一種上電復(fù)位電路及其方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種上電復(fù)位電路及其方法，上電復(fù)位電路，設(shè)置在電路系統(tǒng)中，對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位操作，所述上電復(fù)位電路包括：分壓網(wǎng)絡(luò)電路(I1)和與其連接的復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(I2)。復(fù)位方法包括如下步驟：(1).分壓網(wǎng)絡(luò)電路對(duì)外部供電電壓Vdd1進(jìn)行分壓；(2).復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(I2)產(chǎn)生帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)；(3).電路系統(tǒng)接受復(fù)位信號(hào)進(jìn)行上電復(fù)位，并發(fā)出復(fù)位放開(kāi)信號(hào)關(guān)閉上電復(fù)位電路。本發(fā)明提供的上電復(fù)位電路及其方法，可靠性高，一定程度上能抵抗電源電壓干擾抖動(dòng)，帶溫度補(bǔ)償功能使復(fù)位電路受溫度影響較小，復(fù)位完成后該上電復(fù)位電路自行關(guān)斷實(shí)現(xiàn)靜態(tài)功耗為零。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種上電復(fù)位電路及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種上電復(fù)位電路及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]上電復(fù)位電路(Power On Reset電路)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)系統(tǒng)芯片中。一個(gè)電路系統(tǒng)在剛剛上電的時(shí)候，電源電壓還未達(dá)到預(yù)期的穩(wěn)定狀態(tài)，芯片中各個(gè)功能模塊，各個(gè)電路節(jié)點(diǎn)電壓和邏輯電平處于未知狀態(tài)；從這種不確定的初始狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行芯片，很可能會(huì)造成系統(tǒng)的錯(cuò)誤執(zhí)行，甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的正常工作能力。為了使芯片從一個(gè)預(yù)定的初始狀態(tài)開(kāi)始工作，需要使用上電復(fù)位電路在上電初期產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，初始化整個(gè)系統(tǒng)芯片。
[0003]現(xiàn)在已有的上電復(fù)位電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，初始化系統(tǒng)芯片之后，能夠自動(dòng)關(guān)斷復(fù)位電路，從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)零功耗。但由于現(xiàn)在集成芯片大量而廣泛地應(yīng)用于各種環(huán)境條件下，因此溫度對(duì)復(fù)位電路的影響已成為衡量芯片質(zhì)量一個(gè)關(guān)鍵因素。
[0004]現(xiàn)有的一種復(fù)位電路，采用了反饋控制電路實(shí)現(xiàn)零功耗。該復(fù)位電路包括啟動(dòng)電路，復(fù)位產(chǎn)生電路和實(shí)現(xiàn)零功耗控制電路三部分，其主要特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了電路完成上電復(fù)位之后斷開(kāi)啟動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)零功耗。
[0005]但現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)位電路的復(fù)位功能受溫度影響較大，不適用于各種環(huán)境下芯片的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了 一種上電復(fù)位電路及其方法，可靠性高，一定程度上能抵抗電源電壓干擾抖動(dòng)，帶溫度補(bǔ)償功能使復(fù)位電路受溫度影響較小，復(fù)位完成后該上電復(fù)位電路自行關(guān)斷實(shí)現(xiàn)靜態(tài)功耗為零。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種上電復(fù)位電路，設(shè)置在電路系統(tǒng)中，對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位操作，其改進(jìn)之處在于，所述上電復(fù)位電路包括:分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Ii)和與其連接的復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)。
