專利名稱：無待機電流的啟動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于啟動電路之技術(shù)，尤指無待機電流的啟動電路。
技術(shù)背景啟動電路(start up circuit)是許多電路裝置當(dāng)中的基本元 件之一。 一般而言，就模擬電路與數(shù)字電路兩者來作比較，前者通 常需要消耗較多的待機電流(standby current )。為了提升電源的使用效率及其他各種的理由，許多電路裝置或 積體電路在開發(fā)時多半會朝降低功耗的方向進(jìn)行設(shè)計。因此，如何 有效地降低啟動電路的電功耗，便成為系統(tǒng)設(shè)計時所必須考量的重 點之一。舉例而言，美國專利第557 005 0號與第6404252號當(dāng)中提 出了不同架構(gòu)的無待機電流的啟動電路。然而，這兩篇專利所提出 的啟動電路的電路架構(gòu)都過于復(fù)雜。就降低電路成本的角度而言， 發(fā)展架構(gòu)更為精簡的啟動電路實有其絕對的必要性。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明之目的之一在于提供架構(gòu)精簡且無待機電流的啟 動電路，以解決上述問題。本發(fā)明之實施例提供了一種啟動電路，其包含有 一非門；一 電容，耦接于該非門的輸出端； 一第一開關(guān)，用來依據(jù)該非門的輸 出以決定是否將該非門的輸入端耦接至一工作電壓源； 一控制電路， 用來在該非門的輸入端耦接至該工作電壓源達(dá)一預(yù)定時間后，切換 該非門的輸入端的邏輯電平；以及一啟動信號產(chǎn)生器，耦接于該非 門，用來依據(jù)該非門的輸入或輸出產(chǎn)生至少一啟動信號。


圖l為本發(fā)明的啟動電路之一實施例筒化后的方塊圖。 圖2為圖1的啟動電路之一優(yōu)選實施例的電路圖。圖3為描述圖2的啟動電路之一運行實施例的時序圖。主要元件符號說明100啟動電路110非門120電容130、 220開關(guān)140控制電路150啟動信號產(chǎn)生器160電路裝置210時序決定電路230電流源240電it匯具體實施方式
在說明書及后續(xù)的申請專利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元 件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞 來稱呼同樣的元件。本說明書及后續(xù)的申請專利范圍并不以名稱的差異來作 為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇 說明書及后續(xù)的請求項當(dāng)中所提及的「包含J是一開放式的用語，故應(yīng)解釋成r包含但不限定于」。另外，r耦接」 一詞在此系包含任何直接及間接的電 氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第 一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電 氣連接至該第二裝置。請參考圖1，其所繪示為本發(fā)明一實施例的啟動電路100簡化后 的方塊圖。如圖所示，啟動電路100包含有一非門110; —電容12 0, 耦接于非門IIO的輸出端； 一第一開關(guān)130，耦接于非門110的輸 出端，用來依據(jù)非門110的輸出以決定是否將非門IIO的輸入端耦 接至一工作電壓源Vcc; —控制電路14 0，用來在非門110的輸入端 耦接至該工作電壓源Vcc達(dá)一預(yù)定時間后，切換非門IIO的輸入端 的邏輯電平；以及一啟動信號產(chǎn)生器150,耦接于非門110,用來依
