versorgungsspannung V1 sein, so ist der vierte Transistor 46 leitend und der dritte Transistor 41 sperrend geschaltet. Über diese drei Strompfade kann bei diesen Spannungsverhältnissen die Substratspannung VDD gebildet werden.

Somit kann über die parasitären Dioden in den vier Feldeffekttransistoren 21, 28, 41, 46 und über den Kanal des dritten und des vierten Transistors 46 im durchgeschalteten Betrieb oder im Subthreshold-Betrieb die Substratspannung VDD auf einen möglichst hohen Wert gebracht werden. Die Substratspannung VDD wirkt dann auf den ersten bis den vierten Transistor 21, 28, 41, 46. Sie wird der Steuerschaltung 80 zugeleitet und ist dort zum Betrieb der Gatter und Transistoren in der Steuerschaltung 80 vorgesehen.

Der Steuerschaltung 80 wird ebenfalls die erste und die zweite Versorgungsspannung V1, V2 zugeleitet. Sie ist dazu ausgelegt, ein erstes Steuersignal X1 abzugeben, das an einen Steueranschluss 24 des ersten Transistors 21 zur Steuerung des ersten Transistors 21 zugeleitet wird. Weiter ist die Steuerschaltung 80 dazu vorgesehen, ein zweites Steuersignal X2 abzugeben, das dem Steueranschluss 31 des zweiten Transistors 28 zur Steuerung des zweiten Transistors 28 zugeleitet wird. In Abhängigkeit davon, ob der erste oder der zweite Transistor 21, 28 in einen leitenden Betriebszustand geschaltet ist, wird die erste oder die zweite Versorgungsspannung V1, V2 zu dem Ausgang 5 der Spannungsanordnung durchgeschaltet und bildet eine Ausgangsspannung Vout, die an dem Ausgang 5 abgreifbar ist.

Mit Vorteil wird somit mittels des dritten und vierten Transistors 41, 46 eine hohe Spannung erzeugt, die als Substratspannung VDD für den ersten und den zweiten Transistor 21, 28 sowie als Betriebsspannung für die Steueranordnung 80 einsetzbar ist. Mit Vorteil wird die höhere der beiden Versorgungsspannungen V1, V2 dem Ausgang 5 zugeleitet.

1B zeigt eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung von 1A. Die Schaltungsanordnung gemäß 1B weist zusätzlich zu der Schaltungsanordnung gemäß 1A einen fünften und einen sechsten Transistor 61, 66 auf. Der fünfte Transistor 61 ist an einem ersten Anschluss 62 mit dem ersten Eingang 1 und an einem zweiten Anschluss 63 mit dem Versorgungsanschluss 26 verbunden. Weiter ist der sechste Transistor 66 an einem ersten Anschluss 67 mit dem zweiten Eingang 3 sowie an einem zweiten Anschluss 68 an dem Versorgungsanschluss 26 angeschlossen. Ein Substratanschluss 65 des fünften Transistors und ein Substratanschluss 70 des sechsten Transistors sind ebenfalls an den Versorgungsanschluss 26 angeschlossen. Ein Steueranschluss 64 des fünften Transistors 61 sowie ein Steueranschluss 69 des sechsten Transistors 66 sind mit jeweils einem Ausgang der Steuerschaltung 80 gekoppelt. Der Versorgungsanschluss 26 ist über einen Haltekondensator 27 mit dem Bezugspotenzialanschluss 8 gekoppelt. Der fünfte und der sechste Transistor 61, 66 sind jeweils als p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet.

Das an der Steuerschaltung 80 abgreifbare erste Steuersignal X1 wird dem fünften Transistor 61 zugeleitet. Entsprechend wird das von der Steuerschaltung 80 gebildete zweite Steuersignal X2 dem sechsten Transistor 66 zugeführt. Somit wird erreicht, dass jeweils einer der beiden Transistoren, der fünfte Transistor 61 oder der sechste Transistor 66, in einen sicher sperrenden Betriebszustand und der weitere Transistor in einen leitenden Betriebszustand geschaltet wird.

