專利名稱：電源啟動重置電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源啟動重置電路，尤其涉及一種可精確設(shè)定重置完成電壓的電源啟動重置電路。
背景技術(shù)：
大部分的集成電路晶片通常設(shè)置有許多的晶體管與基本的邏輯電路單元。在開啟電源電壓之后，電源電壓從零逐漸上升至一預(yù)定的穩(wěn)定值，隨后使集成電路晶片在此穩(wěn)定值下進(jìn)行正常的操作。為了避免集成電路晶片的晶體管與邏輯電路單元發(fā)生初始狀態(tài)不確定的狀況，必須在電源電壓達(dá)到穩(wěn)定的操作電壓位準(zhǔn)之前，對于集成電路晶片的晶體管與邏輯電路單元進(jìn)行重置階段的操作。因此，電源啟動(Power-On)重置電路提供一電源啟動重置信號，用以在電源電壓達(dá)到穩(wěn)定值之前控制重置階段的進(jìn)行與終止，而確保集成電路晶片具有確定的初始狀態(tài)。
典型上，同一個集成電路晶片可設(shè)計成允許其操作于電源電壓具有各種穩(wěn)定值的應(yīng)用狀況。然而，無論電源電壓的穩(wěn)定值為何，集成電路晶片皆要求在電源電壓達(dá)到某一特定值時，重置階段即必須完成(因此以下稱此特定值為“重置完成電壓”)。亦即，集成電路晶片的初始狀態(tài)必須在電源電壓達(dá)到重置完成電壓時即已確定以便開始進(jìn)行正常操作。不幸地，已知的電源啟動重置電路無法滿足此項要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種電源啟動重置電路，可設(shè)定并調(diào)整重置完成電壓。
依據(jù)本實用新型的電源啟動重置電路具有重置開始電路、重置完成電路、以及閉鎖電路。重置開始電路響應(yīng)于電源電壓而產(chǎn)生重置開始信號。當(dāng)該電源電壓達(dá)到一預(yù)定的重置完成電壓時，重置完成電路產(chǎn)生重置完成信號。閉鎖電路產(chǎn)生電源啟動重置信號，其具有第一狀態(tài)與第二狀態(tài)。響應(yīng)于重置開始信號，閉鎖電路使電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至第一狀態(tài)。響應(yīng)于重置完成信號，閉鎖電路使電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至第二狀態(tài)。
重置完成電路具有電壓檢測單元、參考電壓產(chǎn)生單元、以及電壓比較單元。電壓檢測單元產(chǎn)生一檢測電壓，其代表電源電壓。參考電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生一參考電壓，其關(guān)聯(lián)于重置完成電壓。電壓比較單元比較檢測電壓與參考電壓，使得當(dāng)檢測電壓達(dá)到參考電壓時，電壓比較單元被觸發(fā)而產(chǎn)生重置完成信號。
在一實施例中，響應(yīng)于重置開始信號，閉鎖電路起動(enable)重置完成電路。在另一實施例中，閉鎖電路與重置完成電路間設(shè)置有一延遲電路，用以在閉鎖電路使電源啟動重置信號處于第一狀態(tài)之后，經(jīng)過一延遲時間后才起動重置完成電路。
本實用新型具有以下有益技術(shù)效果本實用新型的電源啟動重置電路提供一電源啟動重置信號，以在電源電壓達(dá)到穩(wěn)定值之前控制重置階段的進(jìn)行與終止，從而確保了集成電路晶片具有確定的初始狀態(tài)，亦即，集成電路晶片的初始狀態(tài)在電源電壓達(dá)到重置完成電壓時即已確定以便開始進(jìn)行正常操作。
下文中的說明與附圖將使本實用新型之前述與其他目的、特征、與優(yōu)點更明顯。茲將參照附圖詳細(xì)說明依據(jù)本新型的較佳實施例。

圖1顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的電源啟動重置電路的詳細(xì)電路圖。
圖2顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的電源啟動重置電路的操作波形時序圖。
圖3顯示依據(jù)本實用新型第二實施例的電源啟動重置電路的詳細(xì)電路圖。
圖4顯示依據(jù)本實用新型第二實施例的電源啟動重置電路的操作波形時序圖。
主要元件符號說明10，30電源啟動重置電路11重置開始電路12閉鎖電路13重置完成電路14延遲電路C1，C2電容R1，R2，Ra，Rb電阻n1～n4，p1～p5晶體管RST重置開始信號FNS重置完成信號POR電源啟動重置信號EN，EN’起動信號FB反饋信號Vpw電源電壓Vsen檢測電壓Vref參考電壓Vdly延遲電壓Ipw電源電流
