DE102008013758A1

DE102008013758A1 - Mehrmodusspannungsversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE102008013758A1
Application number: DE102008013758A
Authority: DE
Inventors: Steve Mann; Robert Ross; Iman Taha
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2008-10-02
Also published as: US20080231242A1; US7765418B2

Abstract

Eine Versorgungsspannung wird bei einer integrierten Schaltung geliefert durch Wiedergewinnen eines Indikators aus einer Speicherungsvorrichtung und Erzeugen einer Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung, wobei die Versorgungsspannung geregelt ist, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem ersten Zustand ist, und ungeregelt ist, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem zweiten Zustand ist. Alternativ oder zusätzlich wird eine externe Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle verglichen. Die Versorgungsspannung ist geregelt, ansprechend darauf, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und ungeregelt, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Integrierte Schaltungen (ICs), wie z. B. Speichervorrichtungen, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, anwendungsspezifische ICs und ähnliches, umfassen üblicherweise einen oder mehrere Spannungsregler zum Beibehalten einer internen Versorgungsspannung auf einer konstanten Ebene trotz sich ändernder Laststrombedingungen innerhalb einer IC. Die geregelte Versorgungsspannung versorgt die Schaltungsanordnung, die dem Regler nachgeschaltet ist, mit Leistung. Das Versorgen der Schaltungsanordnung mit Leistung mit einer konstanten Versorgungsspannung ermöglicht eine stabile und zuverlässige Schaltungsoperation.
Ein herkömmlicher Spannungsregler hat eine Verstärkerstufe mit geschlossener Schleife, die die Versorgungsspannung, die durch den Regler ausgegeben wird, mit einer Referenzspannung vergleicht. Jegliche Differenz zwischen den zwei Spannungen wird verstärkt und zum Einstellen der Regleroperation verwendet. Wenn die geregelte Versorgungsspannung abnimmt, z. B. aufgrund einer steigenden Stromlast, verursacht die Verstärkerstufe, dass eine Ausgangsstufe des Reglers ihre Ausgangsspannung erhöht. Umgekehrt, wenn die geregelte Versorgungsspannung steigt, z. B. aufgrund einer abnehmenden Stromlast, verringert die Reglerausgangsstufe ihre Ausgangsspannung. Als solches behält die Verstärkerstufe mit geschlossener Schleife die geregelte Versorgungsspannung ungefähr auf einem konstanten Spannungspegel bei.
Die Verstärkerstufe mit geschlossener Schleife eines Spannungsreglers erzeugt jedoch einen inhärenten Spannungsabfall. Der Spannungsabfall wird in der Verstärkerausgabe reflektiert. Das heißt, die Verstärkerausgabe wird aufgrund des inhärenten Spannungsabfalls etwas reduziert. Der Spannungsabfall wird hindurch bis zu der Ausgangsstufe des Reg lers getragen, wodurch eine leichte Spannungsreduzierung bei der geregelten Spannungsausgabe erzeugt wird.
Ein reglerinduzierter Spannungsabfall eine nachgeschaltete Schaltungsoperation nachteilhaft beeinträchtigen. Zum Beispiel wird das Schaltungsverhalten verschlechtert, wenn die geregelte Spannung, die die Schaltung versorgt, unter einen kritischen Pegel fällt, wobei der kritische Pegel die Spannung ist, bei der die Schaltung beginnt, sich unerwartet oder unzuverlässig zu verhalten. Eine Schaltungsoperation bleibt unbeeinträchtigt durch eine Reduzierung der Versorgungsspannung, solange die Versorgungsspannung über dem kritischen Pegel bleibt. Für Niedrigspannungsanwendungen jedoch kann ein reglerinduzierter Spannungsabfall verursachen, dass die geregelte Versorgungsspannung unter den kritischen Pegel abfällt, was eine unerwünschte Schaltungsoperation verursacht. Als solches wird ein IC-Verhalten während einer Niedrigspannungsoperation behindert, durch Versorgen der internen Schaltungsanordnung mit Leistung mit einer geregelten Versorgungsspannung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den hierin gelehrten Verfahren und Vorrichtungen wird eine Versorgungsspannung in einer integrierten Schaltung geliefert, durch Abrufen eines Indikators aus einer Speicherungsvorrichtung und Erzeugen einer Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung, wobei die Versorgungsspannung geregelt ist, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem ersten Zustand ist, und ungeregelt ist, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem zweiten Zustand ist. Alternativ oder zusätzlich wird eine externe Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle verglichen. Die Versorgungsspannung ist ansprechend darauf geregelt, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und ungeregelt, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Merkmale und Vorteile beschränkt. Fachleute auf dem Gebiet werden nach dem Lesen der nachfolgenden Beschreibung und nach der Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung, die eine Spannungsversorgungsschaltung umfasst.