Die Steuerschaltung 80 ist ausgelegt, das erste und das zweite Steuersignal X1, X2 so zu bilden, dass die Differenz der Spannungswerte des ersten und des zweiten Steuersignals X1, X2 größer ist als die Differenz der Spannungswerte der ersten und der zweiten Versorgungsspannung V1, V2. Ist die erste Versorgungsspannung V1 größer als die zweite Versorgungsspannung V2, so wird mittels der ersten Steuerspannung X1 der fünfte Transistor 61 in einen leitenden Betriebszustand mit einem geringeren Durchlasswiderstand geschaltet als der dritte Transistor 41. Durch den niedrigen Durchlasswiderstand des fünften Transistors 61 erreicht die Substratspannung VDD, die an dem Versorgungsanschluss 26 abgreifbar ist, nahezu den Spannungswert der ersten Versorgungsspannung V1. Entsprechendes gilt für den Fall, dass die zweite Versorgungsspannung V2 größer als die erste Versorgungsspannung V1 ist.

Mit Vorteil werden daher alle Substratanschlüsse 25, 32, 45, 50, 65, 70 der sechs Transistoren 21, 28, 41, 46, 61, 66 auf den höchsten Spannungswert, der in der Schaltungsanordnung vorhanden ist, gelegt.

Es ist ein Vorteil des Haltekondensators 27, dass die Substratspannung auch bei kurzfristiger Schwankung der ersten oder der zweiten Versorgungsspannung V1, V2 weiter auf einem hohen Niveau ist.

Alternativ ist eine Realisierung mindestens eines der sechs Transistoren 21, 28, 41, 46, 61, 66 als Bipolartransistor möglich.

2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Steuerschaltung 80, wie sie in den Schaltungsanordnungen in den 1A und 1B nach dem vorgeschlagenen Prinzip einsetzbar ist. Die Steuerschaltung 80 umfasst einen Komparator 81, dem eine Treiberschaltung 82 nachgeschaltet ist. Der Komparator 81 weist eine erste Stromquelle 83 und eine zweite Stromquelle 84 auf. Die erste Stromquelle 83 ist eingangsseitig mit dem ersten Eingang 1 und die zweite Stromquelle 84 ist eingangsseitig mit dem zweiten Eingang 3 verbunden.

Die erste Stromquelle 83 umfasst einen Stromspiegel, aufweisend zwei Transistoren 92, 93, sowie einen weiteren Stromspiegel, aufweisend zwei Transistoren 94, 95. Zwischen dem ersten Eingang 1 und dem Bezugspotenzialanschluss 8 ist eine Serienschaltung, umfassend zwei Widerstände 87, 88 und den Transistor 92, geschaltet. Ein erster Anschluss und ein Steueranschluss des Transistors 92 sind miteinander verbunden und darüber hinaus mit einem Steueranschluss des Transistors 93 gekoppelt. Die erste Stromquelle 83 weist eine weitere Serienschaltung auf, die zwischen dem ersten Eingang 1 und dem Bezugspotenzialanschluss 8 geschaltet ist und den Transistor 94 und den Transistor 93 umfasst. Ein Anschluss des Transistors 94 ist mit einem Steueranschluss des Transistors 94 und einem Steueranschluss des Transistors 95 verbunden.

Die zwei Transistoren 92, 93 sind als n-Kanal Feldeffekttransistoren und die zwei Transistoren 94, 95 sind als p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet.

Die zweite Stromquelle 84 weist eine Serienschaltung auf, die zwischen dem zweiten Eingang 3 und dem Bezugspotenzialanschluss 8 geschaltet ist und zwei Widerstände 89, 90 sowie einen Transistor 96 umfasst. Ein erster Anschluss des Transistors 96 ist mit einem Steueranschluss des Transistors 96 und einem Steueranschluss des Transistors 97 verbunden. Die beiden Transistoren 96, 97 bilden somit einen Stromspiegel. An einem Anschluss des Transistors 97 ist somit ein zweiter Strom abgreifbar.

