DE69532093T2

DE69532093T2 - Stromdetektorschaltungen

Info

Publication number: DE69532093T2
Application number: DE69532093T
Authority: DE
Inventors: Osamu Nakahara-ku Kobayashi; Atsushi Nakahara-ku Matsuda; Tachio Nakahara-ku Yuasa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2015-03-31
Also published as: DE69522150D1; DE69532093D1; DE69522150T2; EP0688097B1; US5606287A; EP1104108A1; USRE37217E1; EP0688097A3; EP1104108B1; EP0688097A2; US5673002A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Stromdetektorschaltungen und andere Schaltungsanordnungen, wie beispielsweise Verstärker, bei denen solche Stromdetektorschaltungen zum Einsatz kommen.
In letzter Zeit sind elektronische Geräte entwickelt worden, die kompakt sind und einen geringen Energieverbrauch haben. Tragbare elektronische Vorrichtungen werden meistens mit Batterien betrieben. Elektronische Geräte für den Hausgebrauch und für den Bürogebrauch, die zum Beispiel mit 100 (117, 200 oder 220) V Wechselstrom betrieben werden, verwenden gewöhnlich integrierte Halbleiterschaltkreise (LSIs), die mit einer Energiequellenspannung von 5 V arbeiten.
Die mit Batterien betriebenen tragbaren Vorrichtungen arbeiten jedoch gewöhnlich mit einer Energiequellenspannung von 3 V. Die Batteriespannung nimmt ab, wenn sich die Batterie verbraucht. LSIs in den tragbaren Vorrichtungen müssen mit einer solchen Schwankung der Quellenspannung und mit einer Vielzahl von Quellenspannungen zurechtkommen, die von 3 bis 5 V reichen. Insbesondere müssen die LSIs über einen weiten Bereich von Quellenspannungen stabil sein.
Damit ein Analogschaltkreis mit einem weiten Bereich von Quellenspannungen arbeiten kann, spielt ein Operationsverstärker eine wichtige Rolle. Ein Operationsverstärker, dessen Ausgabesektion aus einer Gegentaktschaltung gebildet ist, kann für einen Betrieb mit starker Belastung oder für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb in einem analog-digitalen Mischsignal-LSI eingesetzt werden, welcher aus CMOSs (komplementäre Metalloxid-Halbleiter) gebildet ist. In diesem Fall muß der Operationsverstärker besonders stabil sein. Es wird gefordert, einen Operationsverstärker zur Verfügung zu stellen, welcher in einem weiten Bereich von Quellenspannungen eine stabile Leistung bietet.
Dabei sei erwähnt, daß Niederfrequenzverstärker in die Klassen A, B und AB eingruppiert werden. Die Verstärker der Klasse A weisen eine niedrige Signalverzerrung, jedoch einen großen Energieverbrauch auf. Die Verstärker der Klasse B weisen eine große Signalverzerrung, jedoch einen geringen Energieverbrauch auf. Die Verstärker der Klasse AB weisen eine geringe Signalverzerrung und einen geringen Energieverbrauch auf.
Verstärker zum Treiben von Lautsprechern müssen einen großen Strom bei niedriger Verzerrung liefern. Zu diesem Zweck verbrauchen die Verstärker der Klasse A auch dann sehr viel Energie, wenn keine Signale vorhanden sind, und die Verstärker der Klasse B verursachen ein Problem des Übersprechens. Demnach werden zum Treiben von Lautsprechern gewöhnlich Verstärker der Klasse AB verwendet.
Um den Energieverbrauch zu reduzieren, werden in weitem Umfang Niederspannungsenergiequellen verwendet. Es ist deshalb erforderlich, Verstärker zu entwickeln, die in der Lage sind, mit einer Niederspannungsenergiequelle zu arbeiten.
Ferner ist es wünschenswert, eine Stromdetektorschaltung vorzusehen, die den kleineren von jeweiligen Stromwerten von Strömen selektieren kann, die durch zwei verschiedene Detektionsobjekte (Detektionsvorrichtungen) fließen, und die mit einer Niederspannungsenergiequelle arbeiten kann. Die Schaltung kann ferner die Ströme steuern, um vorbestimmte Werte zu haben. Solch eine Schaltung kann in einem Verstärker eingesetzt werden, der mit einer Niederspannungsenergiequelle arbeiten muß.
Eine Ausführungsform eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung kann eine Stromdetektorschaltung vorsehen, mit einem ersten Detektionsobjekt; einem ersten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der durch das erste Detek tionsobjekt fließt; einem zweiten Detektionsobjekt; einem zweiten Stromdetektor zum Detektieren eines Stroms, der durch das zweite Detektionsobjekt fließt; und einem Monitor, der einen ersten Transistor enthält, der einen Steueranschluß hat, der mit einem Ausgang des ersten Stromdetektors verbunden ist, und einen zweiten Transistor, der einen zweiten Anschluß hat, der mit einem ersten Anschluß des ersten Transistors verbunden ist, und einen Steueranschluß, der mit einem Ausgang des zweiten Stromdetektors verbunden ist, welche ersten und zweiten Transistoren identische Charakteristiken haben.
Solch eine Stromdetektorschaltung kann einen kleineren der zwei Stromwerte selektieren, die durch die ersten und zweiten Detektionsobjekte fließen. Die Schaltung kann verwendet werden, um den Strom, der durch die Detektionsobjekte fließt, auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Ein Verstärker, bei dem solch eine Stromdetektorschaltung zum Einsatz kommt, ist dazu in der Lage, mit einer niedrigen Quellenspannung zu arbeiten.
Die Stromdetektorschaltung kann ferner eine erste Stromquelle umfassen, die mit einem zweiten Anschluß des ersten Transistors verbunden ist; und eine Rückkopplungsschaltung zum Fixieren von Strömen, die durch die ersten und zweiten Detektionsobjekte fließen, als Antwort auf ein Signal von dem zweiten Anschluß des ersten Transistors.