[0008]本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行電壓檢測(cè)，將檢測(cè)電壓送入所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12);所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，對(duì)所述電路系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。
[0009]本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)還反饋至所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端。
[0010]本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)包括第一供電電源(Vddl)和與其連接的分壓網(wǎng)絡(luò)模塊；所述分壓網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出端(Vr)連接所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)的輸入端。
[0011]本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述分壓網(wǎng)絡(luò)模塊包括:M0S管(M12、M13)和第三電阻(R3) ;M12的源極和Vddl連接，M12的柵極和漏極相互連在一起；M13的源極和M12的漏極相連接，M13的柵極(F2)和所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)的輸入端連接，M13的漏極和R3的輸出端(Vr)相連接；R3的第二端口和地連接在一起。
[0012]本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述復(fù)位信號(hào)(POR)產(chǎn)生電路(12)包括第二供電電源(Vdd2)、晶體管單元、電阻單元和反相器(INVl);所述晶體管單元分別和所述供電電源2(Vdd2)、電阻(R1，R2)和反相器(INVl)連接。
[0013]本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，所述晶體管單元包括:雙極型晶體管(Q1、Q2、Q3、Q4)、PM0S 管子(M5、M6、M7、M10)和 NMOS 管子(Ml、M2、M3，M4，M8，M9，Mil);其中，雙極型晶體管Ql和Q2的集電極相連接并且都和Vr相連，Ql和Q2的基極相連，Q2的發(fā)射極和基極相連并和電阻(Rl)的一端連接；Q1的發(fā)射極和Ml的漏極相連接；雙極型晶體管Q3和Q4的集電極相連接并且和Vr相連，Q3和Q4的基極相連，Q3的發(fā)射極和基極相連并和第一電阻(Rl)的另一端(F3)相連接；Q4的發(fā)射極和M3的漏極相連接；M1的柵極和漏極相連接，并和M2的柵極連接；M1的源極和M2的源極都接地；M3的柵極和漏極相連接，并和M4的柵極、M8的柵極連接；M3的源極和M4的源極接地；M5的柵極和漏極相連接，并和M6的柵極、M2的漏極連接；M5的源極和M6的源極都和Vr連接；M6的漏極(F4)和M4的漏極相連接，并和M7的柵極連接；M2、M4和M8的源極接地；M7、M8和M9的漏極(F5)連接后，和M10,Mll的柵極連接；M10和Mll的漏極(Fl)相連接，并且和M9的柵極、反相器(INVl)的輸入端口連接在一起；M7的源極和Vr相連，MlO的源極和Vdd2相連；M8、M9、M11的源極接地；反相器(INVl)的輸出端口(F2)的輸出信號(hào)就是電路系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)。
[0014]本發(fā)明提供的第七優(yōu)選技術(shù)方案中，所述復(fù)位信號(hào)(POR)產(chǎn)生電路(12)還包括第一反饋支路和第二反饋支路；其中，所述第一反饋支路包括:在復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生后，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出低電平關(guān)斷M13，切斷復(fù)位電路的電源；所述第二反饋支路為:F2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平較Fl節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為高電平存在一定延時(shí)，F(xiàn)l高電平反饋到M9的柵極使M9導(dǎo)通，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)電平被拉到地電平，然后F2低電平反饋到M13的柵極關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路。
[0015]本發(fā)明提供的第八優(yōu)選技術(shù)方案中，提供一種上電復(fù)位方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟:
[0016](I).對(duì)外部供電電壓Vddl進(jìn)行分壓，獲得分壓后電壓Vr ;
[0017](2)所述分壓后的電壓Vr并聯(lián)接入二對(duì)晶體管，其中第一對(duì)晶體管Ql和Q2形成第一級(jí)電流鏡，第二對(duì)晶體管Q3和Q4形成第二級(jí)電流鏡；所述晶體管Q2與電阻Rl、R2串聯(lián)，晶體管Q3與電阻R2串聯(lián)，通過(guò)調(diào)節(jié)Rl、R2，產(chǎn)生溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)。