Die zwei Transistoren 96, 97 sind als n-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet.

Die Ausgänge der ersten und der zweiten Stromquelle 83, 84 sind an einem Entscheidungsknoten 100 verbunden. Der Entscheidungsknoten 100 bildet den Ausgang des Komparators 81 und den Eingang der Treiberschaltung 82.

Die Treiberschaltung 82 umfasst in dieser beispielhaften Ausführungsform zwei Inverter 98, 99 sowie zwei NAND-Gatter 85, 86. Dem Knoten 100 ist der Inverter 98 nachgeschaltet. Der Inverter 98 ist ausgangsseitig über den weiteren Inverter 99 mit einem Eingang des NAND-Gatters 86 verbunden. Ebenso ist der Inverter 98 ausgangsseitig mit einem Eingang des NAND-Gatters 85 verbunden. Ein Ausgang des NAND-Gatters 85 ist mit einem weiteren Eingang des NAND-Gatters 86 verknüpft. Ein Ausgang des NAND-Gatters 86 ist zur Rückkopplung mit einem weiteren Eingang des NAND-Gatters 85 verbunden, Der Ausgang des NAND-Gatters 86 ist mit einem Steueranschluss eines Transistors 91 verbunden, der zwischen den ersten Eingang 1 und einem Knoten zwischen dem Widerstand 87 und dem Widerstand 88 geschaltet ist.

Von der ersten Stromquelle wird die erste Versorgungsspannung V1 über die beiden Widerstände 87, 88 in einen Strom konvertiert, welcher über den Stromspiegel, umfassend die Transistoren 92, 93, und den nachgeschalteten Stromspiegel mit den Transistoren 94, 95 in einen Strom übersetzt wird, der an dem Ausgang der ersten Stromquelle 83 abgreifbar ist.

Die zweite Versorgungsspannung V2 wird über die beiden Widerstände 89, 90 in einen Strom übergeführt, der mittels des Stromspiegels, aufweisend die beiden Transistoren 96, 97, zu dem Ausgang der zweiten Stromquelle 84 gespiegelt wird.

Das Potential des Entscheidungsknotens 100 steigt, wenn die erste Versorgungsspannung V1 größer als die zweite Versorgungsspannung V2 ist. Falls die erste Versorgungsspannung V1 kleiner als die zweite Versorgungsspannung V2 ist, fällt das Potential an dem Entscheidungsknoten 100.

An dem Ausgang des NAND-Gatters 86 ist das erste Steuersignal X1 abgreifbar. An dem Ausgang des NAND-Gatters 85 kann das zweite Steuersignal X2 abgegriffen werden.

Der Transistor 91 dient zum Kurzschließen des Widerstands 87. Mittels des Transistors 91 und des Widerstands 87 ist eine Hysterese im Schaltverhalten erzielbar, sodass bei näherungsweise gleichen Werten für die erste Versorgungsspannung V1 und die zweite Versorgungsspannung V2 kein ständiges Umschalten zwischen den beiden Versorgungsspannungen V1, V2 erfolgt. Das Umschalten von der ersten Versorgungsspannung V1 auf die zweite Versorgungsspannung V2 erfolgt bei V1 = V2 – &Dgr;V und das umgekehrte Umschalten bei V1 = V2 + &dgr;V, wobei &Dgr;V eine größere Spannung verglichen mit &dgr;V ist. Die Summe aus den beiden Spannungen &Dgr;V und &dgr;V ergibt somit das beabsichtigte Hysteresefenster.

Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform, dass mittels des ersten Steuersignals X1 der erste Transistor 21 erst dann leitend geschaltet wird, sofern mittels des zweiten Steuersignals X2 der zweite Transistor 28 sicher in einem nicht leitenden Betriebszustand geschaltet ist. Somit wird vermieden, dass sich beide Transistoren 21, 28 gleichzeitig in einem leitenden Betriebszustand befinden.