2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Spannungsversorgungsschaltung aus 1.
3 ist ein logisches Flussdiagramm von einem Ausführungsbeispiel einer Programmlogik zum Liefern einer internen Versorgungsspannung zu der Schaltungsanordnung, die in der integrierten Schaltung aus 1 umfasst ist.
4 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels der Spannungsversorgungsschaltung aus 1.
5 ist ein logisches Flussdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels einer Programmlogik zum Liefern einer internen Versorgungsspannung zu der Schaltungsanordnung, die in der integrierten Schaltung aus 1 umfasst ist.
6 ist ein Blockdiagramm eines wiederum anderen Ausführungsbeispiels der Spannungsversorgungsschaltung aus 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 stellt ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung (IC) 10 dar, die verschiedene Logikschaltungen 12–16 und eine Spannungsversorgungsschaltung 18 zum Liefern einer internen Versorgungsspannung (V_INT) zu den Logikschaltungen 12–16 umfasst. Der Ausdruck „integrierte Schaltung", wie er hierin verwendet wird, sollte umfassend interpretiert werden, um jede Art einer analogen oder digitalen elektronischen Schaltung zu umfassen, wie z. B. Speichervorrichtungen (DRAM, SRAM, MRAM, Flash- und eingebetteter Speicher etc.), Mikroprozessoren, Mikrokontroller, digitale Signalprozessoren, anwendungsspezifische ICs, feldprogrammierbare Gatearrays, System-auf-Chips etc. Ausschließlich zu darstellenden Zwecken kann die IC 10 eine DRAM-Vorrichtung aufweisen, und jede Logikschaltung 12–16 ist eine Bank aus DRAM-Zellen. Bei einem anderen rein darstellenden Beispiel kann die IC 10 einen Mikroprozessor aufweisen und die Logikschaltungen 12–16 sind funktionale Prozessoreinheiten, wie z. B. eine Lade-/Speicher-Einheit, Anweisungseinheit, Speicherverwaltungseinheit, Busschnittstelleneinheit, Cache-Speicher etc.
Die Schaltungen 12–16, die in der IC 10 umfasst sind, liefern entweder eine vordefinierte oder programmierbare Funktionalität, wodurch der IC 10 ermöglicht wird, eine oder mehrere Anwendungen zu unterstützen. Die Schaltungen 12–16 werden durch die interne Versorgungsspannung mit Leistung versorgt, die durch die Versorgungsspannungsschaltung 18 geliefert wird. Eine Regulationsmodusauswahlschaltung 20, die in der Versorgungsschaltung 18 umfasst ist oder derselben zugeordnet ist, bestimmt, ob die interne Versorgungsspannung geregelt sein soll oder nicht. Die interne Versorgungsspannung ist während einer normalen Operation geregelt und während einer Niedrigspannungsoperation nicht geregelt. Das heißt, wenn die IC 10 bei einer Nennspannung arbeitet, ist ihre interne Versorgungsspannung geregelt. Umgekehrt wird die geregelte interne Versorgungsspannung durch eine ungeregelte Versorgungsspannung ausgetauscht, wenn die IC 10 mit einer Niedrigspannung arbeitet. Wenn die interne Versorgungsspannung ungeregelt ist, wird sie nicht dem inhärenten Spannungsabfall ausgesetzt, der herkömmlichen Spannungsreglern zugeordnet ist. Als solches wird ein Spannungsabfall an dem Ausgang der Versorgungsspannung 18 reduziert. Ein reduzierter Spannungsabfall an dem Versorgungsschaltungsausgang erhöht den Niedrigspannungsbereich der internen Versorgungsspannung. Ein Niedrigspannungsverhalten der IC 10 wird durch Versorgen ihrer internen Schaltungen 12–16 mit Leistung mit einer ungeregelten Versorgungsspannung verbessert, die einen verbesserten Niedrigspannungsbereich aufweist, da die Schaltungen 12–16 weniger wahrscheinlich aufgrund einer nicht ausreichenden Versorgungsspannung ausfallen. Die Ausdrücke „Nennspannung" und „Niedrigspannung", wie sie hierin verwendet werden, hängen von der Technik ab, die zum Herstellen der IC 10 verwendet wird, und somit entspricht kein bestimmter Spannungspegel einer „Nennspannung" oder einer „Niedrigspannung". Stattdessen variieren Nenn- und Niedrigspannungspegel von Technik zu Technik.
