一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器

本發(fā)明涉及上電復(fù)位電路領(lǐng)域，尤其是指一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新興技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，適用于此類集成電路系統(tǒng)的市場需求也呈指數(shù)增長。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊用量高，具有廣泛的分布范圍，且長時(shí)間工作于復(fù)雜多變的環(huán)境中，因此要求相應(yīng)的集成電路具備極低功耗和極低成本的特性。在此類集成電路系統(tǒng)上電之前，上電復(fù)位電路需要將模擬和數(shù)字模塊初始化至已知狀態(tài)，同時(shí)具備功耗低、面積小等特點(diǎn)。

2、基于帶隙電壓基準(zhǔn)源的上電復(fù)位電路具有很強(qiáng)的魯棒性，基本不受工藝、電源電壓、溫度變化的影響。然而，帶隙電壓基準(zhǔn)源電路工作時(shí)較大的靜態(tài)電流使得該結(jié)構(gòu)不適用于低功耗應(yīng)用，增大電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的面積可以有效降低功耗，但會(huì)導(dǎo)致成本過高，因此基于帶隙電壓基準(zhǔn)源的上電復(fù)位電路無法在面積和功耗上達(dá)到兩全其美。

3、基于rc延遲單元的上電復(fù)位電路盡管能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗的特性，但是對(duì)工藝、電源電壓、溫度變化很敏感，魯棒性差，導(dǎo)致產(chǎn)生的上電復(fù)位信號(hào)不夠精確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中缺乏兼具小面積、低功耗和強(qiáng)魯棒性的上電復(fù)位電路，提供一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器，在面積小的同時(shí)，具備低功耗和強(qiáng)魯棒性的特點(diǎn)。

2、第一方面，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種上電復(fù)位電路，包括：

3、第一電流前置電路，其第一端連接電源電壓，其第二端接地；所述第一電流前置電路基于電源電壓探測器向比較反相電路提供輸出電壓；所述輸出電壓在比較反相電路中轉(zhuǎn)化為第一電流；

4、基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，其第一端連接所述電源電壓，其第二端接地；所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路基于工作于亞閾值區(qū)的晶體管輸出基準(zhǔn)電流；

5、所述比較反相電路，其第一端連接所述電源電壓，其第二端接地；所述比較反相電路基于所述第一電流和所述基準(zhǔn)電流輸出復(fù)位信號(hào)；

6、關(guān)斷電路，其第一端連接所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，其第二端接地；所述關(guān)斷電路用于在接收到輸出端信號(hào)后關(guān)斷所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源電壓探測器包括mos晶體管和mos電容；

8、其中，所述mos晶體管包括n個(gè)第一單元晶體管，所述n個(gè)第一單元晶體管堆疊且均連接二極管；所述mos電容包括n個(gè)第二單元晶體管，所述n個(gè)第二單元晶體管串聯(lián)；n大于等于2；每個(gè)所述第一單元晶體管均與一個(gè)所述第二單元晶體管并聯(lián)。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二單元晶體管包括第二單元晶體管a與第二單元晶體管b；

10、其中，所述第二單元晶體管a的個(gè)數(shù)為x，所述第二單元晶體管b的個(gè)數(shù)為y，且x+y＝n；所述y個(gè)第二單元晶體管b的輸入端連接所述電源電壓，所述y個(gè)第二單元晶體管b的輸出端連接所述x個(gè)第二單元晶體管a的輸入端，所述x個(gè)第二單元晶體管a的輸出端接地；所述第二單元晶體管a的尺寸大于所述第二單元晶體管b的尺寸。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路包括十個(gè)晶體管；

12、其中，第一晶體管和第二晶體管互為電流鏡，所述第一晶體管工作于深三極管區(qū)，所述第二晶體管包括m個(gè)與所述第一晶體管尺寸相同的第三單元晶體管，m大于等于2；第三晶體管和第四晶體管工作于所述亞閾值區(qū)；第五晶體管、第六晶體管、第七晶體管分別與第八晶體管、第九晶體管、第十晶體管構(gòu)成共源共柵結(jié)構(gòu)，且所述第八晶體管、所述第九晶體管和所述第十晶體管構(gòu)成電流鏡電路；所述第二晶體管的漏電流與所述第三晶體管和所述第四晶體管相關(guān)，所述第二晶體管的漏電流為所述基準(zhǔn)電流。

13、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述比較反相電路包括第十一晶體管、第十二晶體管和第十三晶體管；