Falls die erste Versorgungsquelle 2 einen Innenwiderstand aufweist, so kann bei einem ersten Transistor 21 in einem leitenden Betriebszustand aufgrund des über den Ausgang 5 zu einer elektrischen Last fließenden Stroms die erste Versorgungsspannung V1 geringfügig abnehmen. Mittels der Hysterese kann mit Vorteil vermieden werden, dass aufgrund des geringen durch den Laststrom verursachten Absinkens der Versorgungsspannung V1 sofort auf die zweite Versorgungsquelle 4 umgeschalten wird. Falls auch die zweite Versorgungsquelle 4 einen Innenwiderstand aufweist, so würde ohne Hysterese bei näherungsgleichen Werten für die erste und die zweite Versorgungsspannung V1, V2 immer von der belasteten Versorgungsquelle auf die nichtbelastete Versorgungsquelle umgeschaltet werden und ein ständiges Hin- und Herschalten erfolgen. Aufgrund der Hysterese ist ein derartiges Hin- und Herschalten deutlich reduziert.

3 zeigt ein Prinzipbild der Schaltungsanordnung. Die Schaltungsanordnung gemäß 3 weist einen Umschalter 6 auf, der wahlweise den ersten Eingang 1 mit dem Ausgang 5 oder den zweiten Eingang 3 mit dem Ausgang 5 verbindet. Der erste Eingang 1 ist über die erste Versorgungsquelle 2 mit dem Bezugspotenzialanschluss 8 verbunden. Der zweite Eingang 3 ist entsprechend über die zweite Versorgungsquelle 4 an den Bezugspotenzialanschluss 8 angeschlossen. An der ersten Versorgungsquelle 2 ist die erste Versorgungsspannung V1 abgreifbar. Entsprechend ist an der zweiten Versorgungsquelle 4 die zweite Versorgungsspannung V2 abgreifbar.

Falls die erste Versorgungsspannung V1 größer als die zweite Versorgungsspannung V2 ist, so koppelt der Umschalter 6 den ersten Eingang 1 mit dem Ausgang 5, an dem die Ausgangsspannung Vout abgreifbar ist. Ist hingegen die zweite Versorgungsspannung V2 größer als die erste Versorgungsspannung V1, so koppelt der Umschalter 6 den zweiten Eingang 3 mit dem Ausgang 5 der Schaltungsanordnung.

Es ist ein Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß 3 mit einem Umschalter, dass höchstens eine der Versorgungsquellen 2, 4 mit dem Ausgang verbunden werden kann, sodass ein Kurzschluss zwischen der ersten und der zweiten Versorgungsquelle 2, 4 vermieden werden kann. Es ist ein Vorteil der Umschaltbedingungen, dass die Versorgungsquelle mit der höheren Spannung mit dem Ausgang 5 der Schaltungsanordnung verbunden wird, sodass eine an den Ausgang 5 ankoppelbare elektrische Last mit der höheren der beiden Versorgungsspannungen V1, V2 beaufschlagbar ist.

4A und 4B zeigen den ersten und den zweiten Transistor 21, 28 in einer Schaltungsdarstellung und in einem Querschnitt durch einen Halbleiterkörper in beispielhaften Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip.

4A zeigt den ersten Transistor 21 und den zweiten Transistor 28 entsprechend den Schaltungsanordnungen in 1A und 1B. Der erste und der zweite Transistor 21, 28 sind als p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet.

Eine Steueranordnung 9 ist in der Schaltungsanordnung gemäß 4A vorgesehen, die eingangsseitig mit dem ersten und dem zweiten Eingang 1, 3 verbunden ist. Ausgangsseitig ist die Steueranordnung 9 mit den Steueranschlüssen 24, 31 des ersten und des zweiten Transistors 21, 28 verbunden. Die Substratanschlüsse 25, 32 des ersten und des zweiten Transistors 21, 28 sind miteinander an dem Anschluss 26 verbunden und mit der Steueranordnung 9 gekoppelt.

