一種新型上電復位電路的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種新型上電復位電路，包括基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元和觸發器單元；所述基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元和觸發器單元依次導線順序連接，所述基準電流源單元的輸入端與電源連接，所述觸發器單元的輸出端與復位控制輸入端連接，所述電流鏡單元的輸出端還與掉電檢測單元的輸入端連接，所述延時單元的輸出端還與觸發器單元的輸入端連接。本發明上電復位電路采用pF級的電容就能實現100ms以上的復位時間，適用于需要較長復位時間的大規模SoC系統；此外，上電復位信號的復位時間受溫度影響較小，改善了改POR電路的溫度特性，該電路使用的電阻和電容比較小，有利于片上集成。
【專利說明】—種新型上電復位電路

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種新型上電復位電路。

【背景技術】
[0002]隨著CMOSIC的發展，片上集成系統(SoC)的集成度越來越高，功能越來越復雜，模擬系統和數字系統通常集成在同一塊芯片上，并且采用統一的的電源供電。當電源上電的時候，需要一個復位信號來初始化數字電路中的存儲單元，如數字寄存器，以及模擬電路中積分器等等，以確保整個芯片進入正常的工作狀態。此外，芯片工作過程中電源電壓過低時，也需要復位信號來防止芯片工作在不正常狀態。因此上電復位電路(POR)是SoC中不可缺少的組成部分。目前的上電復位電路中普遍存在復位信號的時間短、復位信號時間長短受溫度變化的影響大的問題。
[0003]中國專利ZL201320112392.1公開了一種用于液晶驅動電路的上電復位電路，該上電復位電路通過M個依次串聯的MOS開關組有效延長其輸出的上電復位信號RST維持高電平的時間，保證緩慢上電的情況下整個液晶驅動電路能夠可靠地復位，解決了復位信號的時間短的問題，但是復位信號時間長短仍然受到溫度變化的影響。


【發明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本發明提供了一種新型上電復位電路，該新型上電復位電路通過基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元以及施密特觸發器單元解決了復位信號時間短、復位時間受溫度變化影響很大的問題。
[0005]本發明通過以下技術方案得以實現。
[0006]本發明提供的一種新型上電復位電路，包括基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元和觸發器單元；所述基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元和觸發器單元依次導線順序連接，所述基準電流源單元的輸入端與電源連接，所述觸發器單元的輸出端與復位控制輸入端連接，所述電流鏡單元的輸出端還與掉電檢測單元的輸入端連接，所述延時單元的輸出端還與觸發器單元的輸入端連接。
[0007]所述觸發器單元為施密特觸發器單元。
[0008]所述基準電流源單元包括電容Cl，電阻Rl，PMOS管MP1、MP2，NMOS管麗I?麗5，所述NMOS管MN4的柵極與NMOS管MN5的漏極連接后通過電容Cl與電源VDD連接；所述PMOS管MPl和MP2的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MPl和MP2的柵極相連接后與NMOS管MN4的漏極連接，所述NMOS管MN4的漏極與電流鏡單元的輸入端連接；所述PMOS管MPl和MP2的漏級分別與NMOS管麗1、麗2的漏極連接，所述NMOS管麗I和麗2的柵極相連接后與NMOS管麗I的漏極連接，所述NMOS管麗I的源級與NMOS管麗3的漏極連接，所述NMOS管MN3的柵極和漏極連接后與NMOS管MN5的柵極連接，所述NMOS管MN2的源級經電阻Rl與接地點VSS連接，所述NMOS管麗3、MN4、麗5的源級均與接地點VSS連接。
[0009]所述電流鏡單元包括PMOS管MP3?MP6，NMOS管MN6?MN9，所述PMOS管MP3?MP6的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP3的柵極與基準電流源單元的輸出端連接，所述PMOS管MP3的漏極與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管MN6和MN7的柵極相連接后與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管MN7的漏極與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP4和MP5的柵極相連接后與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP5的漏極與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8和MN9的柵極相連接后與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8的漏極還與掉電檢測單元的輸入端連接，所述NMOS管MN9的漏極與PMOS管MP6的漏極連接，所述PMOS管MP6的柵極與漏極相連接后與延時單元的輸入端連接，所述NMOS管MN6?MN9的源級均與接地點VSS連接。