[0018]本發(fā)明提供的第九優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟2中，帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)產(chǎn)生過(guò)程如下:
[0019]復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)中雙極型晶體管Ql和Q2形成第一級(jí)電流鏡，Q3和Q4形成第二級(jí)電流鏡；調(diào)節(jié)Rl、R2的電阻值，改變Ql、Q2相較于Q3、Q4的發(fā)射極面積倍數(shù)調(diào)節(jié)Q2以及Q3的PN結(jié)的反偏飽和電流132和Is3，對(duì)復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0020]本發(fā)明提供的第十優(yōu)選技術(shù)方案中，所述方法還包括:
[0021](3).電路系統(tǒng)還接受復(fù)位放開(kāi)反饋信號(hào)，關(guān)閉上電復(fù)位電路。
[0022]本發(fā)明提供的較優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟3中，復(fù)位放開(kāi)后，當(dāng)Fl節(jié)點(diǎn)輸出高電平時(shí)，M9管子導(dǎo)通，拉低F5節(jié)點(diǎn)電平，直到F5節(jié)點(diǎn)輸出低電平；當(dāng)F2節(jié)點(diǎn)輸出低電平時(shí)，將會(huì)關(guān)斷M 13管子，切斷供電電壓和復(fù)位電路的連接；Vr上的電流將會(huì)通過(guò)R3電阻泄放到地上，使得Vr電壓降為零電壓，關(guān)閉整個(gè)復(fù)位電路。
[0023]本發(fā)明提供的第二較優(yōu)選技術(shù)方案中，包括兩個(gè)反饋支路的反饋信號(hào)，具體工作過(guò)程如下:
[0024]所述第一反饋支路中，在復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生后，反相器(INVl)的輸出端口(F2)節(jié)點(diǎn)輸出低電平關(guān)斷M13，切斷復(fù)位電路的電源；所述第二反饋支路中，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平較MlO和Mll的漏極(Fl)節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為高電平存在一定延時(shí)，F(xiàn)l高電平反饋到M9的柵極使M9導(dǎo)通，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)電平被拉到地電平，然后F2低電平反饋到M13的柵極關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種上電復(fù)位電路及其方法，利用反饋控制通路關(guān)斷分壓網(wǎng)絡(luò)電路，將Vr電平拉到地電平，從而關(guān)斷整個(gè)復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)零功耗；在反饋關(guān)斷復(fù)位電路的同時(shí)維持上電復(fù)位電路輸出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的邏輯電平值，有效避免因關(guān)斷復(fù)位電路導(dǎo)致電路進(jìn)入錯(cuò)誤的復(fù)位狀態(tài)；本發(fā)明還采用了溫度補(bǔ)償措施，使帶隙電路正負(fù)溫度系數(shù)相互抵消從而獲得與溫度無(wú)關(guān)的電壓量原理，實(shí)現(xiàn)了受溫度影響很小的上電復(fù)位電路。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的上電復(fù)位電路的實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的上電復(fù)位電路的實(shí)施例詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖3為復(fù)位信號(hào)(POR)產(chǎn)生電路的實(shí)施例概括示意圖。
[0029]圖4為上電復(fù)位方法的實(shí)施例流程圖。
[0030]圖5為帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)產(chǎn)生原理實(shí)施例圖。
[0031]圖6為上電復(fù)位方法步驟3的工作過(guò)程實(shí)施例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明在于提供一種新型實(shí)用的上電復(fù)位電路，其主要特點(diǎn):可靠性高，一定程度上能抵抗電源電壓干擾抖動(dòng)，帶溫度補(bǔ)償功能使復(fù)位電路受溫度影響較小，復(fù)位完成后該上電復(fù)位電路自行關(guān)斷實(shí)現(xiàn)靜態(tài)功耗為零。
[0033]本新型上電復(fù)位電路不僅可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)零功耗，而且具備溫度補(bǔ)償功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度影響不敏感，使整個(gè)芯片在各種環(huán)境中都能從可靠的初始化狀態(tài)開(kāi)始正常工作。