4B zeigt einen Querschnitt durch den ersten und den zweiten Transistor 21, 28. Der erste und der zweite Transistor 21, 28 sind als p-Kanal Feldeffekttransistoren ausgebildet. Die ersten und die zweiten Anschlüsse 22, 23, 30, 29 der beiden Transistoren 21, 28 sind daher als p+ Gebiete ausgebildet. Die p+ Gebiete des ersten Transistors 21, auch Source-Anschluss und Drain-Anschluss genannt, befinden sich in einem n-dotierten Gebiet 33, der so genannten n-Wanne. Die p+ Gebiete des zweiten Transistors 28 befinden sich in einem weiteren n-Gebiet 34, somit einer weiteren n-Wanne. Die n-Wanne 33 ist über einen Substratanschluss 26, der ein hochdotiertes n+ Gebiet aufweist, mit dem Versorgungsanschluss 26 verbunden. Ebenso ist das n-Gebiet 34 über einen als n+ Gebiet ausgebildeten Substratanschluss 32 mit dem Versorgungsanschluss 26 verbunden. Die beiden n-Wannen 33, 34 befinden sich in einem p-dotierten Halbleiterkörper 19. Der Halbleiterkörper 19 ist mit dem Bezugspotenzialanschluss 8 verbunden. Da die beiden n-Wannen 33, 34 mittels einer möglichst hohen und positiven Spannung an den Substratanschlüssen 25 beziehungsweise 32 auf einem höheren Potenzial verglichen mit dem Halbleiterkörper 19 liegen, sind die beiden Dioden 35, 36 zwischen dem Halbleiterkörper 19 und der n-Wanne 25 beziehungsweise der n-Wanne 32 in Sperrrichtung gepolt.

Bei einem Einschaltvorgang der ersten oder zweiten Versorgungsspannung V1, V2 können eine Diode 37, die zwischen dem ersten Anschluss 22 des ersten Transistors 21 und dem Substratanschluss 25 der n-Wanne 33 gebildet ist, sowie eine Diode 38, die zwischen dem ersten Anschluss 29 des zweiten Transistors 28 und dem Substratanschluss 32 der n-Wanne 34gebildet ist, kurzfristig leiten, bis die Substratspannung VDD den höheren der beiden Werte der ersten und der zweiten Versorgungsspannung V1, V2 nahezu erreicht.

Mit Vorteil ist dadurch erreicht, dass über diese parasitären Dioden 37, 38 der erste und der zweite Transistor 21, 28 zum Einstellen der Substratspannung VDD bei einem Einschaltvorgang der ersten und/oder der zweiten Versorgungsquelle 2, 4 beitragen.

1
erster Eingang
2
erste Versorgungsquelle
3
zweiter Eingang
4
zweite Versorgungsquelle
5
Ausgang
6
Umschalter
8
Bezugspotentialanschluss
9
Steueranordnung
19
Halbleiterkörper
21
erster Transistor
22
erster Anschluss
23
zweiter Anschluss
24
Steueranschluss
24
Substratanschluss
26
Versorgungsanschluss
27
Haltekondensator
28
zweiter Transistor
29
erster Anschluss
30
zweiter Anschluss
31
Steueranschluss
32
Substratanschluss
33, 34
Wanne
35, 36, 37, 38
Diode
41
dritter Transistor
42
erster Anschluss
43
zweiter Anschluss
44
Steueranschluss
45
Substratanschluss
46
vierter Transistor
47
erster Anschluss
48
zweiter Anschluss
49
Steueranschluss
50
Substratanschluss
61
fünfter Transistor
62
erster Anschluss
63
zweiter Anschluss
64
Steueranschluss
64
Substratanschluss
66
sechster Transistor
67
erster Anschluss
68
zweiter Anschluss
69
Steueranschluss
70
Substratanschluss
80
Steuerschaltung
81
Komparator
82
Treiberschaltung
83
erste Stromquelle
84
zweite Stromquelle
85, 86
NAND-Gatter
87, 88, 89, 90
Widerstand
91 bis 97
Transistor
98, 99
Inverter
100
Entscheidungsknoten
L1, L3
Kanallänge
Uth1, Uth3
Schwellenspannung
VDD
Substratspannung
Vout
Ausgangsspannung
V1
erste Versorgungsspannung
V2
zweite Versorgungsspannung
W1, W2
Kanalweite
X1
erstes Steuersignal
X2
zweites Steuersignal


