延时电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种延时电路，尤指一种具有自我调整的延时电路。
【背景技术】
[0002]传统的延时电路主要可以分成两种:通过数字控制充电型延时电路及电流充电型延时电路。请参见图1，为传统的数字控制充电型延时电路的电路示意图。一震荡器10周期性产生一震荡信号Sclk控制一充电开关SW的导通与截止。充电开关SW连接一充电电流源10与一延时电容Cs，而充电电流源10连接一驱动电压Vdd。请同时参见图2，为震荡信号及电容准位的波形示意图。每当充电开关SW导通时，充电电流源10对延时电容Cs充电，使延时电容Cs的一准位信号Ss的准位跳升一阶，而每当充电开关SW截止时，准位信号Ss的准位维持。一放电开关Q0并联延时电容Cs，于接收一重设信号Senx时，对延时电容Cs放电，使准位信号Ss的准位归零。震荡器10所需的芯片面积大，因此增加芯片面积成本。再者，延时电容Cs每次充电，准位信号Ss的波形就会产生一个准位阶梯，在这个过程中，容易造成小的过冲现象。另外，芯片在高温时容易出现漏电现象，造成准位信号Ss的准位不容易上升。
[0003]请参见图3，为传统的电流充电型延时电路的电路示意图。充电电流源10连接驱动电压Vdd及延时电容Cs，并提供电流对延时电容Cs进行充电使准位信号Ss随着时间持续上升。放电开关Q0并联延时电容Cs，于接收重设信号Senx时，对延时电容Cs放电，使准位信号Ss的准位归零。电流充电型延时电路若要产生较大延时需要较小的电流和较大的电容。然而，芯片的漏电情况在高温时会出现或变大，使较小的电流不容易启动系统，例如:准位信号Ss作为软启动信号。另外，较大的电容会增加芯片的成本。
[0004]请参见图4，为中国台湾专利证号1272611号所揭露的延时电路的电路示意图。一电流源22连接在一驱动电压Vdd及一节点24之间供应一电流I。一电流镜26包含一晶体管Ml及一晶体管M2。晶体管Ml产生一电流II，而晶体管M2镜射电流II产生一电流12。所以，电流的关系为= 11+12。一电容C连接在节点24及电流镜26的晶体管Ml之间。一开关SW1连接在节点24及接地之间。当开关SW1导通时，电容C放电归零；当开关SW1截止时，对电容C充电的电流为11。一电压准位平移电路28连接节点24，用以修正节点24上的一电压VA的准位。
[0005]电流镜26的晶体管Ml与晶体管M2的晶体管尺寸比为1:N，故可得电流12 =NXIlo通过这样的电路架构，可以使电容C的等效电容值变为(N+1)倍。换言之，与上述的延时电路相比，此架构的电容C的电容量只需延时电路10的1/ (N+1)，即可达成相同的效果，因此能大大地减少电容所需的芯片面积。
[0006]虽然图4所示的延时电路宣称不会因晶体管的漏电而导致系统无法启动现象。理论分析并非如此，说明如下:
[0007]首先由于晶体管Ml及M2的尺寸比为1:N ;那么意味着，若晶体管Ml存在IX的漏电电流，那么晶体管M2将存在N*IX漏电电流情形。若晶体管M2的漏电电流N*IX大于I，即晶体管Ml的漏电电流IX大于电流II，则延时电路还是无法正常启动。简而言之:单颗晶体管(晶体管Ml有1颗晶体管，晶体管M2有N颗晶体管)的漏电能力大于电容C的充电电流(II = I/(l+N))时，该延时电路就会失效。
[0008]其次，晶体管Ml —般也会并联一个晶体管开关，该晶体管开关的存在会影响延时时间，甚至导致延时电路失效。
【发明内容】
[0009]先前技术中的延时电路的电容所需的芯片面积较大，且受漏电流的影响系统有无法启动及延时时间不精准的问题。本发明有鉴于此，提出一种较为精简的延时电路，利用自调节电路来产生更小及更精准的充电电流，并避免漏电流对充电电流的影响，而达到电路的芯片面积小，及延迟精准不易受漏电电流影响的优点。
[0010]为达上述目的，本发明提供一种延时电路，包含一电流电路、一第一电流镜电路、一第二电流镜电路、一自调节电路以及一延时电容。电流电路提供一第一电流及一第二电流，而第一电流与第二电流具有一固定比例关系。第一电流镜电路耦接电流电路，用以根据第一电流产生一第一镜射电流。第二电流镜电路耦接于电流电路及第一电流镜电路之间。当一部分的第二电流流经第二电流镜电路作为一基本电流时，第二电流镜电路根据基本电流产生一第二镜射电流。自调节电路耦接第二电流镜电路，用以根据第二镜射电流产生一回馈电流。延时电容耦接第二电流镜电路及电流电路，以接收一充电电流而产生一延时信号。其中，充电电流为第二电流减去基本电流，且第一镜射电流为基本电流、第二镜射电流及回馈电流的和。
[0011]以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。
【附图说明】
[0012]图1为传统的数字控制充电型延时电路的电路示意图；
[0013]图2为震荡信号及电容准位的波形示意图；
[0014]图3为传统的电流充电型延时电路的电路示意图；
[0015]图4为中国台湾专利证号1272611号所揭露的延时电路的电路示意图；