[0034]為達(dá)到上述發(fā)明目的，它主要包括兩部分，如圖1所示:分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)和復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)。分壓網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電壓檢測(cè)功能，將檢測(cè)電壓Vr送入下一個(gè)模塊復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)P0R，提供給整個(gè)系統(tǒng)芯片進(jìn)行復(fù)位。同時(shí)POR將反饋回分壓網(wǎng)絡(luò)關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)零功耗。
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。參見(jiàn)圖1-3，為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的基本不受溫度影響、靜態(tài)零功耗上電復(fù)位電路的詳細(xì)電路圖，它包括兩部分:分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)和POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路(12)。
[0036]分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il):
[0037]分壓網(wǎng)絡(luò)電路的供電電壓Vdd由芯片外部供給，也作為整個(gè)系統(tǒng)芯片的供電電壓；分壓網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Ml2、Ml3、R3對(duì)供電電壓進(jìn)行分壓，其輸出端(Vr)連接復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路的輸入端。[0038]分壓網(wǎng)絡(luò)由第十二 MOS管子(M12)、第十三MOS管子(M13)和第三電阻(R3)構(gòu)成。M12的源極和外給供電電壓Vdd相連接，M12的柵極和漏極相互連在一起；M13的源極和M12的漏極相連接，M13的柵極(F2)和POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出相連接，M13的漏極和R3的第一端口(Vr)相連接；R3的第二端口和地連接在一起。
[0039]分壓網(wǎng)絡(luò)通過(guò)M21，Ml 3和R3對(duì)供電電壓Vdd進(jìn)行分壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的檢測(cè)功能；分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出送入復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路作為其輸入。
[0040]分壓網(wǎng)絡(luò)中M12柵極和漏極相接，作為單向?qū)ǘO管；使得整個(gè)復(fù)位電路工作電壓至少在一個(gè)PMOS管子閾值電壓之上，可以抵抗一定程度上電源電壓的擾動(dòng)可能引起的錯(cuò)誤復(fù)位。
[0041]POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路(12):
[0042]POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路輸入端為分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出(Vr)，輸出端POR提供復(fù)位信號(hào)。
[0043]POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路由四個(gè)雙極型晶體管(Q1-Q4)、四個(gè)PMOS管子(M5，M6，M7，M10)、七個(gè) NMOS 管子(M1，M2，M3，M4，M8，M9，M11)、兩個(gè)電阻(R2，R3)和一個(gè)反相器(INVl)構(gòu)成。
[0044]雙極型晶體管Ql和Q2的集電極相連接并且和Vr相連，Ql和Q2的基極相連，Q2的發(fā)射極和基極相連并和第一電阻(Rl)的第一端口相連接；Ql的發(fā)射極和第一 MOS管子(Ml)的漏極相連接；雙極型晶體管Q3和Q4的集電極相連接并且和Vr相連，Q3和Q4的基極相連，Q3的發(fā)射極和基極相連并和第一電阻(Rl)的第二端口(F3)相連接；Q4的發(fā)射極和第三MOS管子(M3)的漏極相連接。Ml的柵極和漏極相連接，并和M2的柵極相連在一起；Ml的源極和M2的源極都和地連在一起。M3的柵極和漏極相連接，并和M4的柵極、M8的柵極相連在一起；M3的源極和M4的源極都和地連在一起。
[0045]M5的柵極和漏極相連接，并和M6的柵極、M2的漏極相連在一起；M5的源極和M6的源極都和Vr連在一起。M6的漏極(F4)和M4的漏極相連接，并和M7的柵極連在一起；M2、M4和M8的源極都和地連在一起。M7、M8和M9的漏極(F5)相連接，并且和M10、M11的柵極連接在一起；M10和Mll的漏極(Fl)相連接，并且和M9的柵極、反相器(INVl)的輸入端口連接在一起。M7的源極和Vr相連，MlO的源極和Vdd相連；M8、M9、M11的源極和地相連。反相器的輸出端口(F2)的輸出信號(hào)就是整個(gè)復(fù)位電路的輸出P0R，提供復(fù)位信號(hào)。