Anspruch[de]
Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl, umfassend:

– einen ersten Eingang (1) zum Zuführen einer ersten Versorgungsspannung (V1);

– einen zweiten Eingang (3) zum Zuführen einer zweiten Versorgungsspannung (V2);

– einen Ausgang (5) zur Abgabe einer Ausgangsspannung (VOUT),

– einen ersten Transistor (21), der zwischen den ersten Eingang (1) und den Ausgang (5) geschaltet ist und an einem Substratanschluss (25) mit einem Versorgungsanschluss (26) gekoppelt ist;

– einen zweiten Transistor (28), der zwischen den zweiten Eingang (3) und den Ausgang (5) geschaltet ist und an einem Substratanschluss (32) mit dem Versorgungsanschluss (26) gekoppelt ist;

– einen dritten Transistor (41), der zwischen den ersten Eingang (1) und den Versorgungsanschluss (26) geschaltet ist,

– einen vierten Transistor (46), der zwischen den zweiten Eingang (3) und den Versorgungsanschluss (26) geschaltet ist, und

– eine Steuerschaltung (80), die eingangseitig mit dem ersten Eingang (1), mit dem zweiten Eingang (3) und mit dem Versorgungsanschluss (26) sowie ausgangsseitig mit einem Steueranschluss (24) des ersten Transistors (21) und mit einem Steueranschluss (31) des zweiten Transistors (28) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweiter Transistor (21, 31) als selbstsperrende Feldeffekttransistoren ausgebildet sind. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweiter Transistor (21, 31) als Leistungs-Feldeffekttransistoren ausgebildet sind. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

– der dritte Transistor (41) als selbstsperrender Feldeffekttransistor ausgebildet ist, der an einem Steueranschluss (44) mit dem zweiten Eingang (3) und an einem Substratanschluss (45) mit dem Versorgungsanschluss (26) gekoppelt ist, und

– der vierte Transistor (46) als selbstsperrender Feldeffekttransistor ausgebildet ist, der an einem Steueranschluss (49) mit dem ersten Eingang (1) und an einem Substratanschluss (50) mit dem Versorgungsanschluss (26) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweiter Transistor (21, 31) ein Verhältnis von Kanalweite (W1) zu Kanallänge (L1) aufweisen, das größer als ein Verhältnis von Kanalweite (W3) zu Kanallänge (L3) des dritten und des vierten Transistors (41, 46) ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Transistor (41) und der vierte Transistor (46) eine Schwellenspannung (Uth3) aufweisen, welche betragsmäßig kleiner als eine Schwellenspannung (Uth1) ist, welche der erste Transistor (21) und der zweite Transistor (28) aufweisen. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schaltungsanordnung

– einen fünften Transistor (61), der zwischen den ersten Eingang (1) und den Versorgungsanschluss (26) geschaltet ist, und

– einen sechsten Transistor (70), der zwischen den zweiten Eingang (3) und den Versorgungsanschluss (26) geschaltet ist, umfasst sowie

– die Steuerschaltung (80) ausgangsseitig mit einem Steueranschluss (64) des fünften Transistors (61) und mit einem Steueranschluss (69) des sechsten Transistors (66) gekoppelt ist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (80) einen Komparator (81), der eingangsseitig mit dem ersten und dem zweiten Eingang (1, 3) gekoppelt ist, und eine Treiberschaltung (82), welche dem Komparator (81) nachgeschaltet ist und ausgangsseitig mit dem Steueranschluss (24) des ersten Transistors (21) und mit dem Steueranschluss (31) des zweiten Transistors (28) gekoppelt ist, umfasst. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Komparator (81)

