一種上電復位、掉電復位電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 發明涉及集成電路設計領域，具體涉及一種上電復位、掉電復位電路。
【背景技術】
[0002] 上電復位電路（P0R)、掉電復位電路（BOR)是集成電路設計的基礎模塊電路。上電 復位電路用于在芯片電源上電過程中給出復位信號或者啟動信號，以保證芯片在正確的初 始態下開始工作。掉電復位電路用于在芯片電源掉電過程中給出復位信號，使芯片恢復到 初始態，直到電源徹底掉電； 目前集成電路中采用的上電復位電路，基本上是基于RC延遲進行設計的。如圖1所示， 為最基本的基于RC延遲上電復位電路。電源（VDD)與地（VSS)之間串聯RC濾波電路（由 R0、C0組成)，濾波電路的輸出接反相器INV0,反相器輸出即上電復位輸出信號Reset_N(低 電平有效）。該電路存在兩方面缺點：一、電源電壓緩慢上升，上電復位電路跳變電壓嚴重 向下偏移，導致復位功能失效(其輸入輸出波形圖如圖2所示)。二、電源快速掉電再次上電 時，由于電容上的電荷無法通過反相偏置二極管快速瀉放，可能導致再次上電時不能正確 產生復位信號。其它基于圖1所做的優化電路，均或多或少存在以上兩方面的問題，從而影 響系統的可靠性。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術中存在的復位不可靠問題，本發明提供一種新的設計方案，該方案 摒棄了傳統基于RC延遲的設計思想，同時集成了掉電復位功能和翻轉點快速脫離功能。該 方案電路結構簡單，面積小，可靠性好； 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種上電復位、掉電復位電路，包括電阻比例分壓電路、單級放大器電路、電平整形電 路及閾值調整電路，所述電阻比例分壓電路由多個電阻串聯于電源、地之間，用于偵測取樣 電源電壓，所述單級放大器電路輸入端連接電阻比例分壓電路的分壓參考節點，用于放大 參考節點電壓與設定閾值之間差值，所述電平整形電路輸入端連接單級放大器輸出端，用 于單級放大器輸出信號整形，并送出復位信號，所述閾值調整電路跨接在電阻比例分壓電 路與單級放大器電路輸出之間，用于上電復位、掉電復位時的閾值調整； 本發明的有益效果在于： 不論電源上電速度快或慢，亦或電源多次重復上電，均保證正確輸出復位信號，可靠性 好。在不增加芯片面積情況下集成了掉電復位功能，集成度高。上電閾值、掉電閾值可調， 方便靈活。
[0004] 附圖介紹 圖1為現有技術最基本的基于RC延遲上電復位電路原理圖； 圖2為現有技術在電源緩慢上升情況下的輸入輸出波形圖； 圖3為本發明提出的集成上電復位、掉電復位實施例一的電路原理圖； 圖4為本實施例一在電源緩慢上升和下降情況下的輸入輸出波形圖； 圖5為本實施例一在電源重復上電、掉電情況下的輸入輸出波形圖； 圖6為本發明提出的集成上電復位、掉電復位實施例二的電路原理圖； 圖7為本發明提出的集成上電復位、掉電復位實施例三的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0005] 為使本發明所闡述的技術方案及有益效果更加清晰明白，下面結合附圖及具體實 施例，對本發明做進一步說明。應當理解，此處所描述的實施例僅用來解釋本發明，并不用 于限定本發明； 實施例一： 圖3示出了本發明集成上電復位、掉電復位實施例一的電路原理圖。所述上電復位、掉 電復位電路100,是以多個電阻串聯連接組成電阻比例分壓電路以及用電阻作為單級放大 器的上拉負載； 上電復位、掉電復位電路100包括電阻比例分壓電路10、單級放大器電路20、電平整 形電路30及閾值調整電路40。所述電阻比例分壓電路10包括第一電阻R0、第二電阻R1、 第三電阻R2、第四電阻R3,依次串聯于電源和地之間，用于偵測取樣電源電壓。第一電阻 RO與第二電阻Rl之間為分壓參考節點A，第二電阻Rl與第三電阻R2之間為分壓參考節點 netO,第三電阻R2與第四電阻R3之間為分壓參考節點B。所述單級放大器電路20包括第 二NMOS管匪1和第五電阻R4,用于放大參考節點電壓與設定閾值差值。第二NMOS管匪1 的柵極接分壓參考節點netO,第二NMOS管NMl的源極接地，第二NMOS管NMl的漏極與第五 電阻R4的一端相連，該節點形成電壓參考節點netl，第五電阻R4的另一端連接電源。所 述電平整形電路30包括施密特觸發器SMT0,用于單級放大器輸出信號整形，并送出復位信 號。SMTO的輸入端連接電壓參考節點netl，輸出端為復位信號Reset_N。所述閾值調整電 路40包括第一NMOS管NMO和第一PMOS管PM0,用于上電復位、掉電復位時的閾值電壓調 整。第一NMOS管NMO的柵極接電壓參考節點netl，第一NMOS管NMO的漏極接參考節點B， 第一NMOS管NMO的源極接地，第一PMOS管PMO的柵極接參考節點netl，第一PMOS管PMO 的漏極接參考節點A，第一PMOS管PMO的源極接電源； 上電復位電路工作原理為：起始階段，電源電壓很低，比例電阻分壓節點netO電壓低 于Vthl(匪1管的閾值電壓)，匪1截止，netl被R4拉高，PMO截止，RO串聯接入電路，NMO 導通，R3被NMO短路。同時，SMTO輸出Reset_NS〇,電路處于復位狀態。當VDD電壓逐漸