據(jù)非門110的輸入或輸出產(chǎn)生至少一啟動信號予一電路裝置160。 在實際應(yīng)用上，電路裝置160可以是一模擬電路、 一數(shù)字電路或是 一模擬與數(shù)字混合電路。圖2為啟動電路100之一優(yōu)選實施例的電路圖。在本實施例中， 控制電路140包含有一時序決定電路210以及一第二開關(guān)220，而 啟動信號產(chǎn)生器150則包含有一電流源(current source) 230以 及一電流匯(current sink) 240。如圖所示，時序決定電路210 在本實施例中系由多個相互串聯(lián)的二極管搭配一電容來實現(xiàn)，其功 能是用來依據(jù)該工作電壓源Vcc所提供的電壓產(chǎn)生一控制電壓VX， 其中，該多個串聯(lián)的二極管是用來作為該工作電壓源Vcc的負(fù)載。 第二開關(guān)22 0則會依據(jù)該控制電壓VX來決定是否切換非門110的輸 入端的邏輯電平。在本實施例中，啟動電路100的第一開關(guān)130是利用一柵極耦 接于非門110的輸出端的PMOS晶體管來實現(xiàn)，而控制電路140中的 第二開關(guān)22 0則包含一柵極耦接于該控制電壓VX的NMOS晶體管。 因此，當(dāng)該控制電壓VX達(dá)到第二開關(guān)22 0的該NMOS晶體管的柵極 臨界電壓TH1時，第二開關(guān)22 0便會開啟(turn on )以將非門110 的輸入端接地。在啟動電路100中，非門110與第一開關(guān)130會形成一正反饋 回路。當(dāng)工作電壓源Vcc —啟動時，非門110的輸入端與輸出端便 會開始充電。然而，由于非門110的輸出端耦接于電容120，故非 門110的輸入端的充電速度會快于其輸出端的充電速度。另一方面， 當(dāng)工作電壓源Vcc啟動后，該工作電壓源Vcc所4敘出的電壓會逐漸 由零伏上升至正常運行所需的一電壓值。由于時序決定電路210中 這些串聯(lián)的二極管會產(chǎn)生壓降的效果，故時序決定電路210所輸出 的控制電壓VX的上升時序會落后于該工作電壓源Vcc的輸出電壓的 上升時序。換言之，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)130將非門110的輸入端耦接至該 工作電壓源Vcc達(dá)一預(yù)定時間后，控制電路140中的第二開關(guān)220 才會開啟以將非門110的輸入端接地。就某一角度而言，第二開關(guān) 22 0的切換時序取決于時序決定電路210所提供的延遲量。
請參考圖3，其所繪示為描述本發(fā)明的啟動電路IOO之一運行實 施例的時序圖300。如前所述，當(dāng)該工作電壓源Vcc —啟動后，時 序決定電路210所輸出的控制電壓VX會由零伏逐漸上升，但上升的 量會落后于該工作電壓源Vcc的輸出電壓一預(yù)定時間。在時間點310 之前，由于該控制電壓VX尚未達(dá)到作為第二開關(guān)220的NMOS晶體 管的柵極臨界電壓TH1,故第二開關(guān)220會維持在開路(open)狀 態(tài)，而非門110的輸入端在此期間則會經(jīng)由第一開關(guān)130耦接于該 工作電壓源Vcc。因此，非門110的輸入端的電壓VA在時間點310 以前，都會隨著該工作電壓源Vcc的輸出電壓而逐漸上升。當(dāng)非門110的輸入電壓VA達(dá)到一第一預(yù)定值時，啟動信號產(chǎn)生 器150中的電流匯240會啟動以汲取電流。如圖2所示，本例中的 電流匯240包含有一柵極耦接于非門110的輸入端的NMOS晶體管。 因此，當(dāng)非門110的輸入電壓VA上升至電流匯240中該NMOS晶體 管的柵極臨界電壓TH2時，電流匯240便會開始汲取電流。另一方 面，當(dāng)非門110的輸出電壓VB達(dá)到一第二預(yù)定值時，啟動信號產(chǎn)生 器15 0中的電流源2 30會啟動以提供電流予電路裝置160。在本實 施例中，電流源2 30包含有一柵極耦接于非門110的輸出端的PMOS 晶體管。因此，當(dāng)非門110的輸出電壓VB低于電流源2 30中該PMOS 晶體管的柵極臨界電壓TH3時，電流源2 30便會開始提供電流予電 路裝置160。