[0046]本發(fā)明的上電復(fù)位電路方法的流程如圖4所示:步驟一，分壓網(wǎng)絡(luò)電路對(duì)外部供電電壓Vdd進(jìn)行分壓；步驟二，POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)；步驟三，復(fù)位放開(kāi)信號(hào)反饋關(guān)閉整個(gè)復(fù)位電路，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)功耗為零。
[0047]步驟二中帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)產(chǎn)生原理如下:
[0048]如圖5所示，POR復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生電路(12)中雙極型晶體管Ql和Q2形成第一級(jí)電流鏡，Q3和Q4形成第二級(jí)電流鏡；
[0049]三極管的集電極電流:IC= Is*e (-VBE/Vt) Vt = k*T/q
[0050]PN 結(jié)的反偏飽和電流:Is = b*TN*e(_Eg/kT)
[0051]PN 結(jié)的正向偏置電壓:VBE = Vt*In(Ic/Is)
[0052]Q2, Rl, R2 支路:Vr = il*Rl+(il+i2)*R2+VBE2
[0053]Q3，R2 支路:Vr= (il+i2) *R2+VBE3
[0054]由于兩個(gè)支路的電壓相等，因此[0055](il+i2)*R2+VBE3 = il*Rl+(il+i2)*R2+VBE2
[0056]整理得:il= Vt*In(i2*IS2/il*IS3)/Rl
[0057]當(dāng)il = i2時(shí)，比較點(diǎn)電壓Vr:
[0058]Vr = (k*T/q) * {2*R2/Rl*In (IS2/IS3) +In (k*T/q) *In (IS2/IS3) /Rl-1n (b*TN)} +Eg
[0059]其中，k為玻爾茲曼常數(shù)，T為溫度，q為電荷量，Vt為熱電壓，Eg為硅的帶隙能量即禁帶寬度，b為PN結(jié)的電容值，N為Ql、Q2相較于Q3、Q4的發(fā)射極面積倍數(shù)，Vbe2為三極管Q2的正向偏置電壓，Vbe3為三極管Q3的正向偏置電壓，Is2為三極管Q2的反偏飽和電流，Is3為三極管Q3的反偏飽和電流；
[0060]根據(jù)上述公式，調(diào)節(jié)Rl、R2的電阻值，改變Ql、Q2相較于Q3、Q4的發(fā)射極面積倍數(shù)調(diào)節(jié)Is2和Is3，可將上式中Vr的正負(fù)溫度系數(shù)抵消，對(duì)復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0061]由于鏡像電流的復(fù)制:il = i3 = i5 = i6, i2 = i4 = i7 = i8 ;當(dāng)il大于i2時(shí)，對(duì)于F4比較點(diǎn)而言，即i6大于i7時(shí)，F(xiàn)4節(jié)點(diǎn)電壓拉高，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)輸出低電平，經(jīng)過(guò)MlO和Mll組成的反相器反相，F(xiàn)l節(jié)點(diǎn)輸出高電平，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出低電平。當(dāng)il小于i2時(shí)，對(duì)于F4比較點(diǎn)而言，即i6小于i7時(shí)，F(xiàn)4節(jié)點(diǎn)電壓拉低，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)輸出高電平，經(jīng)過(guò)MlO和Mll組成的反相器反相，F(xiàn)l節(jié)點(diǎn)輸出低電平，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出高電平。
[0062]當(dāng)系統(tǒng)芯片剛上電時(shí)，il小于i2時(shí)，F(xiàn)4節(jié)點(diǎn)電壓拉低，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)輸出高電平，經(jīng)過(guò)MlO和Mll組成的反相器反相，F(xiàn)l節(jié)點(diǎn)輸出低電平，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出高電平，即POR輸出高電平使得系統(tǒng)芯片處于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)il大于i2時(shí)，F(xiàn)4節(jié)點(diǎn)電壓拉高，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)輸出低電平，經(jīng)過(guò)MlO和Mll組成的反相器反相，F(xiàn)l節(jié)點(diǎn)輸出高電平，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出低電平，即POR輸出低電平使得系統(tǒng)芯片復(fù)位放開(kāi)，開(kāi)始正常工作。