Das erste Detektionsobjekt kann einen dritten Transistor haben. Der erste Stromdetektor kann einen vierten Transistor enthalten, der einen Steueranschluß hat, der mit einem Steueranschluß des dritten Transistors verbunden ist; und einen fünften Transistor, der zweite und Steueranschlüsse hat, die mit einem zweiten Anschluß des vierten Transistors und mit dem Steueranschluß des ersten Transistors verbunden sind.
Der Monitor kann einen sechsten Transistor enthalten, der einen zweiten Anschluß hat, der mit dem zweiten Anschluß des ersten Transistors verbunden ist, und einen Steueranschluß, der mit dem Steueranschluß des zweiten Transistors verbunden ist; und einen siebten Transistor, der einen Steueranschluß hat, der mit dem Steueranschluß des ersten Transistors verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit einem ersten Anschluß des sechsten Transistors verbunden ist. Die ersten, zweiten, fünften, sechsten und siebten Transistoren können vom Typ einer ersten Leitfähigkeit sein, und die dritten und vierten Transistoren sind vom Typ einer zweiten Leitfähigkeit.
Der erste Anschluß kann ein Source-Anschluß sein, der zweite Anschluß kann ein Drain-Anschluß sein, und der Steueranschluß kann ein Gate-Anschluß sein. Der erste Anschluß kann ein Emitter sein, der zweite Anschluß kann ein Kollektor sein, und der Steueranschluß kann eine Basis sein. Die Stromdetektorschaltung kann einen Operationsverstärker oder einen integrierten Halbleiterschaltkreis bilden.
Eine Ausführungsform eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung kann einen Operationsverstärker vorsehen, der einen Stromdetektor enthält, der den ersten Aspekt der Erfindung verkörpert, bei dem die ersten und zweiten Detektionsobjekte jeweils einen Treibertransistor einer Ausgabesektion des Verstärkers umfassen.
Eine Ausführungsform eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung kann eine Majoritätsschaltung vorsehen, zum Detektieren von Fehlern bei der Übertragung einer Vielzahl von digitalen Signalen, die jeweils denselben Signalpegel haben, mit: einer Stromdetektorschaltung, die den ersten Aspekt der Erfindung verkörpert; einer Primärstromquelle, die verbunden ist, um das Fließen eines vorselektierten Primärstroms durch einen ersten Knoten der Majoritätsschal tung zu verursachen; einer Sekundärstromquelle, die verbunden ist, um das Fließen eines vorselektierten Sekundärstroms, der bezüglich des vorselektierten Primärstroms schwach ist, längs eines Strompfades zwischen dem ersten Knoten und einem zweiten Knoten der Majoritätsschaltung zu verursachen; und einer Vielzahl von Schalttransistoren, die jeweils einen ersten Anschluß haben, der mit dem ersten Knoten verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit dem zweiten Knoten verbunden ist, und einen Steueranschluß, der zum Empfangen eines der digitalen Signale verbunden ist, wobei jeder Schalttransistor durch sein empfangenes digitales Signal von einem AUS-Zustand, in dem kein Strom durch ihn hindurchfließt, in einen EIN-Zustand schaltbar ist, in dem ein vorselektierter Schaltstrom durch ihn hindurchfließt, welcher Primärstrom das n-fache des Schaltstroms beträgt, wobei n die Anzahl von Schalttransistoren der genannten Vielzahl ist; bei der: der erste Stromdetektor mit dem ersten Knoten zum Detektieren einer Differenz zwischen dem Primärstrom und einer Summe aus dem Sekundärstrom und jeglichen Schaltströmen, die gerade fließen, verbunden ist; und der zweite Stromdetektor mit dem zweiten Knoten zum Detektieren der genannten Summe verbunden ist; wodurch ein Strom, der durch den Monitor fließt, durch den niedrigeren Wert von der detektierten Differenz und der detektierten Summe bestimmt wird.
Als Beispiel wird nun Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
1 ein Schaltungsdiagramm ist, das einen zuvor betrachteten Verstärker der Klasse AB zeigt;
2A, 2B und 2C Diagramme zum Erläutern der Operation des Verstärkers von 1 sind, wobei 2A eine Tabelle ist, die die Eingabe und Ausgabe einer Differenzverstärkersektion des Verstärkers zeigt, 2B Differenzein gaben V+ und V– und Ströme in verschiedenen Teilen zeigt und 2C Differenzeingaben V+ und V– und Ströme I1 und I2 in verschiedenen Teilen zeigt;
3A und 3B einen anderen zuvor betrachteten Verstärker der Klasse AB zeigen, wobei 3A ein Schaltungsdiagramm ist, das den Verstärker im allgemeinen zeigt, und 3B ein Schaltungsdiagramm ist, das ein Rückkopplungssystem (Stromdetektorschaltung) des Verstärkers zeigt;
4A und 4B Diagramme zum Erläutern eines Prinzips einer Stromdetektorschaltung sind, die einen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert, wobei 4A eine allgemeine Ansicht ist und 4B ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Abwandlung eines Monitors zeigt;
5 ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern eines anderen Prinzips einer Stromdetektorschaltung ist, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert;
6 ein Diagramm zum Erläutern noch eines anderen Prinzips einer Stromdetektorschaltung ist, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert;
7 ein Diagramm zum Erläutern noch eines anderen Prinzips einer Stromdetektorschaltung ist, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert;
8A und 8B einen Verstärker der Klasse AB gemäß einer ersten Ausführungsform eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei 8A ein Schaltungsdiagramm ist, das den Verstärker im allgemeinen zeigt, und 8B ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Stromdetektorschaltung des Verstärkers zeigt;
9 ein Diagramm zum Erläutern der Operation der ersten Ausführungsform und einer Beziehung zwischen Eingangsspannungen für einen Monitor und einem Durchgangsstrom ist;
10 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Stromdetektorschaltung eines Verstärkers der Klasse AB gemäß einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Schaltungsdiagramm ist, das Teile einer Schaltung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12A und 12B Diagramme zum Erläutern der Operation der Ausführungsform von 11 sind, wobei 12A Stromwerte in verschiedenen Teilen bei Normalbetrieb zeigt und 12B Stromwerte in den Teilen zeigt, wenn ein digitales Eingangssignal Dk versagt.