Genauer gesagt wird die IC 10 mit einer externen Versorgungsspannung (V_EXT) versorgt. Die externe Versorgungsspannung versorgt die Spannungsversorgungsschaltung 18 zumindest teilweise mit Leistung. Unter Nennbetriebsspannungsbedingungen regelt die Spannungsversorgungsschaltung 18 die interne Versorgungsspannung, wobei die geregelte interne Versorgungsspannung proportional zu der externen Versorgungsspannung ist. Obwohl die interne Versorgungsspannung einem reglerinduzierten Spannungsabfall ausgesetzt ist, wenn sie geregelt ist, ist die entsprechende Reduzierung bei der internen Versorgungsspannung nicht groß genug, um ein unerwartetes Schaltungsverhalten zu verursachen, wenn die IC 10 bei Nennspannungspegeln arbeitet. Entsprechend funktionieren die Schaltungen 12–16, die in der IC 10 umfasst sind, ordnungsgemäß, wenn sie mit einer Versorgungsspannung betrieben werden, die auf Nennspannung geregelt ist.
Während einer Niedrigspannungsoperation deaktiviert die Modusauswahlschaltung 20 die Spannungsregelung. Somit werden die Schaltungen 12–16, die in der IC 10 umfasst sind, durch eine ungeregelte Versorgungsspannung mit Leistung versorgt. Obwohl die interne Versorgungsspannung während der Niedrigspannungsoperation nicht geregelt ist, wird ihr Niedrigspannungsbereich durch Vermeiden eines reglerinduzierten Spannungsabfalls verbessert. Die Spannungsbereichsverbesserung, die dadurch gewonnen wird, dass die interne Versorgungsspannung nicht geregelt ist, ermöglicht den Schaltungen 12–16, ordnungsgemäß zu funktionieren, wenn die IC 10 auf Niedrigspannungspegeln arbeitet. Die Modusauswahlschaltung 20 stellt somit sicher, dass die Schaltungen 12–16, die in der IC 10 umfasst sind, mit einer ausreichenden Versorgungsspannung versorgt werden, unabhängig davon, ob die IC 10 in einem Niedrigspannungs- oder Nennspannungsmodus arbeitet.
2 stellt ein Ausführungsbeispiel der Spannungsversorgungsschaltung 18 dar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel basieren Spannungsregelungsentscheidungen auf dem Vergleichen der externen Versorgungsspannung (V_EXT), die zu der IC 10 geliefert wird, mit einem Schwellenpegel (V_THRESHOLD), wie durch Schritt 100 von 3 dargestellt ist. Die Differenz zwischen dem Schwellenpegel, der fest oder programmierbar sein kann, und der externen Spannungsversorgung bestimmt, ob die interne Versorgungsspannung (V_INT) geregelt ist, wie durch Schritt 102 aus 1 dargestellt ist. Wenn die externe Versorgungsspannung die Schwelle überschreitet (oder ihr entspricht), ermöglicht die Modusauswahlschaltung 20 eine Regelung der internen Versorgungsspannung, wie durch Schritt 104 aus 3 dargestellt ist. Ansonsten ist die interne Versorgungsspannung nicht geregelt, wie durch Schritt 106 aus 3 dargestellt ist.