【主權項】
1. 一種上電復位、掉電復位電路，其特征在于，包括電阻比例分壓電路、單級放大器電 路、電平整形電路及闊值調整電路，所述電阻比例分壓電路由多個電阻串聯于電源、地之 間，用于偵測取樣電源電壓，所述單級放大器電路輸入端連接電阻比例分壓電路的分壓參 考節點，用于放大參考節點電壓與設定闊值之間差值，所述電平整形電路輸入端連接單級 放大器輸出端，用于單級放大器輸出信號整形，并送出復位信號，所述闊值調整電路跨接在 電阻比例分壓電路與單級放大器電路輸出之間，用于上電復位、掉電復位時的闊值調整。
2. 如權利要求1所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述電阻比例分壓電路 包括第一電阻、第二電阻、第H電阻、第四電阻，電源、第一電阻、第二電阻、第H電阻、第四 電阻、地之間依次串聯連接；第一電阻與第二電阻之間為分壓參考節點A，第二電阻與第H 電阻之間為分壓參考節點netO,第H電阻與第四電阻之間為分壓參考節點B。
3. 如權利要求1所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述單級放大器電路包 括第二NM0S管和第五電阻，第二NM0S管的柵極接分壓參考節點netO,第二NM0S管的源極 接地，第二NM0S管的漏極與第五電阻的一端相連，該節點形成電壓參考節點netl，第五電 阻的另一端連接電源。
4. 如權利要求1所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述電平整形電路為雙 邊施密特觸發器；施密特觸發器的輸入端連接電壓參考節點netl，施密特觸發器的輸出為 復位信號。
5. 如權利要求1所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述闊值調整電路包括 第一 NM0S管和第一 PM0S管，第一 NM0S管的柵極接電壓參考節點netl，第一 NM0S管的漏極 接參考節點B，第一 NM0S管的源極接地，第一 PM0S管的柵極接參考節點netl，第一 PM0S管 的漏極接參考節點A，第一 PM0S管的源極接電源。
6. 如權利要求1所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述第四電阻的阻值不 超過第一電阻的阻值。
7. 如權利要求3說述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述第二NM0S管為大寬 長比的長溝道器件。
8. 如權利要求4所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述施密特觸發器的上 升闊值設定為60%-80%的上電電壓值，所述施密特觸發器的下降闊值設定為20%-40%的上 電電壓值。
9. 如權利要求5所述的上電復位、掉電復位電路，其特征在于，所述第一 NM0S管、第一 PM0S管為大寬長比的短溝道器件。
【專利摘要】本發明公開一種上電復位、掉電復位電路，包括電阻比例分壓電路、單級放大器電路、電平整形電路及閾值調整電路，所述電阻比例分壓電路由多個電阻串聯于電源、地之間，用于偵測取樣電源電壓，所述單級放大器電路輸入端連接電阻比例分壓電路的分壓參考節點，用于放大參考節點電壓與設定閾值之間差值，所述電平整形電路輸入端連接單級放大器輸出端，用于單級放大器輸出信號整形，并送出復位信號，所述閾值調整電路跨接在電阻比例分壓電路與單級放大器電路輸出之間，用于上電復位、掉電復位時的閾值調整。根據本發明，電源電壓在緩慢上升亦或多次上電情況下，均正確輸出復位信號，保證了芯片上電掉電的可靠性。
【IPC分類】H03K17-22
【公開號】CN104601152
【申請號】CN201510081501
【發明人】張亮
【申請人】珠海市一微半導體有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月15日