Durchbruchspannungsvervielfacherschaltung

Research output: Intellectual PropertyPatent application/Patent

Contributors

  • Christian Knochenhauer - , TUD Dresden University of Technology (Inventor)
  • Frank Ellinger - , Chair of Circuit Design and Network Theory (Inventor)
  • Christoph Scheytt - , IPH Leibniz Institute for High Performance Microelectronics (Inventor)

Abstract

Eine Durchbruchsspannungsvervielfacherschaltung enthält in jeder von zwei symmetrischen Schaltungshälften eine Signalteilerstufe, die ein Eingangssignal auf zwei Signalpfade aufteilt und zwei gestapelte Ausgangstransistoren. Die Schaltung liefert eine Ausgangsspannung, welche die Durchbruchsspannung jedes einzelnen der Ausgangstransistoren übersteigt. Beide Signalpfade sind vor den gestapelten Ausgangstransistoren entweder überkreuz oder in jeder Schaltungshälfte vertikal gekoppelt. Dies bewirkt eine signifikante Beschleunigung des unteren Pfades und eine Kompensation der Umladeströme im oberen Pfad. Außerdem enthält die Eingangsstufe eine Kombination von Frequenzkompensationsmaßnahmen die den Frequenzgang im oberen Pfad kompensieren. Dadurch ist eine Zeitverzögerung des oberen Pfades nicht mehr notwendig und die Schaltung wird schneller. Ein mit dieser Topologie hergestellter 40 Gbit/s-Modulatortreiber verbraucht bei einem differentiellen Ausgangshub von 6 Vpp nur 1,3 W, was nur etwa 30% der Leistungsaufnahme der bekannten, in Silizium ausgeführten Hochspannungstreiber ist.

Details

Eine Durchbruchsspannungsvervielfacherschaltung enthält in jeder von zwei symmetrischen Schaltungshälften eine Signalteilerstufe, die ein Eingangssignal auf zwei Signalpfade aufteilt und zwei gestapelte Ausgangstransistoren. Die Schaltung liefert eine Ausgangsspannung, welche die Durchbruchsspannung jedes einzelnen der Ausgangstransistoren übersteigt. Beide Signalpfade sind vor den gestapelten Ausgangstransistoren entweder überkreuz oder in jeder Schaltungshälfte vertikal gekoppelt. Dies bewirkt eine signifikante Beschleunigung des unteren Pfades und eine Kompensation der Umladeströme im oberen Pfad. Außerdem enthält die Eingangsstufe eine Kombination von Frequenzkompensationsmaßnahmen die den Frequenzgang im oberen Pfad kompensieren. Dadurch ist eine Zeitverzögerung des oberen Pfades nicht mehr notwendig und die Schaltung wird schneller. Ein mit dieser Topologie hergestellter 40 Gbit/s-Modulatortreiber verbraucht bei einem differentiellen Ausgangshub von 6 Vpp nur 1,3 W, was nur etwa 30% der Leistungsaufnahme der bekannten, in Silizium ausgeführten Hochspannungstreiber ist.

Original languageGerman
IPC (International Patent Classification)H03F 3/ 08 A I
Patent numberDE102010039359B4
Country/TerritoryGermany
Priority date7 May 2010
Priority numberEP20100162300
Publication statusPublished - 30 Jul 2015
No renderer: customAssociatesEventsRenderPortal,dk.atira.pure.api.shared.model.researchoutput.Patent

Keywords

Research priority areas of TU Dresden