Genauer gesagt weist die Modusauswahlschaltung 20 einen Komparator 22 und eine Umgehungsvorrichtung auf, wie z. B. einen p-FET-Transistor P1. Der Komparator 22 bestimmt, ob die externe Versorgungsspannung die Schwelle überschreitet (oder ihr entspricht). Wenn ja, deaktiviert ein Signal, das durch den Komparator ausgegeben wird (MODE), den Transistor P1. Ansonsten ist der Transistor 21 aktiviert. Wenn der Transistor P1 deaktiviert ist, regelt ein Spannungsregler 24, der in der Versorgungsschaltung 18 umfasst ist oder ihr zugeordnet ist, die interne Versorgungsspannung. Umgekehrt ist eine Spannungsregelung deaktiviert, wenn der Transistor 21 aktiviert ist, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Die interne Versorgungsspannung ist dadurch geregelt, dass ein variables Steuersignal an eine Ausgangstreiberstufe angelegt ist, wie z. B. den n-FET-Transistor N1 des Reglers 24. Die Größe des variablen Steuersignals bestimmt, wie stark (oder schwach) das Gate des Transistors N1 angeschaltet ist. Je stärker der Transistor N1 angeschaltet ist, desto größer die Spannung, die durch den Transistor N1 ausgegeben wird. Umgekehrt nimmt die Spannung, die durch den Transistor N1 ausgegeben wird, ab, wenn die Vorspannung, die an das Gate des Transistors N1 angelegt ist, abnimmt.
Die Größe des variablen Steuersignals, das an das Gate des Transistors N1 angelegt ist, wird durch einen Verstärker 26 bestimmt, der in dem Spannungsregler 24 umfasst ist. Eine Referenzspannung (V_REF), z. B. eine Bandabstandsreferenz, ist an einen Eingang des Verstärkers 26 angelegt, während die interne Versorgungsspannung zurück zu dem anderen Verstärkereingang geführt wird. Die Rückkopplungsschleife ermöglicht dem Regler 24, die interne Versorgungsspannung ungefähr gleich zu der Referenzspannung beizubehalten. Der Verstärker 26 gibt ein Steuersignal mit einer Größe aus, die der Differenz zwischen der Referenz- und Rückkopplungsspannung entspricht. Das variable Steuersignal verursacht, dass der Transistor N1 ausreichend Strom durch den Vorspannungswiderstand R_B ableitet, um die interne Versorgungsspannung unge fähr gleich zu der Referenzspannung beizubehalten, wodurch die interne Versorgungsspannung geregelt ist.
Das variable Steuersignal jedoch, das durch den Verstärker 26 ausgegeben wird, unterliegt dem inhärenten Spannungsabfall, der dem Verstärker 26 zugeordnet ist. Der Spannungsabfall wird hindurch zu dem Ausgangstreibertransistor N1 getragen. Als solches ist die interne Versorgungsspannung etwas reduziert, wenn sie geregelt ist. Für Nennbetriebsspannungen beeinträchtigt diese leichte Reduzierung der internen Versorgungsspannung eine Schaltungsoperation nicht nachteilhaft, solange die interne Versorgungsspannung über einem kritischen Pegel bleibt, unter dem die Schaltungsoperation unvorhersagbar wird. Wenn die geregelte Versorgungsspannung unter den kritischen Pegel abfällt, können eine oder mehrere der Schaltungen 12–16 unerwünscht funktionieren. Dies gilt insbesondere für eine Niedrigspannungsoperation, bei der die Versorgungsspannung, die die Schaltungen 12–16 mit Leistung versorgt, auf oder annähernd auf dem kritischen Spannungspegel sein kann. Jeglicher weitere Abfall der Versorgungsspannung kann einen Schaltungsausfall verursachen.
Um ein unerwünschtes Schaltungsverhalten während einer Niedrigspannungsoperation zu vermeiden, verursacht der Transistor P1 der Modusauswahlschaltung 20, dass die Verstärkerstufe 26 des Reglers 24 umgangen wird, wenn 21 aktiviert ist. Der Transistor P1 ist aktiviert, wenn der Komparator 22 bestimmt, dass die externe Versorgungsspannung, die zu der IC 10 geliefert wird, geringer ist als der (oder gleich ist zu dem) Spannungspegel. Wenn der Reglerverstärker 26 umgangen wird, wird die geregelte interne Versorgungsspannung durch eine ungeregelte Version ersetzt. Folglich wird die interne Versorgungsspannung nicht dem Spannungsabfall ausgesetzt, der dem Verstärker 26 zugeordnet ist. Der Niedrigspannungsbereich, der dadurch gewonnen wird, dass die interne Versorgungsspannung nicht geregelt ist, ermöglicht, dass die IC 10 bei niedrigen Spannungen ordnungsgemäß funktioniert.
