一种超低功耗并具有上电复位和掉电复位功能的电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种超低功耗、同时具有上电复位和掉电复位功能的电路。


背景技术：

2.许多集成电路中都包含上电复位电路和掉电复位电路，其作用是保证在施加电源后，模拟和数字模块能够初始化到已知状态。但是常见的复位电路如rc复位电路，上电时可以完成复位但是掉电时却不能够有效地复位，而且还会占用较大的版图面积。其他类型的复位电路虽然可以做到上电复位和掉电复位，但是无法很好地兼顾上下电电压、时长，以及适应不同电压域的要求，甚至还会产生较大的待机功耗。当前的电路都是对上述电路进行组合使用，进一步增加了面积和功耗。目前集成电路芯片尺寸和供电电压不断缩小和降低，因此对复位电路的要求也越来越高，因此需要提出一种超低功耗、同时具有上电复位和掉电复位功能的电路，兼顾了功能、版图面积、功耗需求。


技术实现要素：

3.发明目的：针对上述现有技术，提出一种超低功耗并具有上电复位和掉电复位功能的电路。
4.技术方案：一种超低功耗并具有上电复位和掉电复位功能的电路，包括pmos管pmb1~pmbn、pmos管pm1~pm7、nmos管nm0~nm11、电容c1、电容c2；
5.pmos管pmb1~pmbn依次串联，pmos管pmb1~pmbn的栅极均连接vss，pmos管pmb1的源极连接vdd，pmos管pmbn的漏极连接nmos管nm0的漏极；pmos管pm1和pm2的源极连接vdd，pmos管pm1的漏极连接nmos管nm1的漏极，pmos管pm1的栅极与漏极相连并连接pmos管pm2的栅极；nmos管nm0的栅极与漏极连接并连接nmos管nm1的栅极，nmos管nm0和nm1的源极连接vss；pmos管pm2的漏极连接电容c2的第一端以及nmos管nm4的漏极，电容c2的第二端以及nmos管nm4的源极连接vss，nmos管nm2的漏极连接vdd，nmos管nm2的源极连接电容c1的第一端以及pmos管pm7的源极，nmos管nm2的栅极与漏极相连，pmos管pm7的漏极连接nmos管nm3的漏极以及nmos管nm4的栅极，nmos管nm3和nm4的源极以及电容c1的第二端连接vss；pmos管pm3和pm4的源极连接vdd，pmos管pm3的漏极连接nmos管nm9的漏极，pmos管pm4的漏极连接nmos管nm10的漏极，pmos管pm3的栅极与漏极相连并连接pmos管pm4的栅极，nmos管nm9和nm10的源极连接nmos管nm5的漏极，nmos管nm5的栅极连接vss，nmos管nm9的栅极连接pmos管pm2与电容c2的公共端；pmos管pm5的源极连接vdd，pmos管pm5的漏极连接nmos管nm6的漏极，nmos管nm6的源极连接vss，pmos管pm5的栅极连接pmos管pm4与nmos管nm10的公共端；nmos管nm11的漏极以及栅极连接vdd，nmos管nm11的源极连接nmos管nm7漏极，nmos管nm7的源极连接vss，nmos管nm10的栅极连接nmos管nm11与nmos管nm7的公共端；pmos管pm6的源极连接vdd，pmos管pm6的漏极连接nmos管nm8的漏极，nmos管nm8的源极连接vss，pmos管pm6的栅极与nmos管nm8的相连并连接pmos管pm5与nmos管nm6的公共端，pmos管pm6与nmos管nm8的公共端作为输出；nmos管nm3、nm5、nm6、nm7的栅极与nmos管nm1的栅极连接。
6.进一步的，pmos管的数量为6个，即pmos管pmb1~pmb6。
7.有益效果：本实用新型电路将上电复位和掉电复位功能巧妙结合，可实现na级别的超低待机功耗，同时占用极低的芯片面积，合理调整各mos管的尺寸、电容大小，可以实现不同的上电、下电需求，包括上电、下电电压以及时长，也可以在不同的电压域下工作。
附图说明
8.图1为本实用新型电路图；
9.图2为本实用新型的仿真图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
11.一种超低功耗并具有上电复位和掉电复位功能的电路，通过电源电压的变化引起电容的充放电效应，当电源电压逐渐升高或者降低时，使得差分比较器两个输入端表现出不同的大小关系，并根据比较结果输出高低电平，实现电路的复位功能。
12.如图1所示，电路具体包括pmos管pmb1~pmb6、pmos管pm1~pm7、nmos管nm0~nm11、电容c1、电容c2。