在時間點310時，由于時序決定電路210所輸出的控制電壓VX 達(dá)到第二開關(guān)220中的NMOS晶體管的柵極臨界電壓TH1，故第二開 關(guān)22 0會將非門110的輸入端接地，致使非門110的輸入端與輸出 端的邏輯電平轉(zhuǎn)換狀態(tài)。亦即，非門110的輸入端會由邏輯1變?yōu)?邏輯0，而非門110的輸出端則會由邏輯0變?yōu)檫壿?。如此一來， 啟動信號產(chǎn)生器150便會停止輸出啟動信號，故不會有任何待機電 流的消耗。此外，所述的架構(gòu)還可確保啟動信號產(chǎn)生器150所輸出的啟動 信號為全擺幅(full swing)的信號，進(jìn)而確保電路裝置160啟動 后能正常運行。 請注意，前述時序決定電路210是利用多個串聯(lián)的二極管來作 為該工作電壓源Vcc的負(fù)栽，此僅是一實施例，而非局限本發(fā)明的 實際實施方式。例如，實作上亦可利用多個串聯(lián)的晶體管(例如NM0S 晶體管或PM0S晶體管)來取代這些二極管的功能。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍 所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種啟動電路，其包含有一非門；一電容，耦接于該非門的輸出端；一第一開關(guān)，用來依據(jù)該非門的輸出以決定是否將該非門的輸入端耦接至一工作電壓源；一控制電路，用來在該非門的輸入端耦接至該工作電壓源達(dá)一預(yù)定時間后，切換該非門的輸入端的邏輯電平；以及一啟動信號產(chǎn)生器，耦接于該非門，用來依據(jù)該非門的輸入或輸出產(chǎn)生至少一啟動信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的啟動電路，其中該控制電路包含有 一時序決定電路，用來依據(jù)該工作電壓源所提供的電壓產(chǎn)生一控制電壓；以及一第二開關(guān)，耦接于該時序決定電路和該非門，用來于該控制 電壓達(dá)到一臨界值時，將該非門的輸入端耦接于一預(yù)定電平以切換 該非門的輸入端的邏輯電平。
3. 如權(quán)利要求2所述的啟動電路，其中該時序決定電路包含 有多個串聯(lián)的晶體管，用來作為該工作電壓源的負(fù)載。
4. 如權(quán)利要求2所述的啟動電路，其中該時序決定電路包含 有多個串聯(lián)的二極管，用來作為該工作電壓源的負(fù)載。
5. 如權(quán)利要求2所述的啟動電路，其中該第二開關(guān)是一晶體管。
6. 如權(quán)利要求1所述的啟動電路，其中該第一開關(guān)在該非門 的輸出端的邏輯電平為 一預(yù)定值時，將該非門的輸入端耦接至該工 作電壓源。
7. 如權(quán)利要求2所述的啟動電路，其中該第一開關(guān)是一晶體管。
8. 如權(quán)利要求1所述的啟動電路，其中該啟動信號產(chǎn)生器包 含有一電流匯，用來于該非門的輸入電壓達(dá)一第一預(yù)定值時啟動以 汲取電流。
9. 如權(quán)利要求8所述的啟動電路，其中該啟動信號產(chǎn)生器另 包含有一電流源，用來于該非門的輸出電壓達(dá)一 第二預(yù)定值時啟動以 提供電流。
10. 如權(quán)利要求1所述的啟動電路，其中該啟動信號產(chǎn)生器包 含有一電流源，用來于該非門的輸出電壓達(dá)一第二預(yù)定值時啟動以 提供電流。
全文摘要
一種啟動電路，其包含有一非門；一電容，耦接于該非門的輸出端；一第一開關(guān)，用來依據(jù)該非門的輸出以決定是否將該非門的輸入端耦接至一工作電壓源；一控制電路，用來在該非門的輸入端耦接至該工作電壓源達(dá)一預(yù)定時間后，切換該非門的輸入端的邏輯電平；以及一啟動信號產(chǎn)生器，耦接于該非門，用來依據(jù)該非門的輸入或輸出產(chǎn)生至少一啟動信號。
文檔編號H03K3/00GK101162896SQ20061014167
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者許洋誠 申請人:奕力科技股份有限公司