Der Reglerverstärker 26 wird durch Aufheben des variablen Steuersignals umgangen, das an das Gate des Transistors N1 angelegt ist, mit einer festen Spannung (V_dd). Der Transistor N1 wird stark angeschaltet, wenn sein Gate durch die feste Spannung aktiviert ist, die durch den Transistor P1 geliefert wird. Entsprechend klemmt der Transistor N1 die interne Versorgungsspannung auf einen Pegel, der ungefähr gleich der externen Versorgungsspannung ist. Die interne Versorgungsspannung kann ansprechend auf ein Ändern der Stromlastbedingungen innerhalb der IC 10 variieren, da die interne Versorgungsspannung nicht geregelt ist. Die interne Versorgungsspannung unterliegt jedoch nicht dem inhärenten Spannungsabfall, der dem Reglerverstärker 26 zugeordnet ist, wenn der Transistor P1 die Verstärkerausgabe aufhebt, wodurch das Schaltungsverhalten während einer Niedrigspannungsoperation verbessert wird.
Der Spannungsregler 24 kann eine optionale Deaktivierungsvorrichtung umfassen, wie z. B. den n-FET-Transistor N2, zum Deaktivieren der Versorgungsschaltung 18. Der Transistor N2 schaltet den Transistor N1 ab, dadurch, dass das Gate von N1 auf Masse gezogen wird, ansprechend darauf, dass ein aktives (hohes) Deaktivierungssignal (DISABLE) an das Gate des Transistors N2 angelegt ist. Die Spannungsversorgungsschaltung 18 ist deaktiviert, wenn der Transistor N1 abgeschaltet ist. Die Spannungsversorgungsschaltung 18 kann ansprechend auf verschiedene Bedingungen deaktiviert werden, z. B. wenn die IC 10 in einen Niedrigleistungs- oder Schlafmodus eintritt.
4 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel der Spannungsversorgungsschaltung 18 dar. Im Gegensatz zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel basieren Spannungsregelungsentscheidungen nicht auf der Größe der externen Versorgungsspannung (V_EXT), die zu der IC 10 geliefert wird. Stattdessen basiert die Entscheidung zum Regeln der internen Versorgungsspannung (V_INT) auf dem Zustand eines Modusindikators (MODE), der aus einer Speicherungsvorrichtung 28 abgerufen wird, die in der Modusauswahlschaltung 20 umfasst ist oder derselben zugeordnet ist. Der Modusindikator kann jeder Informationstyp sein, der anzeigt, ob die interne Versorgungsspannung geregelt sein soll oder nicht. Die Speicherungsvorrichtung 28 muss nicht physisch mit der Modusauswahlschaltung 20 gekoppelt sein. Die Speicherungsvorrichtung 28 kann in einer der Logikschaltungen 12–16 umfasst oder derselben zugeordnet sein, die in der IC 10 umfasst sind. Ferner kann die Speicherungsvorrichtung 28 jede Art einer Vorrichtung sein, die in der Lage ist, den Modusindikator zu speichern, wie z. B. eines oder mehrere Latches, ein Register, eingebetteter DRAM, SRAM, ein Cache, ein nichtflüchtiger Speicher etc.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die IC 10 ein DRAM und die Speicherungsvorrichtung 28 ist ein DRAM-Modusregister. Ein oder mehrere Bits (R) in dem DRAM-Modusregister 28 stellen den Modusindikator dar. Ein herkömmliches DRAM-Modusregister kann modifiziert sein, um ein oder mehrere zusätzliche Bits zum Speichern des Modusindikators zu umfassen. Alternativ können ein oder mehrere reservierte Bits verwendet werden, um den Indikator zu speichern.
Unabhängig davon kann der Modusindikator durch eine Anwendung programmiert werden, die auf die IC 10 zugreift, z. B. über eines oder mehrere aus Adress-, Daten- oder Steuersignalen (ADDR/DATA/CTRL), die zu der IC 10 geliefert werden, wie in 1 gezeigt ist. Somit können Spannungsregelungsentscheidungen auf einer Pro-Anwendung-Basis getroffen werden. Alternativ kann der Modusindikator ansprechend auf eine Änderung bei einem Betriebszustand der IC 10 eingestellt werden, z. B. eine Änderung bei der externen Versorgungsspannung, Betriebstemperatur, Betriebsfrequenz etc.