– eine erste Stromquelle (83), die eingangseitig mit dem ersten Eingang (1) gekoppelt ist, und

– eine zweite Stromquelle (84), die eingangseitig mit dem zweiten Eingang (3) gekoppelt ist, umfasst.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (81) eine einstellbare Hysterese aufweist. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (82) zwei NAND-Gatter (85, 86) umfasst. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Haltekondensator (27) umfasst, der zwischen den Versorgungsanschluss (26) und einen Bezugspotentialanschluss (8) geschaltet ist. Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl mit

– einem ersten und einem zweiten Transistor (21, 28) zur wahlweisen Zuführung einer ersten Versorgungsspannung (V1) oder einer zweiten Versorgungsspannung (V2) an einen Ausgang (5) ;

– einem dritten und einem vierten Transistor (41, 46) zur selbsttätigen Zuführung der ersten Versorgungsspannung (V1) oder der zweiten Versorgungsspannung (V2) an einen Versorgungsanschluss (26), der mit einem Substratanschluss (25) des ersten Transistors (21) und mit einem Substratanschluss (32) des zweiten Transistors (28) verbunden ist, und

– einer Steuerschaltung (80), welche zur Zuführung eines ersten Steuersignals (X1) an einen Steueranschluss (24) des ersten Transistors (21) und eines zweiten Steuersignals (X2) an einen Steueranschluss (31) des zweiten Transistors (28) in Abhängigkeit von einem Vergleich der ersten Versorgungsspannung (V1) mit der zweiten Versorgungsspannung (V2) ausgelegt ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (80) mit dem Versorgungsanschluss (26) zur Spannungsversorgung der Steuerschaltung (80) gekoppelt ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schaltungsanordnung

– einen fünften Transistor (61) zur Zuführung der ersten Versorgungsspannung (V1) an den Versorgungsanschluss (26) in Abhängigkeit des ersten Steuersignals (X1) und

– einen sechsten Transistor (66) zur Zuführung der zweiten Versorgungsspannung (V2) an den Versorgungsanschluss (26) in Abhängigkeit des zweiten Steuersignals (X2) umfasst.
Verwendung einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem batteriebetriebenen Gerät. Verwendung einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem batteriebetriebenen Gerät der Mobilfunkkommunikation zum Umschalten zwischen einem Batteriespannungsanschluss und einem ankoppelbaren Ladegerät. Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Spannungsauswahl,

umfassend folgende Schritte:

– Vergleichen einer ersten Versorgungsspannung (V1) mit einer zweiten Versorgungsspannung (V2) und Zuführen eines ersten Steuersignals (X1) an einen Steueranschluss (24) eines ersten Transistors (21) und eines zweiten Steuersignals (X2) an einen Steueranschluss (31) eines zweiten Transistors (28) in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis und

– Zuführen der ersten Versorgungsspannung (V1) über den ersten Transistor (21) oder der zweiten Versorgungsspannung (V2) über den zweiten Transistor (28) an einen Ausgang (5) in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Steuersignal (X1, X2).
Verfahren nach Anspruch 18,

gekennzeichnet durch

– Bereitstellen einer Substratspannung (VDD) in Abhängigkeit der ersten Versorgungsspannung (V1) mittels eines dritten Transistors (41) und in Abhängigkeit der zweiten Versorgungsspannung (V2) mittels eines vierten Transistors (46) und

– Zuführen der Substratspannung (VDD) an einen Substratanschluss (25) des ersten Transistors (21) und an einen Substratanschluss (45) des zweiten Transistors (28).
Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Erhöhen des Betrages der Substratspannung (VDD) durch Zuführen der ersten Versorgungsspannung (V1) über einen fünften Transistor (51) oder der zweiten Versorgungsspannung (V2) über einen sechsten Transistor (66) an die Substratspannung (VDD) in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Steuersignal (X1, X2).






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