[0010]所述延時單元包括PMOS管MP7和電容C2，所述PMOS管MP7的源級與電源VDD連接，柵極與電流鏡單元的輸出端連接，PMOS管MP7的漏極經過電容C2與接地點VSS連接，所述PMOS管MP7的漏極還分別與掉電檢測單元、觸發器單元的輸入端連接。
[0011]所述掉電檢測單元包括PMOS管MP8?MP9，NMOS管麗10，電阻R2和二極管Dl ;所述PMOS管MP8的源級分別與延時單元的輸出端、觸發器單元的輸入端連接，PMOS管MP8的柵極與NMOS管MNlO的漏極連接后與PMOS管MP9的漏極連接，所述PMOS管MP9的源級與電源VDD連接，柵極經電阻R2與電源VDD連接，所述PMOS管MP9的柵極還與二極管Dl的正極連接，所述二極管Dl的負極與接地點VSS連接，所述PMOS管MP8的漏極和NMOS管麗10的源級均與接地點VSS連接。
[0012]所述觸發器單元包括PMOS管MPlO?MP13，NMOS管MNll?MN14，所述PMOS管MP10、MP13和NMOS管MN13的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP10、MPll和NMOS管麗11、麗12的柵極相連接后與延時單元和掉電檢測單元的輸出端連接；所述PMOS管MPlO的漏極與PMOS管MPll的源級連接后與PMOS管MP12的源級連接；所述PMOS管MP12的漏極與接地點VSS連接，PMOS管MP12的柵極與NMOS管MN13的柵極相連接后分別與PMOS管MPll的漏極、NMOS管麗11的漏極、PMOS管MP13的柵極和NMOS管麗14的柵極連接；所述NMOS管MNll的源級和NMOS管MN12的漏極連接后與NMOS管MN13的漏極連接，所述PMOS管MP13和NMOS管麗14的漏極連接后與復位控制輸入端連接，所述NMOS管麗12和麗14的源級與接地點VSS連接。
[0013]本發明的有益效果在于:上電復位電路主要由基準電流源單元、電流鏡單元、延時單元、掉電檢測單元以及施密特觸發器單元五個模塊構成。該POR電路采用pF級的電容就能實現10ms以上的復位時間，適用于需要較長復位時間的大規模SoC系統；此外由于基準電流源單元的引入，使得上電復位信號的復位時間受溫度影響較小，改善了改POR電路的溫度特性，該電路使用的電阻和電容比較小，有利于片上集成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的原理框圖；
[0015]圖2是本發明基準電流源單元的電路圖；
[0016]圖3是本發明電流鏡單元的電路圖；
[0017]圖4是本發明延時單元的電路圖；
[0018]圖5是本發明掉電檢測單元的電路圖；
[0019]圖6是本發明觸發器單元的電路圖；
[0020]圖中:101-基準電流源單元，102-電流鏡單元，103-延時單元，104-掉電檢測單元，105-觸發器單元。

【具體實施方式】
[0021]下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0022]如圖1所示的一種新型上電復位電路，包括基準電流源單元101、電流鏡單元102、延時單元103、掉電檢測單元104和觸發器單元105 ;所述基準電流源單元101、電流鏡單元102、延時單元103、掉電檢測單元104和觸發器單元105依次導線順序連接，所述基準電流源單元101的輸入端與電源連接，所述觸發器單元105的輸出端與復位控制輸入端連接，所述電流鏡單元102的輸出端還與掉電檢測單元104的輸入端連接，所述延時單元103的輸出端還與觸發器單元105的輸入端連接。
[0023]所述觸發器單元105為施密特觸發器單元。
[0024]如圖2所示的基準電流源單元101，所述基準電流源單元101包括電容Cl，電阻Rl，PMOS管MP1、MP2，NMOS管MNl?MN5，所述NMOS管MN4的柵極與NMOS管MN5的漏極連接后通過電容Cl與電源VDD連接；所述PMOS管MPl和MP2的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MPl和MP2的柵極相連接后與NMOS管MN4的漏極連接，所述NMOS管MN4的漏極與電流鏡單元102的輸入端連接；所述PMOS管MPl和MP2的漏級分別與NMOS管麗1、麗2的漏極連接，所述NMOS管MNl和MN2的柵極相連接后與NMOS管MNl的漏極連接，所述NMOS管麗I的源級與NMOS管麗3的漏極連接，所述NMOS管麗3的柵極和漏極連接后與NMOS管麗5的柵極連接，所述NMOS管麗2的源級經電阻Rl與接地點VSS連接，所述NMOS管麗3、MN4、麗5的源級均與接地點VSS連接。基準電流源單元101具有一階溫度補償，因而溫度變化對復位信號的復位時間影響較小，所以通過適當調節相關參數，就能得到一個具有一階溫度補償的基準電流。
