专利名称：一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，为上电复位(POR)电路中的电容提供一个掉电放电的通路，可应用于上电复位(POR)电路等掉电后，再次上电后快速正确复位的电路模块。
背景技术：
在工业控制和消费类电子产品中，为了准确计时，经常需要用到实时时钟(RTC)芯片。实时时钟产品不仅在电子监控系统、控制系统、报警装置、公共汽车的日期及时间显示和小型台式仪器等方面有广泛用途，也可应用于移动电话、便携仪器、传真机、电池电源等产品中。时钟芯片是通信、自动化、控制等系统中的基础部件。目前，常用的实时时钟芯片 掉电后再上电，其正确复位的时间大约是几秒钟，许多场合出现需要快速上电复位的情况下，为了保证系统的实时性和正确性，上述复位时间会对系统带来不可预测的问题和系统故障，因此需要快速复位的时钟芯片。例如在电表中，如供电系统跳闸后系统自动合闸，则如果时钟芯片需要的复位时间太长，在这种情况下时钟芯片不能正确复位，芯片不能正常工作，从而影响电表的正常运行。本发明是一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，可以使芯片在极短的时间内甚至10微秒内正确复位，可以满足需要快速正确复位的应用场合，保证了系统对实时性和可靠性的要求。
发明内容
(一 )要解决的技术问题为了满足快速正确复位的应用，本发明提供一种上电复位电路中掉电后快速放电的电路，该电路的作用是当电源关断以后，将上电复位电路中的电容上的电量迅速泄放完全，保证再次上电后，上电复位电路能重新提供正确的初始化信号。( 二 )技术方案图I所示为本发明提供的一种上电复位电路的掉电后快速放电电路的电路图。该电路包括电压保持部分1，由两个晶体管MPl 101和丽I 102组成，MPl 101的源极接电源电压VCC，栅极、衬底和漏极相连并与节点I相连；MN1 102的栅极与节点I相连，源极，衬底和漏极相连并与接地点(gnd)相连。该电路用于为开关控制部分提供一个工作电压。MPl101管的栅和漏连接在一起，形成一个二极管，当电路上电后，二极管导通，为作为电容的NMOS管丽I 102充电，直到丽I 102栅极上的电压达到VDD-Vth;当电路突然掉电时，由于MPl 101的衬底与漏极相连，其源端和衬底保持反向偏置，电容上面的电荷不会通过衬底泄放走，同时反相器只有很低的静态电流，所以电容没有泄放的通路，可以为开关控制部分提供很长时间的电源电压。开关控制部分2，主要由反相器MP2 103和丽2 104，开关管丽3 105组成，MP2103的源极和衬底与节点I相连，栅极与电源电压VCC相连，漏极与节点2相连，丽2 104的源极和衬底与接地点(gnd)相连，栅极与电源电压VCC相连，漏极与节点2相连，丽3 105的栅极与节点2相连，源极与衬底接节点gnd，漏极为输出端POR_CTRL。该电路的工作原理是，晶体管MP2 103和丽2 104构成反相器，其电源电压由电压保持部分提供，其输出接开关管的栅极，当电路上电后，由于其输入为电源电压，所以输出为O电位，开关管关断，不影响上电复位电路的正常工作。当电源电压关断时，反相器的输入为0，其电源电压维持VDD-Vth很长时间，反相器的输出为高，将开关管打开，迅速将上电复位电路中电容上的电荷泄放走。
图I本发明提供的一种上电复位电路中掉电后快速放电的电路；图2本发明提供的一种上电复位电路中掉电后快速放电电路的一个应用实例；图3本发明提供的一种上电复位电路中掉电后快速放电电路的一个应用实例的
仿真结果。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。如图2所示为本发明提供的上电复位电路中掉电后快速放电电路一个应用实例，本例是RTC电路的一个上电复位模块，包括电压保持部分1，包括两个晶体管MPl 201和MNl 202。该电路用于为开关控制部分提供一个工作电压。MPl 201管的栅和漏连接在一起，形成一个二极管，当电路上电后，二极管导通，为作为电容的NMOS管丽I 202充电，丽I 202栅极上的电压达到VDD-Vth ;当电路突然掉电时，由于MPl 201的衬底与漏极相连，其源端和衬底保持反向偏置，电容上面的电荷不会通过衬底泄放走，同时反相器只有很低的静态电流，所以电容没有泄放的通路，可以为开关控制部分提供很长时间的电源电压。开关控制部分2，包括晶体管MP2 203和丽2 204，开关管丽3 205。该电路的工作原理是晶体管MP2 203和丽2 204构成反相器，其电源电压由电压保持部分提供，其输出接开关管的栅极，当电路上电后，由于其输入为电源电压，所以输出为O电位，开关管关断，不影响POR电路的正常工作。当电源电压关断时，反相器的输入为0，其电源电压维持VDD-Vth很长时间，反相器的输出为高，将开关管打开，迅速将POR电路中电容上的电荷泄放走。上电复位部分3，包括晶体管MP3 301，MN4 302和丽5 303。该电路的工作原理是MP3 301，MN4 302构成反相器，MN5 303为NMOS电容。当芯片上电时，由于电容两端的电压不能突变，所以节点3的电压保持为低电平，经过一系列反相器整形后，给出一个复位信号I，给内部电路提供一个初始值；由于MP3 301管的栅极接地，处在开启状态，所以经过一段复位时间后，电容上面的电压被充电到VDD，经过整形部分给出一个电位0，完成复位的过程，电路正常工作；通过调整充电MOS管MP3 301的宽长比以及NMOS电容丽5 303，可以调整复位脉冲的长度。