Zuerst werden Probleme von zuvor betrachteten Stromdetektorschaltungen erläutert.
1 zeigt einen ersten zuvor betrachteten Verstärker der Klasse AB.
Der Verstärker hat einen Differenzverstärker 11, Konstantstromquellen Ir11 und Ir12, jeweils zum Zuführen eines Stroms Iref, P-Kanal-Transistoren Tr10 und Tr12 und N-Kanal-Transistoren Tr11 und Tr13.
2A, 2B und 2C sind Diagramme zum Erläutern der Operation des in 1 gezeigten Verstärkers.
2A ist eine Tabelle, die Eingangs- und Ausgangspegel V+ und V– und konvertierte Ströme I1 und I2 des Differenzverstärkers 11 zeigt. In der Tabelle bezeichnet ein Bezugszeichen G die Verstärkung des Differenzverstärkers und ist "*" ein Multiplikationsoperator, der in dieser Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen bei den folgenden Erläuterungen verwendet wird.
28 zeigt Beziehungen zwischen den Differenzeingaben V+ und V– und Strömen in verschiedenen Teilen, die einen Strom Ip enthalten, der durch den P-Kanal-Transistor Tr10 fließt, einen Strom In, der durch den N-Kanal-Transistor Tr11 fließt, und einen schwachen Durchgangsstrom (schwachfließender Strom) It, der zu einer Ausgabesektion des Verstärkers fließt. Der Durchgangsstrom It ist der kleinere der Ströme Ip und In.
2C zeigt Beziehungen zwischen den Differenzeingaben V+ und V– und den Strömen I1 und I2.
Der Durchgangsstrom It wird zum Unterdrücken einer Halbperiodenverzerrung benötigt. Der Durchgangsstrom muß so klein wie möglich sein, da er den Energieverbrauch erhöht.
Der Verstärker von 1 ist insofern vorteilhaft, als er einfach ist. Er hat jedoch das Problem eines großen Energieverbrauchs, um den Durchgangsstrom It über 0 zu halten, da der Durchgangsstrom It als Reaktion auf eine Veränderung der Charakteristiken der Transistoren schwankt.
Um dieses Problem zu lösen, ist ein anderer Verstärker der Klasse AB betrachtet worden, wie in 3A und 3B gezeigt. 3A ist ein Schaltungsdiagramm, das den Verstärker im allgemeinen zeigt, und 3B ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Rückkopplungssystem (eine Stromdetektorschaltung) in dem Verstärker zeigt.
In 3A hat der Verstärker einen Differenzverstärker 11, die Stromdetektorschaltung 12, P-Kanal-Transistoren Tr10 und Tr12 und N-Kanal-Transistoren Tr11 und Tr13.
In 3B hat die Stromdetektorschaltung 12 eine Konstantstromquelle Ir1 zum Zuführen eines Stroms Iref, P-Kanal-Transistoren Tr2, Tr3, Tr8, Tr9 und Tr22 und N-Kanal-Transistoren Tr1, Tr4, Tr6, Tr7 und Tr21.
Das Rückkopplungssystem (Stromdetektorschaltung) führt eine Gegenkopplungsoperation aus, um einen konstanten Durchgangsstrom (konstantfließender Strom) It einer Ausgabesektion (Transistoren Tr10 und Tr11) in dem Verstärker zuzuführen.
Nun wird die Operation des Verstärkers der Klasse AB von 3A und 3B erläutert. Die Größe eines Verstärkers ist wie folgt definiert: Tr2/Tr1 = X
Und zwar ist das Verhältnis der Größe eines Transistors Tr1 zu jener eines Transistors Tr2 X.
Der Drainstrom eines Transistors ist zu der Größe des Transistors proportional. Wenn die Transistoren Tr1 und Tr2 in einer Stromspiegelkonfiguration miteinander verbunden sind, beträgt ein Strom, der durch den Transistor Tr2 fließt, das X-fache eines Stroms, der durch den Transistor Tr1 fließt.
(i) Eingabe
Beziehungen zwischen Differenzeingaben V+ und V– und Strömen I1 und I2 sind dieselben wie jene des ersten Standes der Technik von 2A.
(ii) Stromdetektion
Die Stromdetektorschaltung von 3B detektiert den Durchgangsstrom It durch die Transistoren Tr1 bis Tr4, T21 und Tr22. Nun wird die Detektionsoperation erläutert.
Die Größen der Transistoren sind wie folgt: Tr10/Tr3 = Tr11/Tr21 = S ... (1) Tr4/Tr1 = Tr22/Tr2 = T ... (2)
Ein Strom Ie ist wie folgt: Ie = (1/S)*It ... (3)
Und zwar ist der Strom Ie zu dem Durchgangsstrom It proportional. Die Transistoren Tr4 und Tr22 arbeiten in einem Sättigungsbereich, so daß die folgenden Ausdrücke gelten: I (Tr4) = β (Vg1 – Vp – Vthn)2/2 . . . (4) I(Tr22) = β (Vp – Vg2 – |Vthp|)2/2 ... (5) I (Tr4) = I (Tr22) . . . (6)wobei Vp eine Spannung am Knoten P ist, Vg1 und Vg2 die Gatespannungen der Transistoren Tr1 bzw. Tr2 sind und Vthn und Vthp die Schwellenspannungen von N- bzw. P-Kanal-Transistoren sind.
Daher sind die Spannungen Vg1, Vg2 und Vp gemäß den Ausdrücken (4) bis (6) eindeutig bestimmt.
Dabei gilt folgendes: Vp = Vq ... (7)wobei Vq eine Spannung am Knoten Q ist. Denn die Ausdrücke (4) bis (6) sind auf jeden der Transistoren Tr1 und Tr2 anwendbar, und die Spannungen Vg1 und Vg2 sind den Transistoren gemeinsam.
I(Tr1) = I(Tr2) =(1/T)*Ie ... (8)Gemäß den Ausdrücken (3) und (8) gilt folgendes: I (Tr1) = I (Tr2) = (1/S*T)*It . . . (9)Und zwar detektieren die Transistoren Tr1 und Tr2 den Durchgangsstrom It.
