Halbleiterbauelemente wie Dioden oder Transistoren haben diverse parametrische Empfindlichkeiten: Schwanken beispielsweise die Betriebstemperaturen von Bauelementen, verändern sie ihre Parameter. Temperaturänderungen wirken sich somit direkt auf das Strom-Spannungs-Verhalten von Halbleitern aus – was sich insbesondere bei analogen Schaltungen, wie z. B. Sensorausleseschaltungen, negativ auswirken kann und zu fehlerhaften Messwerterfassungen führt.

Eine Erfindung der Ruhr-Universität Bochum löst das Problem parametrischer Empfindlichkeiten grundsätzlich: Sie kompensiert z. B. sämtliche Temperatureinflüsse in analogen MOS-Transistorschaltungen. Der Ansatz be-steht aus zwei Teilen: Eine neuartiges Stromquellenkonzept prägt alle DC-Arbeitspunkte der effektiven Gate-Spannungen innerhalb des gesamtmöglichen Gestaltungsbereichs starker Kanalinversionen temperaturunabhängig und gleichzeitig hoch präzise ein (Abb. 1). Insbesondere kann dadurch jetzt auch die analoge Schaltungsklasse der ‚Square Law Circuits‘, die auf quadratischen Übertragungskennlinien von MOS-Transistoren aufsetzt, auf diese Weise erstmalig alle niederfrequenten Signale entsprechend temperaturunabhängig verarbeiten (Abb. 2). Diese, wie alle sonstigen analogen Schaltungskonzepte in starker Kanalinversion lassen sich auf der Basis des zweiten Teils des Ansatzes um ein ergänzendes Verfahren erweitern, durch das dann weitere noch bestehende Temperaturabhängigkeiten im Schaltungskennverhalten, kompensiert werden können. Alle effektiven Gate-Spannungen stehen dabei nach wie vor in einem festen Zusammenhang zu einem Spannungsnormal z. B. dem aus einer Bandgap-Schaltung und sind somit stets hochgenau definiert. Für die Kompensation noch bestehender Temperaturabhängigkeiten, wofür primär die Kleinsignalsteilheiten verantwortlich sind, werden verstellbare Transistoreinheiten verwendet, die zentral durch ein gemeinsames digitales Steuerwort gemäß aktueller Betriebstemperatur konfiguriert werden.