[0025]如圖3所示的基準電流源單元102，所述電流鏡單元102包括PMOS管MP3?MP6，NMOS管MN6?MN9，所述PMOS管MP3?MP6的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP3的柵極與基準電流源單元101的輸出端連接，所述PMOS管MP3的漏極與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管MN6和MN7的柵極相連接后與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管MN7的漏極與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP4和MP5的柵極相連接后與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP5的漏極與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8和MN9的柵極相連接后與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8的漏極還與掉電檢測單元104的輸入端連接，所述NMOS管MN9的漏極與PMOS管MP6的漏極連接，所述PMOS管MP6的柵極與漏極相連接后與延時單元103的輸入端連接，所述NMOS管MN6?MN9的源級均與接地點VSS連接。
[0026]如圖4所示的基準電流源單元103，所述延時單元103包括PMOS管MP7和電容C2，所述PMOS管MP7的源級與電源VDD連接，柵極與電流鏡單元102的輸出端連接，PMOS管MP7的漏極經過電容C2與接地點VSS連接，所述PMOS管MP7的漏極還分別與掉電檢測單元104、觸發器單元105的輸入端連接。
[0027]如圖5所示的基準電流源單元104,所述掉電檢測單元104包括PMOS管MP8?MP9,NM0S管麗10，電阻R2和二極管Dl ;所述PMOS管MP8的源級分別與延時單元103的輸出端、觸發器單元105的輸入端連接，PMOS管MP8的柵極與NMOS管麗10的漏極連接后與PMOS管MP9的漏極連接，所述PMOS管MP9的源級與電源VDD連接，柵極經電阻R2與電源VDD連接，所述PMOS管MP9的柵極還與二極管Dl的正極連接，所述二極管Dl的負極與接地點VSS連接，所述PMOS管MP8的漏極和NMOS管麗10的源級均與接地點VSS連接。
[0028]如圖6所示的基準電流源單元105，所述觸發器單元105包括PMOS管MPlO?MP13, NMOS管MNll?MN14，所述PMOS管MP10、MP13和NMOS管MN13的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP10、MP11和NMOS管麗11、麗12的柵極相連接后與延時單元103和掉電檢測單元104的輸出端連接；所述PMOS管MPlO的漏極與PMOS管MPll的源級連接后與PMOS管MP12的源級連接；所述PMOS管MP12的漏極與接地點VSS連接，PMOS管MP12的柵極與NMOS管MN13的柵極相連接后分別與PMOS管MPll的漏極、NMOS管MNll的漏極、PMOS管MP13的柵極和NMOS管麗14的柵極連接；所述NMOS管麗11的源級和NMOS管麗12的漏極連接后與NMOS管麗13的漏極連接，所述PMOS管MP13和NMOS管麗14的漏極連接后與復位控制輸入端連接，所述NMOS管麗12和麗14的源級與接地點VSS連接。
[0029]本發明在實際工作過程中，基準電流源單元101產生具有一階溫度補償的基準電流，電流鏡單元102復制并等比例減小該基準電流,這樣給延時單元充電的電流只有nA級，從而采用一個PF級的電容就能得到復位時間為10ms以上的復位信號。
[0030]當電源電壓低于開啟電壓時，基準電流源處于關斷狀態，延時單元103中的PMOS開關管MP7的漏級電壓Va為低，Reset信號輸出也為零；當電源電壓繼續上升，基準電流源開始工作，延時單元103中的PMOS開關管MP7開始給電容C2充電，從而PMOS開關管MP7的漏級電壓Va開始增大，直至大于觸發器單元105的高轉換點電壓，Reset信號翻轉，輸出為高。Reset信號的持續時間與流過PMOS開關管MP7的電流，電容C2以及觸發器單元105的高轉換點電壓有關，流過PMOS開關管MP7的電流越小，電容C2越大，觸發器單元105的高轉換點電壓值越大，Reset信號的持續時間就越長。
[0031]正常工作情況下，掉電檢測單元104不工作，因為掉電檢測單元104中電阻R2上的壓降使PMOS開關管MP9導通，PMOS開關管MP9漏極電壓Vb就被拉到電源電壓VDD，從而關斷PMOS開關管MP8。當電源電壓出現擾動且低于掉電檢測閾值電壓時，PMOS開關管MP9關斷，NMOS開關管MNlO拉低PMOS開關管MP9漏極電壓VB，PM0S開關管MP8對電容C2進行快速放電，PMOS開關管MP7的漏級于觸發器單元105的低轉換點電壓時，產生Reset信號。通過調整PMOS開關管MP10-MP12和NMOS開關管MN11-MN13的尺寸，可以改變低轉換點電壓和高轉換點電壓的值。當電源電壓低于掉電檢測單元104的閾值電壓時，持續多久時間就可以被檢測到取決于PMOS開關管MP8釋放掉電容C2上的電荷的時間為掉電檢測單元104可以檢測的電源擾動的最短時間。
【權利要求】
1.一種新型上電復位電路，包括基準電流源單元(101)、電流鏡單元(102)、延時單元(103)、掉電檢測單元(104)和觸發器單元(105)，其特征在于:所述基準電流源單元(101)、電流鏡單元(102)、延時單元(103)、掉電檢測單元(104)和觸發器單元(105)依次導線順序連接，所述基準電流源單元(101)的輸入端與電源連接，所述觸發器單元(105)的輸出端與復位控制輸入端連接，所述電流鏡單元(102)的輸出端還與掉電檢測單元(104)的輸入端連接，所述延時單元(103)的輸出端還與觸發器單元(105)的輸入端連接。