(iii) Allgemeine Operation
Wie in (2) erläutert, ist ein Strom, der durch die Transistoren Tr1 und Tr2 fließt, (1/5*T)*It, so daß der Strom dem Durchgangsstrom (fließender Strom) It folgt.
Falls der Strom It aus irgendeinem Grund abnimmt, nimmt eine Spannung Vr am Knoten R zu. Denn der Strom, der durch die Transistoren Tr1 und Tr2 fließt, wird durch die Konstantstromquelle Ir1, die seriell verbunden ist, konstantgehalten.
Wenn die Spannung Vr zunimmt, nehmen Ströme zu, die durch die Transistoren Tr7 und Tr9 fließen, um eine Spannung Va am Knoten A und eine Spannung Vb am Knoten B zu verändern, wodurch der Strom Ie und der Durchgangsstrom It zunehmen. Es wird nämlich eine Gegenkopplungsoperation ausgeführt, um den Durchgangsstrom It konstantzuhalten.
Der Durchgangsstrom It ist konstant wie folgt: It = S*T*Iref ... (10)
Der Durchgangsstrom It ist durch Verändern des Verhältnisses der Größen von Transistoren steuerbar. Der Verstärker der Klasse AB von 3A und 3B macht den Durchgangsstrom It immer konstant.
Der Verstärker der Klasse AB von 3A und 3B verhindert eine Schwankung des Durchgangsstroms It durch eine Gegenkopplung. Die Transistoren Tr4 und Tr22, welche die Schaltung zum Detektieren des Durchgangsstroms It bilden, bringen Spannungsabfälle mit sich, die den Schwellenspannungen Vthn und Vthp entsprechen. Falls diese Schwellenspannungen jeweils etwa 1 V betragen, werden sie einen Spannungsabfall von 2 V verursachen. Daher kann der Verstärker von 3A und 3B nicht mit einer Niederspannungsenergiequelle arbeiten.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden unten Beispiele für eine Stromdetektorschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
4A, 4B, 5, 6 und 7 zeigen Prinzipien eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, hat eine Stromdetektorschaltung, die einen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie in 4A gezeigt, ein erstes Detektionsobjekt (Detektionsvorrichtung) 21; einen ersten Stromdetektor 22 zum Detektieren eines Stroms, der durch das erste Detektionsobjekt 21 fließt; ein zweites Detektionsobjekt 23; einen zweiten Stromdetektor 24 zum Detektieren eines Stroms, der durch das zweite Detektionsobjekt 23 fließt; und einen Monitor 25. Der Monitor 25 enthält einen ersten Transistor Tr1, der einen Steueranschluß hat, der mit dem Ausgang des ersten Stromdetektors 22 verbunden ist, und einen zweiten Transistor Tr2, der einen zweiten Anschluß hat, der mit einem ersten Anschluß des ersten Transistors Tr1 verbunden ist, und einen Steueran schluß, der mit dem Ausgang des zweiten Stromdetektors 24 verbunden ist. Die ersten und zweiten Transistoren Tr1 und Tr2 haben identische Charakteristiken.
Das erste Detektionsobjekt der Stromdetektorschaltung hat vorzugsweise einen dritten Transistor Tr10, wie in 5 gezeigt.
Der erste Stromdetektor 22 der Stromdetektorschaltung hat vorzugsweise einen vierten Transistor Tr3, der einen Steueranschluß hat, der mit einem Steueranschluß des dritten Transistors Tr10 verbunden ist; und einen fünften Transistor Tr4, der zweite und Steueranschlüsse hat, die mit einem zweiten Anschluß des vierten Transistors Tr3 und mit einem Steueranschluß des ersten Transistors Tr1 verbunden sind, wie in 6 gezeigt.
Die Stromdetektorschaltung hat ferner vorzugsweise eine erste Stromquelle Ir1, die mit einem zweiten Anschluß des ersten Transistors Tr1 verbunden ist; und eine Rückkopplungsschaltung 26 zum Fixieren von Strömen, die durch die ersten und zweiten Detektionsobjekte 21, 23 fließen, als Antwort auf ein Signal von dem zweiten Anschluß des ersten Transistors Tr1, wie in 7 gezeigt.
Der Monitor 25 der Stromdetektorschaltung hat vorzugsweise einen sechsten Transistor Tr2', der einen zweiten Anschluß hat, der mit dem zweiten Anschluß des ersten Transistors Tr1 verbunden ist, und einen Steueranschluß, der mit dem Steueranschluß des zweiten Transistors Tr2 verbunden ist; und einen siebten Transistor Tr1', der einen Steueranschluß hat, der mit dem Steueranschluß des ersten Transistors Tr1 verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit dem ersten Anschluß des sechsten Transistors Tr2' verbunden ist, wie in 4B gezeigt.
Vorzugsweise sind die ersten, zweiten, fünften, sechsten und siebten Transistoren vom Typ einer ersten Leitfä higkeit und sind die dritten und vierten Transistoren vom Typ einer zweiten Leitfähigkeit.
Jeder zweite Anschluß ist vorzugsweise eine Drain- oder Kollektorelektrode, jeder Steueranschluß eine Gate- oder Basiselektrode und jeder erste Anschluß eine Source- oder Emitterelektrode.
Eine Ausführungsform eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung kann einen Verstärker vorsehen, bei dem die obige Stromdetektorschaltung zum Einsatz kommt.
In der folgenden Erläuterung sind die ersten, zweiten, fünften, sechsten und siebten Transistoren Tr1, Tr2, Tr4, Tr2' und Tr1' Transistoren vom Typ einer ersten Leitfähigkeit (N-Kanal-Transistoren) und sind die dritten und vierten Transistoren Tr10 und Tr3 Transistoren vom Typ einer zweiten Leitfähigkeit (P-Kanal-Transistoren). Daher ist der zweite Anschluß eine Drainelektrode, der Steueranschluß eine Gateelektrode und der erste Anschluß eine Sourceelektrode.