[0063]步驟三的工作原理如圖6所示，復(fù)位放開(kāi)后，即當(dāng)Fl節(jié)點(diǎn)輸出高電平時(shí)，M9管子導(dǎo)通，進(jìn)一步拉低F5節(jié)點(diǎn)電平，直到F5節(jié)點(diǎn)輸出低電平。當(dāng)F2節(jié)點(diǎn)輸出低電平時(shí)，將會(huì)關(guān)斷M13管子，切斷供電電壓和復(fù)位電路的連接；Vr上的電流將會(huì)通過(guò)R3電阻泄放到地上，從而使得Vr電壓快速降為零電壓，關(guān)閉整個(gè)復(fù)位電路。由于反相器INVl的存在，使得Fl節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為高電平和F2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平之間存在延時(shí)，可以使得F5節(jié)點(diǎn)電平先被拉到地電平，然后F2節(jié)點(diǎn)的低電平關(guān)斷M13管子，Vr電壓降為零從而關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路；由于MlO和Mll管子構(gòu)成反相器工作在Vdd電源電壓下，F(xiàn)l節(jié)點(diǎn)維持高電平，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平，復(fù)位放開(kāi)工作狀態(tài)得以維持。這樣可以使得復(fù)位電路關(guān)閉過(guò)程中POR輸出始終為低電平，避免因?yàn)殛P(guān)斷復(fù)位電路的關(guān)系輸出高電平讓電路進(jìn)入錯(cuò)誤的復(fù)位狀態(tài)。
[0064]為了正確實(shí)現(xiàn)靜態(tài)零功耗和基本不受溫度影響的兩個(gè)功能，本發(fā)明除了 F2反饋支路關(guān)斷M13管子外，還采用了第二條反饋支路即Fl控制M9管子導(dǎo)通泄放電流，使得關(guān)斷復(fù)位電路的同時(shí)，復(fù)位信號(hào)POR的輸出維持不變，以確保整個(gè)上電復(fù)位電路正確可靠地初始化系統(tǒng)芯片。
[0065]需要聲明的是，本
【發(fā)明內(nèi)容】
及【具體實(shí)施方式】意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種上電復(fù)位電路，設(shè)置在電路系統(tǒng)中，對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行上電復(fù)位操作，其特征在于，所述上電復(fù)位電路包括:分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)和與其連接的復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行電壓檢測(cè)，將檢測(cè)電壓送入所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12);所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，對(duì)所述電路系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。
3.根據(jù)權(quán)2所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)還反饋至所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述分壓網(wǎng)絡(luò)電路(Il)包括第一供電電源(Vddl)和與其連接的分壓網(wǎng)絡(luò)模塊；所述分壓網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出端(Vr)連接所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述分壓網(wǎng)絡(luò)模塊包括:M0S管(M12、M13)和第三電阻(R3) ；M12的源極和Vddl連接，M12的柵極和漏極相互連在一起；M13的源極和M12的漏極相連接，M13的柵極(F2)和所述復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)的輸入端連接，M13的漏極和R3的輸出端(Vr)相連接；R3的第二端口和地連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)(POR)產(chǎn)生電路(12)包括第二供電電源(Vdd2)、晶體管單元、電阻單元和反相器(INVl);所述晶體管單元分別和所述供電電源2 (Vdd2)、電阻(R1，R2)和反相器(INVl)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述晶體管單元包括:雙極型晶體管(Q1、Q2、Q3、Q4)、PM0S 管子(M5、M6、M7、M10)和 NMOS 