[0016]图5为根据本发明的一第一较佳实施例的延时电路的电路不意图；
[0017]图6为图5所示延时电路的延时信号及缓冲信号的波形图；
[0018]图7为根据本发明的一第二较佳实施例的延时电路的电路示意图；
[0019]图8为根据本发明的一第三较佳实施例的延时电路的电路不意图。
【具体实施方式】
[0020]请参见图5，为根据本发明的一第一较佳实施例的延时电路的电路不意图。延时电路包含一第一电流镜电路110、一第二电流镜电路120、一自调节电路130、一延时电容C1以及一电流电路140。电流电路耦接一驱动电压Vdd，包含一第一电流源Icl及一第二电流源Ic2，用以分别提供一第一电流Iil及一第二电流Ii2，而第一电流Iil与第二电流Ii2具有一固定比例关系，在本实施例为1:1。第一电流镜电路110耦接电流电路140，根据第一电流Iil产生一第一镜射电流Iml。第二电流镜电路120耦接于电流电路140及第一电流镜电路110之间，并流经一部分的第二电流Π2作为一基本电流lb。第二电流镜电路120根据基本电流lb产生一第二镜射电流Im2。自调节电路130耦接第二电流镜电路120，根据第二镜射电流Im2产生一回馈电流If。延时电容C1耦接第二电流镜电路120及电流电路140，以接收一充电电流13而产生一延时信号Ssl。其中，充电电流13为第二电流Π2减去基本电流Ib，且第一镜射电流Iml为基本电流Ib、第二镜射电流Im2及回馈电流If的和。
[0021]第一电流镜电路110包含一基本晶体管Q1及一镜射晶体管Q2，其栅极彼此连接，而源极也彼此连接并接地。基本晶体管Q1的栅极连接漏极，而漏极同时耦接电流电路140中的第一电流源Icl以接收第一电流Iil ;镜射晶体管Q2镜射第一电流Iil以产生第一镜射电流Iml。第一电流镜电路110的电流镜射比例为K1，则Iil*Kl = Iml。
[0022]第二电流镜电路120包含一基本晶体管Q3及一镜射晶体管Q4，其栅极彼此连接，而源极也彼此连接并耦接第一电流镜电路110中的镜射晶体管Q2的漏极。基本晶体管Q3栅极连接漏极，而漏极同时耦接电流电路140中的第二电流源Ic2，使第二电流Ii2的一部分电流(即基本电流Ib)流过；镜射晶体管Q4镜射基本电流Ib以产生第二镜射电流Im2。第二电流镜电路120的电流镜射比例为K2，则Ib*K2 = Im20
[0023]延时电容C1耦接第二电流源Ic2及基本晶体管Q3的漏极，以接收充电电流13。因此充电电流13为第二电流Π2减去基本电流Ib。充电电流13在充电过程为持续的电流，因此延时电容C1所产生的延时信号Ssl的准位在充电过程持续随时间上升。
[0024]在本实施例，自调节电路130为一电流镜电路，包含基本晶体管Q5及镜射晶体管Q6。基本晶体管Q5及镜射晶体管Q6的栅极彼此连接，而源极也彼此连接并连接驱动电压Vdd。基本晶体管Q5的栅极连接漏极，而漏极同时耦接第二电流镜电路120的镜射晶体管Q4，以接收第二镜射电流Im2 ;镜射晶体管Q6镜射第二镜射电流Im2以产生回馈电流If。回馈电流If与第二镜射电流Im2的比例为K3，因此可表示为:Im2*K3 = If。
[0025]镜射晶体管Q6耦接镜射晶体管Q4的源极。因此，根据克希荷夫定律(KirchhoffCircuit Laws)，第一镜射电流Iml为基本电流Ib、第二镜射电流Im2及回馈电流If的和。
[0026]另外，可选择性地增加一缓冲电容C2，其一端耦接自调节电路130以产生一缓冲信号Ss2，而另一端接地。缓冲电容C2的加入，可以使自调节电路130的自调节作用更为稳定。一部分的回馈电流If作为一缓冲充电电流对该缓冲电容C2充电，因此，此时的电流关系为第一镜射电流Iml与缓冲充电电流的和等于基本电流Ib、第二镜射电流Im2及回馈电流If的和。
[0027]接着，请参见图6，为图5所示延时电路的延时信号及缓冲信号的波形图。请同时参见图5，于时间点t0，自调节电路130开始运作，充电电流13对延时电容C1充电，使延时信号Ssl的准位由零上升。在时间点tl之前，由于第二电流镜电路120的一输入端及一输出端的跨压，即基本晶体管Q3的漏极(栅极)与源极之间的跨压，未达到基本晶体管Q3的导通临界电压。此时，基本晶体管Q3为截止，基本电流Ib为零，充电电流13等于第二电流Ii2o同时，第二镜射电流Im2也为零，自调节电路130停止操作。在时间点tl，该延时信号Ssl的准位上升至使第二电流镜电路120的输入端及输出端的跨压达一预定准位(即基本晶体管Q3的导通临界电压)时，第二电流镜电路120及自调节电路130开始操作。在时间点tl至时间点t2之间，基本电流Ib不为零，因此，充电电流13较小，延时信号Ssl的准位上升速率小于时间点tl之前的上升速率。另外，在时间点tl之前，第二电流镜电路120未开始操作而未导通任何电流。此时，由于镜射晶体管Q4为导通，所以强制第二电流镜电路120的输出端，即基本晶体管Q3和镜射晶体管Q4的源极的电压为零。因此，在时间点tl之前，缓冲信号Ss2的准位为零。在时间点tl，第二电流镜电路120开始操作，而维持输入端到输出端的跨压约略在导通临界电压附近。因此，延