2.如權利要求1所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述觸發器單元(105)為施密特觸發器單元。
3.如權利要求1所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述基準電流源單元(101)包括電容Cl，電阻Rl，PMOS管MPl、MP2，NMOS管MNl?MN5，所述NMOS管MN4的柵極與NMOS管麗5的漏極連接后通過電容Cl與電源VDD連接；所述PMOS管MPl和MP2的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MPl和MP2的柵極相連接后與NMOS管MN4的漏極連接，再與PMOS管MP2的漏極連接，所述NMOS管MN4的漏極與電流鏡單元(102)的輸入端連接；所述PMOS管MPl和MP2的漏級分別與NMOS管麗1、麗2的漏極連接，所述NMOS管麗I和麗2的柵極相連接后與NMOS管麗I的漏極連接，所述NMOS管麗I的源級與NMOS管麗3的漏極連接，所述NMOS管MN3的柵極和漏極連接后與NMOS管MN5的柵極連接，所述NMOS管MN2的源級經電阻Rl與接地點VSS連接，所述NMOS管麗3、MN4、麗5的源級均與接地點VSS連接。
4.如權利要求1所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述電流鏡單元(102)包括PMOS管MP3?MP6，NMOS管MN6?MN9，所述PMOS管MP3?MP6的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP3的柵極與基準電流源單元(101)的輸出端連接，所述PMOS管MP3的漏極與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管MN6和MN7的柵極相連接后與NMOS管MN6的漏極連接，所述NMOS管麗7的漏極與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP4和MP5的柵極相連接后與PMOS管MP4的漏極連接，所述PMOS管MP5的漏極與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8和MN9的柵極相連接后與NMOS管MN8的漏極連接，所述NMOS管MN8的漏極還與掉電檢測單元(104)的輸入端連接，所述NMOS管MN9的漏極與PMOS管MP6的漏極連接，所述PMOS管MP6的柵極與漏極相連接后與延時單元(103)的輸入端連接，所述NMOS管MN6?MN9的源級均與接地點VSS連接。
5.如權利要求1所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述延時單元(103)包括PMOS管MP7和電容C2，所述PMOS管MP7的源級與電源VDD連接，柵極與電流鏡單元(102)的輸出端連接，PMOS管MP7的漏極經過電容C2與接地點VSS連接，所述PMOS管MP7的漏極還分別與掉電檢測單元(104)、觸發器單元(105)的輸入端連接。
6.如權利要求1所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述掉電檢測單元(104)包括PMOS管MP8?MP9，NMOS管麗10，電阻R2和二極管Dl ;所述PMOS管MP8的源級分別與延時單元(103)的輸出端、觸發器單元(105)的輸入端連接，PMOS管MP8的柵極與NMOS管MNlO的漏極連接后與PMOS管MP9的漏極連接，所述PMOS管MP9的源級與電源VDD連接，柵極經電阻R2與電源VDD連接，所述PMOS管MP9的柵極還與二極管Dl的正極連接，所述二極管Dl的負極與接地點VSS連接，所述PMOS管MP8的漏極和NMOS管麗10的源級均與接地點VSS連接。
7.如權利要求2所述的新型上電復位電路，其特征在于:所述觸發器單元(105)包括PMOS 管 MPlO ?MP13，NMOS 管 MNll ?MN14，所述 PMOS 管 MP10、MP13 和 NMOS 管 MN13 的源級均與電源VDD連接，所述PMOS管MP10、MP11和NMOS管麗11、麗12的柵極相連接后與延時單元(103)和掉電檢測單元(104)的輸出端連接；所述PMOS管MPlO的漏極與PMOS管MPll的源級連接后與PMOS管MP12的源級連接；所述PMOS管MP12的漏極與接地點VSS連接，PMOS管MP12的柵極與NMOS管MN13的柵極相連接后分別與PMOS管MPll的漏極、NMOS管麗11的漏極、PMOS管MP13的柵極和NMOS管麗14的柵極連接；所述NMOS管麗11的源級和NMOS管麗12的漏極連接后與NMOS管麗13的漏極連接，所述PMOS管MP13和NMOS管MN14的漏極連接后與復位控制輸入端連接，所述NMOS管MN12和MN14的源級與接地點VSS連接。
【文檔編號】H03K17/22GK104135255SQ201410373318
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】楊潔, 鄒江, 彭僑 申請人:遵義師范學院