Nachdem der Modusindikator durch die Speicherungsvorrichtung 28 gespeichert wurde, kann er wiedergewonnen werden und zu der Modusauswahlschaltung 20 geliefert werden, wie durch Schritt 200 aus 5 dargestellt ist. Der Zustand des Modusindikators bestimmt, ob die interne Versorgungsspannung geregelt ist oder nicht, wie durch Schritt 202 aus 5 dargestellt ist. Wenn der Modusindikator eine Spannungsregelung signalisiert, ermöglicht die Modusauswahlschaltung 20 eine Regelung der internen Versorgungsspannung, wie durch Schritt 204 aus 5 dargestellt ist. Ansonsten ist die interne Versorgungsspannung nicht geregelt, wie durch Schritt 206 aus 5 dargestellt ist.
Genauer gesagt ermöglicht der Umgehungstransistor P1 der Modusauswahlschaltung 20 eine Regelung der internen Versorgungsspannung, wenn er deaktiviert ist, wie vorangehend beschrieben wurde. Umgekehrt umgeht der Transistor P1 die Verstärkerstufe 26 des Spannungsreglers 24, wenn er aktiviert ist, wodurch die geregelte interne Versorgungsspannung durch eine ungeregelte Version ersetzt wird, wie ebenfalls vorangehend beschrieben wurde. Der Operationszustand des Transistors P1 wird durch den Modusindikator gesteuert, der aus der Speicherungsvorrichtung 28 wiedergewonnen wird. Bei dem DRAM-Ausführungsbeispiel z. B. wird auf das DRAM-Modusregister 28 zugegriffen und die Indikatorbit(s) (R) werden wiedergewonnen. Wenn der Modusindikator eine Regelung signalisiert, wird der Transistor P1 abgeschaltet, wodurch eine Regelung der internen Versorgungsspannung ermöglicht wird. Umgekehrt wird der Transistor P1 angeschaltet, wenn der Modusindikator eine Niedrigspannungsoperation signalisiert.
Wenn der Transistor P1 aktiviert ist, hebt er das variable Steuerungssignal auf, das an das Gate des Transistors N1 angelegt ist, mit einer festen Spannung (V_dd), wie vorangehend beschrieben wurde. Entsprechend hält der Transistor N1 die interne Versorgungsspannung auf einem Pegel, der ungefähr gleich der externen Versorgungsspannung ist. Als solches ist die interne Versorgungsspannung ungeregelt, unterliegt aber nicht dem inhärenten Spannungsabfall, der der Verstärkerstufe 26 des Reglers 24 zugeordnet ist. Die Schaltungen 12–16, die in der IC 10 umfasst sind, arbeiten ordnungsgemäß während einer Niedrigspannungsoperation, wenn sie durch die ungeregelte Versorgungsspannung mit Leistung versorgt werden, da die Versorgungsspannung einen verbesserten Niedrigspannungsbereich aufweist, wenn sie ungeregelt ist.
6 stellt ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel der Spannungsversorgungsschaltung 18 dar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden Spannungsregelungsentscheidungen basierend entweder auf der Größe der externen Versorgungsspannung (V_EXT) getroffen, die zu der IC 10 geliefert wird, oder auf dem Zustand des Modusindikators, wenn er aus der Speicherungsvorrichtung 28 wiedergewonnen wird. Die Modusauswahlschaltung 20 umfasst einen Komparator 22 zum Bestimmen, ob die extern gelieferte Versorgungsspannung eine Schwelle (V_THRESHOLD) überschreitet. Die Modusauswahlschaltung empfängt ferner den Modusindikator nach einem Wiedergewinnen aus der Speicherungsvorrichtung 28. Die Komparatorausgabe und der Modusindikator werden zu einem logischen OR-Gate 30 geliefert. Die Ausgabe des OR-Gates 30 (MODE) aktiviert den Umgehungstransistor P1, wenn entweder der Modusindikator oder die Komparatorausgabe eine Niedrigspannungsoperation anzeigen. Ansonsten ist der Transistor P1 deaktiviert. Wenn der Transistor P1 aktiviert ist, verursacht er, dass die Verstärkerstufe 26 des Spannungsreglers 24 umgangen wird, wie vorangehend beschrieben wurde, was eine ungeregelte Versorgungsspannung (V_INT) ergibt, die einen verbesserten Niedrigspannungsbereich aufweist. Umgekehrt ist die Versorgungsspannung geregelt, wenn der Transistor 21 deaktiviert ist.