In den in 4A bis 7 gezeigten Stromdetektorschaltungen detektiert der erste Stromdetektor 22 einen Strom, der durch das erste Detektionsobjekt 21 fließt, und der zweite Stromdetektor 24 detektiert einen Strom, der durch das zweite Detektionsobjekt 23 fließt. Der Monitor 25 erzeugt einen Strom als Antwort auf die Ströme, die durch die ersten und zweiten Stromdetektoren 22 und 24 detektiert werden.
Der Monitor 25 umfaßt erste und zweite Transistoren Tr1 und Tr2. Wenn diese Transistoren Tr1 und Tr2 dieselben Charakteristiken haben, wird der Strom, der durch die Transistoren Tr1 und Tr2 fließt, gemäß einer niedrigeren der Eingangsspannungen für die Transistoren Tr1 und Tr2 bestimmt.
Wenn die Eingangsspannung Vg1 für den ersten Transistor Tr1 der Eingangsspannung Vg2 für den zweiten Transistor Tr2 gleich ist, sind die Transistoren einem Transistor mit halber Treiberkapazität äquivalent. Dies wird erläutert.

1) Wenn Vg1 = Vg2 = Vg

Der erste Transistor Tr1 arbeitet in einem Sättigungsbereich, und deshalb gilt folgendes: Ix = β (Vg – VA – Vth)2/2 ... (11)
Der zweite Transistor Tr2 arbeitet in einem Triodenbereich, und deshalb gilt folgendes: Ix = β {2(Vg – Vth)VA – VA2}/2 ... (12)
Gemäß den Ausdrücken (11) und (12) gilt folgendes: Ix = β (Vg – Vth) 2/4 . . . (13)

2) Wenn Vg1 > Vg2

Der erste Transistor Tr1 arbeitet in einem Triodenbereich, und der zweite Transistor Tr2 arbeitet in einem Sättigungsbereich, so daß folgendes gilt: Ix = β (Vg2 – Vth)2/2 ... (14)

3) Wenn Vg1 < Vg2

Der erste Transistor Tr1 arbeitet in einem Sättigungsbereich, und deshalb gilt folgendes: Ix = β (Vg1 – VA – Vth)2/2 ... (15)
Da der zweite Transistor Tr2 in einem Triodenbereich arbeitet, gilt folgendes: Ix = β {2 (Vg2 – Vth)VA – VA2}/2 ... (16)
Gemäß den Ausdrücken (15) und (16) wird folgendes erhalten: VA = [ (Vf2 + Vf1) – { (Vf2 + Vf1) 2 – 2Vf12} 1/2]½ ... (17)
Dementsprechend gilt folgendes: Ix = β [ (Vf22 + (Vf2 – Vf1) { (Vf2 + Vf1)2 – 2Vf12}½}/4... (18)
Gemäß dem Ausdruck (17) wird folgendes erhalten:
wobei Vf1 = Vg1 – Vth und Vf2 = Vg2 – Vth ist.
Wenn Vf1 etwa 0 ist, wird folgendes erhalten: VA ≒ 0 und ∂VA/∂Vf2 ≒ 0 ... (20)
Dabei steuert die Gatespannung Vg1 des ersten Transistors Tr1 den Strom Ix.
Gemäß den Erläuterungen unter den Punkten (1), (2) und (3) wird der Strom Ix entsprechend einer niedrigeren der Gatespannungen der ersten und zweiten Transistoren Tr1 und Tr2 bestimmt.
Die Stromdetektorschaltung von 3A und 3B verbindet seriell maximal vier Transistoren zwischen Energiequellen. Zwei von diesen Transistoren sind Transistoren mit Gate-Drain-Verbindung, um wenigstens einen Spannungsabfall von 2 Vth zu bewirken. Andererseits verbindet eine Stromdetektorschaltung, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, seriell maximal (höchstens) zwei Transistoren, ohne Transistoren mit Gate-Drain-Verbindung. Eine Stromdetektorschaltung, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, kann deshalb mit einer Niederspannungsenergiequelle und mit verringertem Energieverbrauch arbeiten.
Gemäß der Stromdetektorschaltung von 4B hat der Monitor 25 den ersten Transistor Tr1, den zweiten Transistor Tr2, den sechsten Transistor Tr2' und den siebten Transistor Tr1'. Durch diese Anordnung werden Schwankungen eines Stroms reduziert, der durch den Monitor fließt, wenn Vg1 > Vg2 und Vg1 < Vg2 ist.
Ein Verstärker, bei dem eine Stromdetektorschaltung zum Einsatz kommt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, kann mit einer Niederspannungsenergiequelle und mit verringertem Energieverbrauch arbeiten.
Ein solcher Verstärker, bei dem eine Stromdetektorschaltung zum Einsatz kommt, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert, hat eine Rückkopplungsschaltung 26, die auf ein Signal von dem zweiten Anschluß (Drainelektrode) des ersten Transistors Tr1 reagiert. Die Rückkopplungsschaltung 26 führt eine Gegenkopplung an den ersten und zweiten Stromdetektionsobjekten 21 und 23 aus, um den Strom, der durch die ersten und zweiten Detektionsobjekte 21 und 23 fließt, auf einen konstanten Wert zu steuern. Dieser Verstärker hat die Klasse AB und kann eine Schwankung eines Durchgangsstroms unterdrücken, der durch die Ausgabesektion des Verstärkers fließt.
8A und 8B zeigen einen Verstärker der Klasse AB gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8A ist ein Schaltungsdiagramm, das den Verstärker im allgemeinen zeigt, und 8B ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromdetektorschaltung des Verstärkers zeigt. Dieselben Teile wie jene des zweiten Beispiels für einen Verstärker nach Stand der Technik von 3A und 3B sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 8A hat der Verstärker der Klasse AB dieser Ausführungsform einen Differenzverstärker 11, die Stromdetektorschaltung 28, P-Kanal-Transistoren Tr10 und Tr12 und N-Kanal-Transistoren Tr11 und Tr13.
