一种复位电路及电路复位方法

文档序号:9550876阅读:1298来源:国知局
一种复位电路及电路复位方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子电路技术领域,特别涉及一种复位电路及电路复位方法。
【背景技术】
[0002] 复位电路的作用有两个,其一是上电时当电源已经达到正常工作所需电位时,该 电路产生整个芯片的复位信号;其二,当电源电压降低到一定水平时,该电路可以使整个芯 片进行复位,防止出现错误翻转。因为当电源电压较低,但又高于逻辑低电平时,数字电路 的逻辑门会发生非正常的参差不齐的翻转从而造成整个数字电路逻辑混乱。特别地涉及到 存储器的写操作时,错误的数字电路动作可能会引起数据安全等问题。
[0003] 目前常用的同时具备上电复位和下电复位电路方案其原理均一样,即由电源电压 产生一个相关检测电压,然后通过比较器判断该检测电压与参考电压来产生复位信号,参 考电压产生电路可以是带隙基准电路也可以是晶体管的阈值电压。如图1所示,上电时,电 阻R1和R2分压得到与电源电压相关的检测电压VA,参考电压产生电路产生一个带隙基准 电压VB,比较器A1对VA和VB进行判断,经过整形电路D1后产生复位信号RST。但是,图1 所示的复位电路存在以下问题:1、检测电压产生电路电阻面积太大;2、参考电压产生电路 功耗大,而且随着电源电压的增加,电阻R1和R2通路的电流消耗也会增加,无法满足低功 耗应用;3、参考电压产生电路只有在电源上电到一定值时才会工作,因而也无法应用于低 电压环境中。
[0004] 为了解决图1中复位电路的上述问题,出现了图2所示的复位电路,检测电压电路 由M0S管取代,解决了面积大的问题,同时参考电压电路采用晶体管的阈值电压,降低了整 个电路功耗。但是这种复位电路在电源电压达到正常电压后,由PMOSMP1和NMOSMN1构 成的支路一致导通,仍然存在大的静态电流,而且上电复位点和下电复位点完全由MP1、丽1 构成的支路的电流和丽2的阈值决定,受工艺、温度和电源电压影响大,不同工艺角和温度 下,上电复位点和下电复位点离散度大。
[0005] 通过对以上现有技术的研究和实际电路应用环境的考虑,很容易发现现有技术存 在以下缺点:(1)、采集电源电压的电阻串面积太大,而且功耗随电源电压的增大而增加。 (2)、带隙基准电路静态功耗过大,且电源上电的过程中,带隙基准电压电路在一定的电源 电压时才能建立好,无法应用于低电源电压环境中。(3)、复位信号的复位点随工艺、温度变 化较大。本专利针对以上的技术缺点提出了相应的解决方案。