14、其中，所述第十一晶體管、所述第十二晶體管和所述第十三晶體管構(gòu)成電流比較器；所述第十一晶體管的柵極與所述第一電流前置電路連接，所述第十一晶體管的漏電流為所述第一電流；所述第十一晶體管和所述第十二晶體管連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為第一節(jié)點(diǎn)電壓，所述第一節(jié)點(diǎn)電壓的電平狀態(tài)與所述第一電流和所述基準(zhǔn)電流相關(guān)。

15、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述比較反相電路還包括第十四晶體管、第十六晶體管、第十七晶體管、第十八晶體管和第十九晶體管；

16、其中，所述第十六晶體管和所述第十七晶體管構(gòu)成第一組反相器，所述第十八晶體管和所述第十九晶體管構(gòu)成第二組反相器；所述第一組反相器和所述第二組反相器的連接點(diǎn)與所述第十四晶體管的柵極連接，該連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為第二節(jié)點(diǎn)電壓；當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)電壓跳變?yōu)楦唠娖胶?，所述第二?jié)點(diǎn)電壓跳變?yōu)榈碗娖剑龅诙M反相器輸出的所述復(fù)位信號(hào)為高電平，所述第十四晶體管導(dǎo)通并對(duì)所述第一節(jié)點(diǎn)電壓的高電平狀態(tài)進(jìn)行保持。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述關(guān)斷電路包括第十五晶體管；所述輸出端信號(hào)連接所述第十五晶體管的柵極，所述第十五晶體管的漏極連接所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，所述第十五晶體管的源極接地。

18、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)位信號(hào)為所述輸出端信號(hào)。

19、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括延時(shí)電路；所述延時(shí)電路與所述比較反相電路連接，所述延時(shí)電路接入所述復(fù)位信號(hào)并輸出延時(shí)復(fù)位信號(hào)；所述延時(shí)復(fù)位信號(hào)為所述輸出端信號(hào)。

20、第二方面，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種上電復(fù)位器，應(yīng)用有所述的一種上電復(fù)位電路。

21、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

22、本發(fā)明提供了一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器，(1)無帶隙基準(zhǔn)源，結(jié)構(gòu)簡單，面積?。?2)基準(zhǔn)電流由工作于亞閾值區(qū)的晶體管產(chǎn)生，且復(fù)位信號(hào)建立后基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路將被關(guān)斷，功耗低；(3)對(duì)制造工藝、電源電壓和溫度的變化具備強(qiáng)魯棒性。

技術(shù)特征：

1.一種上電復(fù)位電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述電源電壓探測器包括mos晶體管和mos電容；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述第二單元晶體管包括第二單元晶體管a與第二單元晶體管b；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路包括十個(gè)晶體管；

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述比較反相電路包括第十一晶體管、第十二晶體管和第十三晶體管；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述比較反相電路還包括第十四晶體管、第十六晶體管、第十七晶體管、第十八晶體管和第十九晶體管；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述關(guān)斷電路包括第十五晶體管；所述輸出端信號(hào)連接所述第十五晶體管的柵極，所述第十五晶體管的漏極連接所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，所述第十五晶體管的源極接地。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)為所述輸出端信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種上電復(fù)位電路，其特征在于，還包括延時(shí)電路；所述延時(shí)電路與所述比較反相電路連接；所述延時(shí)電路接入所述復(fù)位信號(hào)并輸出延時(shí)復(fù)位信號(hào)；所述延時(shí)復(fù)位信號(hào)為所述輸出端信號(hào)。

10.一種上電復(fù)位器，其特征在于，應(yīng)用有權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種上電復(fù)位電路。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及上電復(fù)位電路技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器，該上電復(fù)位電路包括：第一電流前置電路，其第一端連接電源電壓，其第二端接地，基于電源電壓探測器向比較反相電路提供輸出電壓，該輸出電壓在比較反相電路中轉(zhuǎn)化為第一電流；基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，其第一端連接電源電壓，其第二端接地，基于工作于亞閾值區(qū)的晶體管輸出基準(zhǔn)電流；比較反相電路，其第一端連接電源電壓，其第二端接地，基于第一電流和基準(zhǔn)電流輸出復(fù)位信號(hào)；關(guān)斷電路，其第一端連接基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路，其第二端接地，用于在接收到輸出端信號(hào)后關(guān)斷基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電路。本發(fā)明提供了一種上電復(fù)位電路和上電復(fù)位器，兼具小面積、低功耗和強(qiáng)魯棒性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：魯征浩,劉敏方
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/14