In 8B hat die Stromdetektorschaltung 28 eine erste Konstantstromquelle Ir1 zum Zuführen eines Stroms Iref, P-Kanal-Transistoren Tr3, Tr8 und Tr9 und N-Kanal-Transistoren Tr1, Tr2, Tr4, Tr6 und Tr7.
Die Stromdetektorschaltung 28 (Rückkopplungssystem) führt eine Gegenkopplungsoperation aus, um einen konstanten Durchgangsstrom It zu einer Ausgabesektion fließen zu lassen, welche die Transistoren Tr12 und Tr11 des Verstärkers einschließt.
Die Operation des Verstärkers ist dieselbe wie jene von 3A und 3B, außer der Stromdetektorschaltung 28 zum Detektieren des Durchgangsstroms It.
Der P-Kanal-Transistor Tr10 ist ein erstes Detektionsobjekt 21, und der N-Kanal-Transistor Tr11 ist ein zweites Detektionsobjekt 23.
Der P-Kanal-Transistor Tr3 und der N-Kanal-Transistor Tr4 bilden einen ersten Stromdetektor 22. Die N-Kanal-Transistoren Tr1 und Tr2 bilden einen Monitor 25. Signalleitungen zu den Gateelektroden der Transistoren Tr1 und Tr2 bilden einen zweiten Stromdetektor 24.
Die Größen der Transistoren Tr1, Tr2, Tr3 und Tr4 sind wie folgt: Tr11/Tr1 = Tr11/Tr2 = S ... (21) Tr10/Tr3 = Tr11/Tr4 ... (22)
Um den Beziehungsausdruck (22) zu erfüllen, sind Ausgangsströme Ip und In und die Eingangsspannungen Vg1 und Vg2 des Monitors 25 wie folgt:
wenn Ip = In, ist Vg1 = Vg2
wenn Ip > In, ist Vg1 > Vg2
wenn Ip < In, ist Vg1 < Vg2
Daher wird der Durchgangsstrom It so wie in 9 sein. In der Figur ist Iref ein Stromwert, der durch die erste Konstantstromquelle Ir1 vorgesehen wird.
Der Durchgangsstrom It verändert sich in dem Bereich von S * Iref bis 2 * S * Iref. Durch zweckmäßiges Festlegen des Stroms Iref und des Verhältnisses S der Transistorgrößen wird der Verstärker der Klasse AB realisiert.
Wenn sich "Ip > In" in "Ip < In" verändert, ist eine Änderung des Durchgangsstroms It vorteilhaft, da der Durchgangsstrom It groß ist.
Die Stromdetektorschaltung von 3B (die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert) ordnet die vier Transisto ren Tr3, Tr4, Tr21 und Tr22 seriell zwischen einer Energiequelle Vcc und Erde GND an. Zwei von diesen Transistoren sind Transistoren mit Gate-Drain-Verbindung. Andererseits ordnet die Stromdetektorschaltung 28 der ersten Ausführungsform die zwei Transistoren Tr3 und Tr4 seriell an, ohne Transistoren mit Gate-Drain-Verbindung. Daher kann der Verstärker dieser Ausführungsform mit einer Niederspannungsenergiequelle arbeiten.
Ein Strom, der die Transistoren Tr1 und Tr2 in dem Monitor 25 von 8B durchfließt, schwankt zwischen Vg1 > Vg2 und Vg1 < Vg2.
Daher kann der Monitor 25 aus N-Kanal-Transistoren Tr1, Tr2, Tr2' und Tr1' gebildet werden, wie in 11B gezeigt, um die Symmetrie zu verbessern und Schwankungen eines Stroms abzuflachen, der den Monitor durchfließt.
10 zeigt eine Stromdetektorschaltung eines Verstärkers der Klasse AB gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die allgemeine Anordnung dieses Verstärkers ist dieselbe wie bei dem Verstärker von 8A.
Die Stromdetektorschaltung dieser Ausführungsform umfaßt die Stromdetektorschaltung 28 der ersten Ausführungsform von 8B zuzüglich einer Phasenkompensationsschaltung.
Gemäß der Stromdetektorschaltung 28 der ersten Ausführungsform kann ein Hochfrequenzsignal, das für den Knoten A vorgesehen wird, um 180 Grad verschoben (invertiert) sein, wenn es bis zu dem Knoten A die Transistoren Tr3, Tr4, Tr1 und Tr7 durchläuft (Tr3 → Tr4 → Tr1 → Tr7 → A) , wodurch eine Mitkopplung herbeigeführt wird. Dies kann eine Oszillation verursachen.
Um solch eine Hochfrequenzoszillation zu verhindern, kommt bei der zweiten Ausführungsform eine Phasenkompensati onsschaltung zum Einsatz, die Widerstände R1 und R2 und Kondensatoren C1 und C2 umfaßt.
Die Abwandlung von 4B des Monitors 25 ist auch auf die zweite Ausführungsform anwendbar.
11 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Majoritätsschaltung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Majoritätsschaltung sendet ein digitales Signal über mehrere Pfade. Selbst wenn einer der Pfade das Signal auf Grund einer Fehlfunktion invertiert, bestimmt eine Majorität der Pfade die Ausgabe der Schaltung. Diese Schaltung ist äußerst zuverlässig und wird deshalb zum Beispiel zur Verarbeitung von Eisenbahnsignalen eingesetzt, die zuverlässig sein müssen.
Die Majoritätsschaltung hat eine zweite (Primär-) Stromquelle Ir2, eine dritte (Sekundär-)Stromquelle Ir3, N-Kanal-Transistoren Ti1 bis Tin, TrA, TrB, Tr1 und Tr2.
Der Transistor TrB bildet einen ersten Stromdetektor 22, die Transistoren (Schalttransistoren) Ti1 bis Tin und TrA bilden einen zweiten Stromdetektor 24, und die Transistoren Tr1 und Tr2 bilden einen Monitor 25.