13.pmos管pmb1~pmb6依次串联，pmos管pmb1~pmb6的栅极均连接vss，pmos管pmb1的源极连接vdd，pmos管pmb6的漏极连接nmos管nm0的漏极；pmos管pm1和pm2的源极连接vdd，pmos管pm1的漏极连接nmos管nm1的漏极，pmos管pm1的栅极与漏极相连并连接pmos管pm2的栅极；nmos管nm0的栅极与漏极连接并连接nmos管nm1的栅极，nmos管nm0和nm1的源极连接vss；pmos管pm2的漏极连接电容c2的第一端以及nmos管nm4的漏极，电容c2的第二端以及nmos管nm4的源极连接vss，nmos管nm2的漏极连接vdd，nmos管nm2的源极连接电容c1的第一端以及pmos管pm7的源极，nmos管nm2的栅极与漏极相连，pmos管pm7的漏极连接nmos管nm3的漏极以及nmos管nm4的栅极，nmos管nm3和nm4的源极以及电容c1的第二端连接vss；pmos管pm3和pm4的源极连接vdd，pmos管pm3的漏极连接nmos管nm9的漏极，pmos管pm4的漏极连接nmos管nm10的漏极，pmos管pm3的栅极与漏极相连并连接pmos管pm4的栅极，nmos管nm9和nm10的源极连接nmos管nm5的漏极，nmos管nm5的栅极连接vss，nmos管nm9的栅极连接pmos管pm2与电容c2的公共端；pmos管pm5的源极连接vdd，pmos管pm5的漏极连接nmos管nm6的漏极，nmos管nm6的源极连接vss，pmos管pm5的栅极连接pmos管pm4与nmos管nm10的公共端vo；nmos管nm11的漏极以及栅极连接vdd，nmos管nm11的源极连接nmos管nm7漏极，nmos管nm7的源极连接vss，nmos管nm10的栅极连接nmos管nm11与nmos管nm7的公共端；pmos管pm6的源极连接vdd，pmos管pm6的漏极连接nmos管nm8的漏极，nmos管nm8的源极连接vss，pmos管pm6的栅极与nmos管nm8的相连并连接pmos管pm5与nmos管nm6的公共端vo1，pmos管pm6与nmos管nm8的公共端作为输出；nmos管nm3、nm5、nm6、nm7的栅极与nmos管nm1的栅极连接。
14.其中，pmos管pmb1~pmb6用作电阻，与nmos管nm0作用产生偏置电流，nmos管nm1、nm3以及nmos管nm5~nm7是电流镜，对nmos管nm0产生的电流进行镜像；pmos管pm1、pm2构成pmos电流镜，对nmos管nm1的电流进行镜像；pmos管pm3管、pm4以及nmos管nm9、nm10、nm5管组成一个n型的双端输入单端输出的五管差分对，nmos管nm9和nm10作为比较器的输入对管，pmos管pm3和pm4为输入对管的有源负载；差分管的输出级连接一个由pmos管pm5和nmos
管nm6组成的恒流源做负载的共源级放大器，并将其输出端连入由pmos管pm6和nmos管nm8构成反相器中，最后得到输出结果por；其中，pmos管pm5是比较器第二级，vo是第一级输出，vo1是第二级输出。
15.本复位电路，其上电复位、掉电复位原理是在上电时，vdd逐渐升高，到达一定电压后，nmos管nm0有电流流过，比较器的输入vin跟随电源电压变化，在vdd电压稳定之后，vin电压也随之稳定，而输入vip接有电容c2，pmos管pm2对电容c2进行缓慢充电，vip上升速度比vin上升速度慢，当vip》vin之后（并在vdd稳定期间一直保持该状态），比较器反转，输出por变高，电容c2充电快慢控制vip的上升速度。上电的过程中，nmos管nm2是二极管接法，vdd超过一定电压后通过nmos管nm2对电容c1进行充电，最后va会维持在一个稳定的电压。pmos管pm7栅极接vdd，随着vdd的上升，pm7逐渐关闭，使得vb维持在一个极低的电压，nmos管nm4处在关闭状态，让电容c2上的电荷得以维持，vip最终被充电至vdd。当有某种原因导致vdd突然降低，vin也随之降低。此时nmos管nm2迅速关闭并且pmos管pm7迅速打开，有va=vb，即使vdd=0也能维持较长时间，从而nmos管nm4导通，c2上的电荷被快速释放，将vip电位拉低，在vdd=0之前会有vip《vin，por输出低电平，实现掉电复位，如图2所示。
16.本电路中，作为电阻使用的pmb1~pmb6是pmos管的数量可根据需要调整，电阻越大，电流越小，以实现超低功耗。合理调整各mos管的尺寸、电容大小，可以实现不同的上电、下电需求，包括上电、下电电压以及时长，不同的电压域下工作，同时还能实现na（纳安）级别的超低待机功耗。如设置流过nm0的电流为20na，nm1、nm3、nm5~nm7，pm1、pm2等电流镜设置在na级别，整体功耗可维持在na级别。
17.进一步的，电路中的电容也可以使用mos管来代替，使整个电路占用芯片面积进一步降低。
18.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。