管子(Ml、M2、M3，M4，M8，M9，M11);其中，雙極型晶體管Ql和Q2的集電極相連接并且都和Vr相連，Ql和Q2的基極相連，Q2的發(fā)射極和基極相連并和電阻(Rl)的一端連接；Q1的發(fā)射極和Ml的漏極相連接；雙極型晶體管Q3和Q4的集電極相連接并`且和Vr相連，Q3和Q4的基極相連，Q3的發(fā)射極和基極相連并和第一電阻(Rl)的另一端(F3)相連接；Q4的發(fā)射極和M3的漏極相連接；M1的柵極和漏極相連接，并和M2的柵極連接；M1的源極和M2的源極都接地；M3的柵極和漏極相連接，并和M4的柵極、M8的柵極連接；M3的源極和M4的源極接地；M5的柵極和漏極相連接，并和M6的柵極、M2的漏極連接；M5的源極和M6的源極都和Vr連接；M6的漏極(F4)和M4的漏極相連接，并和M7的柵極連接；M2、M4和M8的源極接地；M7、M8和M9的漏極(F5)連接后，和M10、M11的柵極連接；M10和Mll的漏極(Fl)相連接，并且和M9的柵極、反相器(INVl)的輸入端口連接在一起；M7的源極和Vr相連，MlO的源極和Vdd2相連；M8、M9、M11的源極接地；反相器(INVl)的輸出端口(F2)的輸出信號(hào)就是電路系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的上電復(fù)位電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)(POR)產(chǎn)生電路(12)還包括第一反饋支路和第二反饋支路；其中，所述第一反饋支路包括:在復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生后，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)輸出低電平關(guān)斷M13，切斷復(fù)位電路的電源；所述第二反饋支路為:F2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平較Fl節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為高電平存在一定延時(shí)，F(xiàn)l高電平反饋到M9的柵極使M9導(dǎo)通，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)電平被拉到地電平，然后F2低電平反饋到M13的柵極關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路。
9.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述電路的上電復(fù)位方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (I).對(duì)外部供電電壓Vddl進(jìn)行分壓，獲得分壓后電壓Vr ；(2)所述分壓后的電壓Vr并聯(lián)接入二對(duì)晶體管，其中第一對(duì)晶體管Ql和Q2形成第一級(jí)電流鏡，第二對(duì)晶體管Q3和Q4形成第二級(jí)電流鏡；所述晶體管Q2與電阻Rl、R2串聯(lián)，晶體管Q3與電阻R2串聯(lián)，通過(guò)調(diào)節(jié)Rl、R2，產(chǎn)生溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)位方法，其特征在于，在所述步驟2中，帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)位信號(hào)產(chǎn)生過(guò)程如下: 復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路(12)中雙極型晶體管Ql和Q2形成第一級(jí)電流鏡，Q3和Q4形成第二級(jí)電流鏡；調(diào)節(jié)Rl、R2的電阻值，改變Ql、Q2相較于Q3、Q4的發(fā)射極面積倍數(shù)調(diào)節(jié)Q2以及Q3的PN結(jié)的反偏飽和電流Is2和Is3，對(duì)復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的上電復(fù)位方法，其特征在于，所述方法還包括: (3).電路系統(tǒng)還接受復(fù)位放開(kāi)反饋信號(hào)，關(guān)閉上電復(fù)位電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的上電復(fù)位方法，其特征在于，在所述步驟3中，復(fù)位放開(kāi)后，當(dāng)Fl節(jié)點(diǎn)輸出高電平時(shí)，M9管子導(dǎo)通，拉低F5節(jié)點(diǎn)電平，直到F5節(jié)點(diǎn)輸出低電平；當(dāng)F2節(jié)點(diǎn)輸出低電平時(shí)，將會(huì)關(guān)斷M 13管子，切斷供電電壓和復(fù)位電路的連接；Vr上的電流將會(huì)通過(guò)R3電阻泄放到地上，使得Vr電壓降為零電壓，關(guān)閉整個(gè)復(fù)位電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的上電復(fù)位方法，其特征在于，包括兩個(gè)反饋支路的反饋信號(hào)，具體工作過(guò)程如下: 所述第一反饋支路中，在復(fù)位信號(hào)POR產(chǎn)生后，反相器(INVl)的輸出端口(F2)節(jié)點(diǎn)輸出低電平關(guān)斷M13，切斷復(fù)位電路的電源；所述第二反饋支路中，F(xiàn)2節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為低電平較MlO和Mll的漏極(Fl)節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)為高電平存在一定延時(shí)，F(xiàn)l高電平反饋到M9的柵極使M9導(dǎo)通，F(xiàn)5節(jié)點(diǎn)電平被拉 到地電平，然后F2低電平反饋到M13的柵極關(guān)斷整個(gè)復(fù)位電路。
【文檔編號(hào)】H03K17/22GK103427812SQ201210168508
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】王敏, 王小曼, 原義棟 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院