Digitale Eingangssignale D1 bis Dn mit demselben Signalpegel (hoch oder niedrig) werden den Gateelektroden der jeweiligen Transistoren Ti1 bis Tin zugeführt. Die Transistoren Ti1 bis Tin haben identische Charakteristiken. Wenn ein digitales Eingangssignal Dk (k ist eines von 1 bis n) auf dem hohen Pegel ist, gibt ein Transistor Tik einen Strom (Schaltstrom) von I1 A weiter. Die zweite Stromquelle Ir2 sieht einen Strom von n*I1 A vor, und die dritte Stromquelle Ir3 sieht einen schwachen Strom von I2 A vor.
Wenn die digitalen Eingangssignale D1 bis Dn korrekt sind, d. h., wenn sie jeweils auf einem hohen oder niedrigen Pegel sind, wird einer der Transistoren TrA und TrB ge sperrt, und es fließt kein Strom zu dem Monitor 25 (wenn D1 bis Dn L sind, ist der schwache Strom I2 unzureichend, um zu bewirken, daß das Gate des Transistors TrA eine Schwellenspannung überschreitet, bei der sich der Transistor Tr2 einschaltet).
Daher sind ein Strom I (TrA) zum Transistor TrA, ein Strom I (TrB) zum Transistor TrB und ein Strom Iout zum Monitor 25 so wie in 12A gezeigt.
Falls ein digitales Eingangssignal Dk (k ist eines von 1 bis n) auf Grund eines Fehlers invertiert wird, fließt ein Strom von I1 ± I2 A, d. h., etwa I1 A, zu einem der Transistoren TrA und TrB, und ein Strom von S * I1 A, der zu dem Strom von I1 A proportional ist, fließt zu dem Monitor 25, wie in 12B gezeigt. Als Resultat ist der Fehler detektierbar. Hierbei ist S ein Übertragungsverhältnis.
Theoretisch kann die Majoritätsschaltung dieser Ausführungsform eine Vielzahl von Fehlern detektieren. In der Praxis ist die Anzahl von detektierbaren Fehlern auf Grund der Charakteristiken der Stromdetektorschaltung jedoch nicht so hoch. Die Abwandlung des Monitors 25, die in 4B gezeigt ist, ist auch auf diese Ausführungsform anwendbar. Obwohl bei den ersten bis dritten Ausführungsformen MOS-Transistoren verwendet werden, können bei der vorliegenden Erfindung Bipolartransistoren verwendet werden, die TTLs bilden.
Die oben beschriebenen Stromdetektorschaltungen können als Operationsverstärker oder als integrierte Halbleiterschaltkreise gebildet sein.
In einer Stromdetektorschaltung, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, detektiert der erste Stromdetektor einen Strom, der durch das erste Detektionsobjekt fließt, und der zweite Stromdetektor detektiert einen Strom, der durch das zweite Detektionsobjekt fließt. Die Ausgaben der ersten und zweiten Stromdetektoren werden den ersten bzw. zweiten Transistoren, mit den identischen Charakteristiken, des Monitors zugeführt. Der Strom, der durch die ersten und zweiten Transistoren fließt, wird durch die niedrigere der Eingangsspannungen für die ersten und zweiten Transistoren bestimmt. Daher wird die Stromdetektorschaltung durch die maximal zwei Transistoren realisiert, die seriell verbunden sind. Diese Anordnung kann mit einer Niederspannungsenergiequelle arbeiten und den Energieverbrauch reduzieren. Wenn der Monitor erste, zweite, sechste und siebte Transistoren umfaßt, werden Schwankungen des Stroms reduziert, der durch den Monitor fließt.
Ein Verstärker, der einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert, verwendet irgendeine der Stromdetektorschaltungen, die den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpern. Solch ein Verstärker kann mit einer Niederspannungsenergiequelle und reduziertem Energieverbrauch arbeiten. In einer Ausführungsform enthält ein Verstärker, der eine Stromdetektorschaltung des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung verwendet, eine Rückkopplungsschaltung, die ein Eingangssignal von dem zweiten Anschluß (Drainelektrode) des ersten Transistors empfängt. Die Rückkopplungsschaltung führt eine Rückkopplungsoperation an den ersten und zweiten Detektoren aus, um einen Strom zu steuern, der die ersten und zweiten Detektoren durchfließt. Dieser Verstärker der Klasse AB kann Schwankungen eines Durchgangsstroms unterdrücken, der zu der Ausgabesektion des Verstärkers fließt.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung erläuterten spezifischen Ausführungsformen begrenzt ist, und viele verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können gebildet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Stromdetektorschaltung mit: einem ersten Detektionsobjekt (21); einem ersten Stromdetektor (22) zum Detektieren eines Stroms, der durch das erste Detektionsobjekt (21) fließt; einem zweiten Detektionsobjekt (23); einem zweiten Stromdetektor (24) zum Detektieren eines Stroms, der durch das zweite Detektionsobjekt (23) fließt; und einem Monitor (25), der einen ersten Transistor (Tr1) enthält, der einen Steueranschluß hat, der mit einem Ausgang des ersten Stromdetektors (22) verbunden ist, und einen zweiten Transistor (Tr2), der einen zweiten Anschluß hat, der mit einem ersten Anschluß des ersten Transistors (Tr1) verbunden ist, und einen Steueranschluß, der mit einem Ausgang des zweiten Stromdetektors (24) verbunden ist, welche ersten und zweiten Transistoren (Tr1, Tr2) identische Charakteristiken haben.
Stromdetektorschaltung nach Anspruch 1, bei der das erste Detektionsobjekt (21) einen dritten Transistor (Tr10) hat.
Stromdetektorschaltung nach Anspruch 2, bei dem der erste Stromdetektor (22) enthält: einen vierten Transistor (Tr3), der einen Steueranschluß hat, der mit einem Steueranschluß des dritten Transistors (Tr10) verbunden ist; und einen fünften Transistor (Tr4), der zweite und Steueranschlüsse hat, die mit einem zweiten Anschluß des vierten Transistors (Tr3) und mit dem Steueranschluß des ersten Transistors (Tr1) verbunden sind.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, welche Stromdetektorschaltung ferner umfaßt: eine erste Stromquelle (Ir1), die mit einem zweiten Anschluß des ersten Transistors (Tr1) verbunden ist und eine Rückkopplungsschaltung (26) zum Steuern von Strömen, die durch die ersten und zweiten Detektionsobjekte (21, 23) fließen, als Antwort auf ein Signal von dem zweiten Anschluß des ersten Transistors (Tr1).