整形部分4，包括反相器INVl 304，INV2 305和INV3 306。主要起整形输出的作用，将上电复位部分3给出的脉冲信号整形成方波输出给内部的模块电路。本发明为上电复位部分3中的NMOS电容提供一个掉电的泄放通路，下面进行详细说明其工作原理当芯片上电时，由于电容两端的电压不能突变，所以节点3的电压保持为低电平，经过一系列反相器整形后，给出一个复位信号1，给内部电路提供一个初始值。由于MP3301管的栅极接地，处在开启状态，所以经过一段复位时间后，电容上面的电压被充电到VDD，经过整形部分给出一个电位0，完成复位的过程，电路正常工作。在芯片上电后，由于MPl 201管的栅和漏连接在一起，形成一个二极管，当电路上电后，二极管导通，为作为电容的NMOS管MNl 202充电，MNl 202栅极上的电压达到VDD-Vth，为开关控制部分提供一个工作电压。晶体管MP2 203和丽2 204构成反相器，其电源电压为丽I 202栅极上的电压即VDD-Vth，其输出接开关管丽3 205的栅极，上电后，由于其输入为电源电压，所以输出为O电位，开关管关断，不影响POR电路的正常工作。
当芯片掉电时，由于MPl 201的衬底与漏极相连，其源端和衬底保持反向偏置，NMOS电容MNl 202上面的电荷不会通过衬底泄放走，同时反相器只有很低的静态电流，所以没有泄放的通路，可以为开关控制部分提供很长时间的电源电压。当电源电压关断时，晶体管MP2 203和丽2 204构成反相器的输入为0，反相器的电源电压维持VDD-Vth很长时间，此时反相器的输出为高，将开关管打开，迅速将POR电路中NMOS电容丽5 303上的电荷泄放走，这样就可以防止掉电后NMOS电容丽5 303仍然储存电荷，造成再次上电后POR电路非正常复位，仿真结果如图3所示。以上所述仅为本发明的一个具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特征在于，该电路包括电压保持部分I和开关控制部分2连接组成，其中电压保持部分I由两个晶体管MPl 101和MNl102组成，MPl 101的源极接电源电压VCC，栅极、衬底和漏极相连并与节点I相连；MNl 102的栅极与节点I相连，源极，衬底和漏极相连并与接地点(gnd)相连；开关控制部分2主要由反相器MP2 103和丽2 104，开关管丽3 105组成，MP2 103的源极和衬底与节点I相连，栅极与电源电压VCC相连，漏极与节点2相连，丽2 104的源极和衬底与接地点(gnd)相连，栅极与电源电压VCC相连，漏极与节点2相连，丽3 105的栅极与节点2相连，源极与衬底接节点gnd，漏极为输出端POR_CTRL。
2.根据权利要求I所述的一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特点在于，电压保持部分I的晶体管MPl 101的衬底与漏极相连。
3.根据权利要求I所述的一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特点在于，电压保持部分I的MPl 101既可以是MOS晶体管构成的二极管也可以是其他形式的二极管。
4.根据权利要求I所述的一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特点在于，电压保持部分I的MNl 102既可以是晶体管实现的电容也可以是其他形式的电容。
5.根据权利要求I所述的一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特点在于，电路2的输出端P0R_CTRL与主电路3的P0R_CTRL相连。
6.根据权利要求I所述的一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路，其特点在于，开关控制部分2的开关管在有电源电压时完全关断，不影响主电路3与4的正常工作。
全文摘要
本发明提出了一种用于上电复位电路中掉电后快速放电的电路。在本发明中利用电容为开关控制电路提供电源电压，实现开关控制的电路结构，克服了电路突然掉电后再上电时不能正常复位的缺点。它主要由电压保持部分1、开关控制部分2组成。电压保持部分1主要由一个PMOS管MP1 101、一个NMOS管电容MN1 102组成；开关控制部分2主要由晶体管MP2103和MN2 104；开关管MN3 105组成。
文档编号H03K17/22GK102931959SQ20121003090
公开日2013年2月13日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者不公告发明人 申请人:北京七芯中创科技有限公司