Unter Berücksichtigung des obigen Bereichs aus Abweichungen und Anwendungen sollte offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die vorangehende Beschrei bung eingeschränkt ist und auch nicht durch die beiliegenden Zeichnungen eingeschränkt ist. Stattdessen ist die vorliegende Erfindung nur durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre rechtlichen Entsprechungen eingeschränkt.

Claims

Eine integrierte Schaltung, die folgende Merkmale aufweist: eine Speicherungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um einen Indikator zu speichern; und eine Spannungsversorgungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine geregelte Versorgungsspannung zu erzeugen, zur Verwendung durch die integrierte Schaltung, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem ersten Zustand ist, und eine ungeregelte Versorgungsspannung zu erzeugen, ansprechend darauf, dass der Indikator in einem zweiten Zustand ist.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Speicherungsvorrichtung ein Register mit einem oder mehreren Bits aufweist, konfiguriert, um den Indikator zu speichern.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 2, wobei die integrierte Schaltung eine dynamische Direktzugriffsspeichervorrichtung aufweist und das Register ein Modusregister aufweist.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Speicherungsvorrichtung konfiguriert ist, um den Indikator ansprechend darauf zu modifizieren, dass ein unterschiedliches Computerprogramm auf die integrierte Schaltung zugreift.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Speicherungsvorrichtung konfiguriert ist, um den Indikator ansprechend auf eine Änderung bei einem Betriebszustand der integrierten Schaltung zu modifizieren.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Spannungsversorgungsschaltung einen Spannungsregler aufweist, der konfiguriert ist, um die geregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem ersten Zustand ist, und die geregelte Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung zu ersetzen, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem zweiten Zustand ist.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 6, bei der der Spannungsregler folgende Merkmale aufweist: einen Treiber mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Treiber konfiguriert ist, um die geregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass ein variables Steuersignal an den Treibereingang angelegt ist, und die ungeregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass der Treibereingang auf einen festen Spannungspegel getrieben ist; und eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um den Eingang des Treibers auf den festen Spannungspegel zu treiben, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem zweiten Zustand ist.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 7, bei der der Treiber konfiguriert ist, um die ungeregelte Versorgungsspannung auszugeben, durch Halten des Treiberausgangs auf einem Spannungspegel, der einer externen Spannung entspricht, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Schaltungsanordnung aufweist, die konfiguriert ist, um eine externe Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle zu vergleichen, wobei die Spannungsversorgungsschaltung konfiguriert ist, um die geregelte Versorgungsspannung zu erzeugen, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem ersten Zustand ist, oder dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und die geregelte Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung zu ersetzen, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem zweiten Zustand ist oder die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Bei einer integrierten Schaltung, ein Verfahren zum Liefern einer Versorgungsspannung, das folgende Schritte aufweist: Wiedergewinnen eines Indikators aus einer Speicherungsvorrichtung, die in der integrierten Schaltung umfasst ist; Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung ansprechend darauf, dass der Indikator in einem ersten Zustand ist; und Erzeugen einer ungeregelten Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung ansprechend darauf, dass der Indikator in einem zweiten Zustand ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Wiedergewinnen des Indikators aus der Speicherungsvorrichtung das Zugreifen auf ein oder mehrere Bits in einem Register aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das Zugreifen auf ein oder mehrere Bits in dem Register das Zugreifen auf ein oder mehrere Bits in einem Modusregister aufweist, das in einer dynamischen Direkt zugriffsspeichervorrichtung umfasst ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, das ferner das Modifizieren des Indikators aufweist, ansprechend darauf, dass ein unterschiedliches Computerprogramm auf die integrierte Schaltung zugreift.