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Monitor (25) enthält: einen sechsten Transistor (Tr2'), der einen zweiten Anschluß hat, der mit dem zweiten Anschluß des ersten Transistors (Tr1) verbunden ist, und einen Steueranschluß, der mit dem Steueranschluß des zweiten Transistors (Tr2) verbunden ist; und einen siebten Transistor (Tr1'), der einen Steueranschluß hat, der mit dem Steueranschluß des ersten Transistors (Tr1) verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit einem ersten Anschluß des sechsten Transistors (Tr2') verbunden ist.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die ersten, zweiten, fünften, sechsten und siebten Transistoren (Tr1, Tr2, Tr4, Tr2', Tr1') vom Typ einer ersten Leitfähigkeit sind und die dritten und vierten Transistoren (Tr10, Tr3) vom Typ einer zweiten Leitfähigkeit sind.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der erste Anschluß ein Source- Anschluß ist, der zweite Anschluß ein Drain-Anschluß ist und der Steueranschluß ein Gate-Anschluß ist.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der erste Anschluß ein Emitter ist, der zweite Anschluß ein Kollektor ist und der Steueranschluß eine Basis ist.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, welche Stromdetektorschaltung einen Operationsverstärker bildet.
Stromdetektorschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, welche Stromdetektorschaltung einen integrierten Halbleiterschaltkreis bildet.
Verstärker mit einer Stromdetektorschaltung nach Anspruch 4 oder irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8 in Verbindung mit Anspruch 4, bei dem die ersten und zweiten Detektionsobjekte (21, 23) jeweils einen Treibertransistor (Tr10, Tr11) einer Ausgabesektion des Verstärkers umfassen.
Verstärker nach Anspruch 11, bei dem der Treibertransistor (Tr10) des ersten Detektionsobjektes (21) zwischen einer ersten Stromquellenleitung (Vcc) des Verstärkers und einem Ausgangsknoten (Out) verbunden ist und der Treibertransistor (Tr11) des zweiten Detektionsobjektes (23) zwischen dem genannten Ausgangsknoten und einer zweiten Stromquellenleitung (GND) des Verstärkers verbunden ist.
Verstärker nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Stromdetektorschaltung (28) eine Gegenkopplungsoperation ausführt, um eine Schwankung eines Durchgangsstroms (It) zu unterdrücken, der in der Ausgabesektion fließt und zum Verhindern einer Halbperiodenverzerrung dient.
Verstärker nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, ferner mit einer Differenzverstärkungs-Sektion (11), die Eingänge zum Empfangen von jeweiligen ersten und zweiten Differenzsignalen (V+, V–) hat und auch einen ersten Ausgang zum Entnehmen eines Stroms (I1) in Abhängigkeit von einer Differenz (V+ – V–) zwischen den empfangenen ersten und zweiten Differenzsignalen hat und einen zweiten Ausgang zum Liefern eines Stroms (I2) in Abhängigkeit von der genannten Differenz hat, welcher erste Ausgang mit einem Steueranschluß des Treibertransistors (Tr10) von einem (21) der ersten und zweiten Detektionsobjekte (21, 23) zum Steuern eines hindurchfließenden Stroms (Ip) operativ verbunden ist und welcher zweite Ausgang mit einem Steueranschluß des Treibertransistors (Tr11) von dem anderen (23) der ersten und zweiten Detektionsobjekte (21, 23) zum Steuern eines hindurchfließenden Stroms (In) operativ verbunden ist.
Verstärker nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die Stromdetektorschaltung ferner eine Phasenkompensationsschaltung (R1, R2, C1, C2) enthält, die mit der Rückkopplungsschaltung (26) zum Verhindern einer Mitkopplung von Hochfrequenzsignalen durch die Rückkopplungsschaltung operativ verbunden ist.
Majoritätsschaltung zum Detektieren von Fehlern bei der Übertragung einer Vielzahl von digitalen Signalen (D1 bis Dn), die jeweils denselben Signalpegel haben, mit: einer Stromdetektorschaltung nach Anspruch 1; einer Primärstromquelle (Ir2), die verbunden ist, um das Fließen eines vorselektierten Primärstroms (n*I1) durch einen ersten Knoten der Majoritätsschaltung zu verursachen; einer Sekundärstromguelle (Ir3), die verbunden ist, um das Fließen eines vorselektierten Sekundärstroms (I2), der bezüglich des vorselektierten Primärstroms (n*I1) schwach ist, längs eines Strompfades zwischen dem ersten Knoten und einem zweiten Knoten der Majoritätsschaltung zu verursachen; und einer Vielzahl von Schalttransistoren (Ti1 bis Tin), die jeweils einen ersten Anschluß haben, der mit dem ersten Knoten verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit dem zweiten Knoten verbunden ist, und einen Steueranschluß, der zum Empfangen eines der digitalen Signale (D1 bis Dn) verbunden ist, wobei jeder Schalttransistor durch sein empfangenes digitales Signal von einem AUS-Zustand, in dem kein Strom durch ihn hindurchfließt, in einen EIN-Zustand schaltbar ist, in dem ein vorselektierter Schaltstrom (I1) durch ihn hindurchfließt, welcher Primärstrom das n-fache des Schaltstroms beträgt, wobei n die Anzahl von Schalttransistoren der genannten Vielzahl ist; bei der: der erste Stromdetektor (TrB) mit dem ersten Knoten zum Detektieren einer Differenz zwischen dem Primärstrom (n*I1) und einer Summe aus dem Sekundärstrom (I2) und jeglichen Schaltströmen, die gerade fließen, verbunden ist; und der zweite Stromdetektor (TrA) mit dem zweiten Knoten zum Detektieren der genannten Summe verbunden ist; wodurch ein Strom (Iout), der durch den Monitor (25) fließt, durch den niedrigeren Wert von der detektierten Differenz und der detektierten Summe bestimmt wird.