【发明内容】

[0006] 为了解决现有技术的复位电路中,功耗大、面积大,且工艺和温度对上电复位点和 下电复位点影响很大的技术问题,本发明提出一种复位电路及电路复位方法。
[0007] -种复位电路,包括:
[0008] 电流源,电流源提供与电源电压无关的参考电流源;
[0009] 第一电流镜,第一电流镜与电流源连接,为电路中各支路提供基准电流;
[0010] 第二电流镜,第二电流镜与第一电流镜连接,作为第一电流镜的负载;
[0011] 整形电路,整形电路与第二电流镜连接,为第二电流镜的输出电流整形以形成复 位信号。
[0012] 优选地,该方案还可包括:
[0013] 电源电压,与电流源、第二电流镜和整形电路分别连接;
[0014] 耦合电容,与电源电压连接,提供电源电压到复位信号所在的复位点的耦合通路。
[0015] 其中,第一电流镜由三个N沟道M0S管ΜΝ0,丽1和丽2组成;
[0016] ΜΝ0的一端耦合连接于电流源,一端耦合连接于MN1,MN1 -端耦合连接于MN2。
[0017] 优选地,丽1的宽长比大于丽2的宽长比。
[0018] 优选地,ΜΝ0的一端耦合连接于电流源,一端耦合连接于MN1,MN1 -端耦合连接于 丽2,具体为:
[0019] ΝΜ0的漏极与电流源的输出端相连接,ΜΝ0的栅极与丽1、丽2的栅极连接;
[0020] MNO、MN1和MN2的源极分别接地。
[0021] 优选地,第二电流镜由两个P沟道M0S管MP1和MP2组成;
[0022] MP1的一端耦合连接于电流源,一端耦合连接于MP2。
[0023] 具体而言,MP1的一端耦合连接于电流源,一端耦合连接于MP2,具体为:MP1和MP2 的源极分别与电源电压连接,MP2的栅极与MP1的栅极连接。
[0024] 第二电流镜与第一电流镜连接,具体包括:MP1的栅极和漏极连接在一起并与MN1 的漏极连接,MP2的漏极与MN2的漏极连接在一起。
[0025] 优选地,MP1和MP2的宽长比相同。
[0026] -种电路复位方法,可应用上述的复位电路中,该方法包括通过第一电流镜和第 二电流镜的输出,调整电源电压和复位信号之间的变化关系;
[0027] 其中,调整电源电压和复位信号之间的变化关系具体包括:
[0028] 当电源电压未上升到第一门限时,复位信号根据电源电压的升高而上升;
[0029] 当电源电压上升到第一门限时,复位信号发生翻转,输出上电复位信号;
[0030] 当电源电压未下降到第二门限时,复位信号根据电源电压的降低而下降;
[0031] 当电源电压下降到第二门限时,复位信号发生翻转,输出下电复位信号。
[0032] 本发明的方案中采用了非对称电流镜的结构,该结构在正常工作时只包含三条电 流通路,且这三条支路的电流都是受参考电流控制的,具有功耗低的优点。同时,本方案的 上电复位点和下电复位点由参考电流决定,所以上电复位点和下电复位点随工艺和温度变 化小。
【附图说明】
[0033] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实 施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1为【背景技术】中提供的一种复位电路;
[0036] 图2为【背景技术】中提供的另一种复位电路;
[0037] 图3为本发明实施例1提供的一种复位电路的电路图;
[0038] 图4为本发明实施例2中提供的在复位电路中电源电压与复位信号之间的关系 图;
[0039] 图5为本发明实施例2中提供的在没有耦合电容的情况下,复位电路中电源电压 与复位信号之间的关系图。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。并且,以下各实施例均为本发明的可选方案,实施例的 排列顺序及实施例的编号与其优选执行顺序无关。
[0041] 实施例1
[0042] 本实施例提供一种复位电路,其主要包括:电流源,第一电流镜,第二电流镜以及 整形电路。其中,
[0043] 电流源IREF,电流源提供与电源电压无关的参考电流源;
[0044] 第一电流镜,第一电流镜与电流源IREF连接,为电路中各支路提供基准电流;
[0045] 第二电流镜,第二电流镜与第一电流镜连接,作为第一电流镜的负载;
[0046] 整形电路,整形电路与第二电流镜连接,为第二电流镜的输出电压整形以形成复 位信号。
[0047] 此外,还包括:电源电压,耦合电容。
[0048] 电源电压,与所述电流源IREF、第二电流镜和整形电路分别连接;
[0049] 耦合电容,与所述电源电压连接,提供所述电源电压到复位信号所在的复位点的 耦合通路。通过该耦合电容形成电源电压与复位信号之间的耦合通路,可以改善复位信号 的电源跟随特性。
[0050] 具体而言,上述复位电路可如图3所示,
[0051] NM0S管ΜΝ0、丽1和丽2组成第一电流镜,负责为电路中各支路提供基准电流;其 中,ΜΝ0的漏极与所述电流源的输出端相连接,ΜΝ0的栅极与MN1、MN2的栅极连接,MMKMN1 和丽2的源极分别接地。
[0052] PM0S管MP1和MP2组成第二电流镜,作为第一电流镜的负载;其中,MP1和MP2的 源极分别与电源电压VDD连接,MP2的栅极与所述MP1的栅极连接。
[0053] MP1的栅极和漏极连接在一起并与丽1的漏极连接,MP2漏极与丽2的漏极连接在 一起。MP3、MP4、丽3、MN4构成整形电路。电流IREF流过晶体管ΜΝ0,在ΜΝ0栅极P点产生 电压VP,为电流源丽1和丽2提供偏置电压。耦合电容C1提供电源电压VDD到复位点RST 的奉禹合通路。
[0054] 本实施例提出的复位电路采用了非对称电流镜的结构,整个电路的核心是丽1、 丽2和MP1、MP2,其中MP1与MP2的宽长比相同,S吡例为1 :1 ;丽1与丽2宽长比例不相等, 优选为丽1的宽长比m大于丽2的宽长比n,(即m>n)。本实施例提出的复位电路结构在 正常工作时只包含三条电流通路,分别是IREF-MNO支路,MP1-MN1支路和MP2-MN2支路,因 此可以实现低功耗,包括偏置电路功耗在内的总功耗小于500nA。
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