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, das ferner das Modifizieren des Indikators ansprechend auf eine Änderung bei einem Betriebszustand der integrierten Schaltung aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem das Erzeugen der ungeregelten Versorgungsspannung das Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung ansprechend darauf aufweist, dass der Indikator in dem zweiten Zustand ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem das Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung folgende Schritte aufweist: Erzeugen der geregelten Versorgungsspannung ansprechend darauf, dass ein variables Steuersignal an einen Eingang eines Treibers angelegt ist; und Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung, ansprechend darauf, dass der Treibereingang auf einem festen Spannungspegel gehalten wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem das Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung das Halten eines Ausgangs des Treibers auf einem Spannungspegel aufweist, der einer externen Spannung entspricht, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, das ferner folgende Schritte aufweist: Vergleichen einer externen Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle; Erzeugen der geregelten Versorgungsspannung, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem ersten Zustand ist, oder die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet; und Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung durch die ungeregelte Versorgungsspannung, ansprechend darauf, dass der Indikator in dem zweiten Zustand ist oder die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Eine integrierte Schaltung, die eine Einrichtung zum Erzeugen einer Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung aufweist, wobei die Versorgungsspannung geregelt ist, ansprechend darauf, dass ein wiedergewonnener Indikator in einem ersten Zustand ist, und ungeregelt ist, ansprechend darauf, dass der wiedergewonnene Indikator in einem zweiten Zustand ist.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 19, bei der die Einrichtung zum Erzeugen einer Versorgungsspannung einen Spannungsregler aufweist, der konfiguriert ist, um eine geregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass der wiedergewonnene Indikator in dem ersten Zustand ist, und die geregelte Versorgungsspannung durch eine ungeregelte Versorgungsspannung zu ersetzen, ansprechend darauf, dass der wiedergewonnene Indikator in dem zweiten Zustand ist.
Eine integrierte Schaltung, die folgende Merkmale aufweist: eine Schaltungsanordnung, die konfiguriert ist, um eine externe Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle zu vergleichen; und eine Spannungsversorgungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung zu erzeugen, wobei die Versorgungsspannung geregelt ist, ansprechend darauf, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und ungeregelt ist, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 21, bei der die Spannungsversorgungsschaltung einen Spannungsregler aufweist, der konfiguriert ist, um eine geregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und die geregelte Versorgungsspannung durch eine ungeregelte Versorgungsspannung zu ersetzen, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 22, bei der der Spannungsregler folgende Merkmale aufweist: einen Treiber mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Treiber konfiguriert ist, um die geregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend auf ein variables Steuersignal, das an den Treibereingang angelegt ist, und die ungeregelte Versorgungsspannung auszugeben, ansprechend darauf, dass der Treibereingang auf einen festen Spannungspegel getrieben ist; und eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um den Eingang des Treibers auf den festen Spannungspegel zu treiben, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 23, bei der der Treiber konfiguriert ist, um die ungeregelte Versorgungsspannung auszugeben, durch Halten des Treiberausgangs auf einem Spannungspegel, der der externen Spannung entspricht, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird.
Bei einer integrierten Schaltung, ein Verfahren zum Liefern einer Versorgungsspannung, das folgende Schritte aufweist: Vergleichen einer externen Spannung, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird, mit einer Schwelle; und Erzeugen einer Versorgungsspannung zur Verwendung durch die integrierte Schaltung, wobei die Versorgungsspannung geregelt ist, ansprechend darauf, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet, und ungeregelt ist, ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 25, bei dem das Erzeugen der Versorgungsspannung folgende Schritte aufweist: Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung ansprechend darauf, dass die externe Spannung den Schwellenpegel überschreitet; und Ersetzen der geregelten Versorgungsspannung mit einer ungeregelten Versorgungsspannung ansprechend darauf, dass die externe Spannung unter den Schwellenpegel fällt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 25, bei dem das Erzeugen der Versorgungsspannung folgende Schritte aufweist: Erzeugen einer geregelten Versorgungsspannung ansprechend darauf, das ein variables Steuersignal an einen Eingang eines Treibers angelegt ist; und Erzeugen einer ungeregelten Versorgungsspannung ansprechend darauf, dass der Treibereingang auf einem festen Spannungspegel beibehalten wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 27, bei dem das Erzeugen der ungeregelten Versorgungsspannung das Halten eines Ausgangs des Treibers auf einem Spannungspegel aufweist, der der externen Spannung entspricht, die zu der integrierten Schaltung geliefert wird.