具體實施方式圖1顯示依據(jù)本新型第一實施例的電源啟動重置電路10的詳細(xì)電路圖。參照圖1，電源啟動重置電路10包括一重置開始電路11、一閉鎖電路12、以及一重置完成電路13。重置開始電路11產(chǎn)生一重置開始信號RST，且施加至閉鎖電路12。重置完成電路13產(chǎn)生一重置完成信號FNS，且施加至閉鎖電路12。重置完成電路13基于從閉鎖電路12的輸出端所反饋的起動信號EN而啟動。響應(yīng)于重置開始信號RST與重置完成信號FNS，閉鎖電路12決定電源啟動重置信號POR的狀態(tài)。電源啟動重置信號POR施加至集成電路晶片中的其他電路(未圖示)以進(jìn)行重置階段的操作。
重置開始電路11主要具有一電壓檢測單元以及一觸發(fā)單元。電壓檢測單元產(chǎn)生一檢測電壓Vsen，用以代表電源電壓Vpw。電壓檢測單元由電阻R1與電容C1串聯(lián)而成的電容性分壓電路所實施。當(dāng)電源電壓Vsen。從零開始上升時，電阻R1與電容C1間的串聯(lián)耦合點A提供一隨著電源電壓Vpw而變化的分壓，作為檢測電壓Vsen。觸發(fā)單元由一施密特觸發(fā)器ST串聯(lián)一反相器所實施。施密特觸發(fā)器ST可視為一具有磁滯效應(yīng)(Hysteresis)的反相器，用以防止檢測電壓Vsen上可能存在的雜訊錯誤地造成觸發(fā)事件。一旦電源電壓Vpw。達(dá)到適當(dāng)?shù)碾妷憾|發(fā)施密特觸發(fā)器ST，由重置開始電路11所產(chǎn)生的重置開始信號RST施加一上升沿至閉鎖電路12的第一輸入端S。響應(yīng)于重置開始信號RST的上升沿，閉鎖電路12使電源啟動重置信號POR進(jìn)入低電平狀態(tài)，以便開始進(jìn)行重置階段。在圖1所示的實施例中，閉鎖電路12主要由兩個交叉耦合的NAND邏輯門所形成，但閉鎖電路12亦可由其他種類的邏輯門所實施，只要其可執(zhí)行相同的邏輯運算功能。
重置完成電路13主要具有一開關(guān)單元、一電壓檢測單元、一參考電壓產(chǎn)生單元、以及一電壓比較單元。開關(guān)單元由三個晶體管開關(guān)n1至n3所構(gòu)成，分別用以控制電壓比較單元、參考電壓產(chǎn)生單元、與電壓檢測單元的電流路徑。當(dāng)起動信號EN處于低電平時，三個晶體管開關(guān)n1至n3皆不導(dǎo)通，因此無任何電流路徑形成于電源電壓Vpw與地面電位間。換言之，通過開關(guān)單元的設(shè)置，重置完成電路13可由起動信號EN控制啟動與否，而僅在起動信號EN處于高電平狀態(tài)時才進(jìn)行操作。參考電壓產(chǎn)生單元可由電阻R2與一耦合成二極管的晶體管n4所構(gòu)成，串聯(lián)于電源電壓Vpw與地面電位間，用以產(chǎn)生一參考電壓Vref。因此，參考電壓Vref大約等于一個二極管導(dǎo)通的壓降。晶體管開關(guān)n2控制參考電壓產(chǎn)生單元的電流路徑。電壓檢測單元可由電阻Ra與Rb所構(gòu)成的電阻性分壓器所實施，耦合于電源電壓Vpw與地面電位間，用以產(chǎn)生一分壓[Rb/(Ra+Rb)]*Vpw。晶體管開關(guān)n3控制電壓檢測單元的電流路徑。
電壓比較單元主要具有由晶體管p1與p2所構(gòu)成的差動放大對，其由晶體管p3與p4所構(gòu)成的電流鏡所驅(qū)動。晶體管開關(guān)n1控制電壓比較單元的電流鏡的電流路徑。從電壓檢測單元而來的分壓[Rb/(Ra+Rb)]*Vpw施加至晶體管p1的門極，而從參考電壓產(chǎn)生單元而來的參考電壓Vref施加至晶體管p2的門極。因此，電壓比較單元基于分壓[Rb/(Ra+Rb)]*Vpw與參考電壓Vref間的比較而決定重置完成信號FNS的狀態(tài)。當(dāng)分壓[Rb/(Ra+Rb)]*Vpw小于參考電壓Vref時，重置完成信號FNS處于高電平狀態(tài)。一旦分壓[Rb/(Ra+Rb)]*Vpw達(dá)到參考電壓Vref，電壓比較單元即受到觸發(fā)而使重置完成信號FNS進(jìn)入低電平狀態(tài)。重置完成信號FNS施加至閉鎖電路12的第二輸入端R。響應(yīng)于重置完成信號FNS的下降沿，電源啟動重置信號POR轉(zhuǎn)態(tài)成高電平，以便結(jié)束重置階段。
因此，借著設(shè)定參考電壓Vref的值，即可精確地決定重置階段的終止時機，亦即精確地控制重置完成電壓的值，其經(jīng)由[(Ra+Rb)/Rb]*Vref計算而得。換言之，當(dāng)電源電壓Vpw上升至預(yù)先設(shè)定的重置完成電壓時，電源啟動重置信號POR即受觸發(fā)而終止重置階段，以便集成電路晶片預(yù)備好進(jìn)行正常操作。
圖2顯示依據(jù)本實用新型第一實施例的電源啟動重置電路10的操作波形時序圖。參照圖2，假設(shè)電源電壓Vpw從時間T0起由零逐漸上升、于時間T1達(dá)到第一電壓V1、于時間T2達(dá)到第二電壓V2、、并且于時間T3達(dá)到第三電壓V3且隨后即維持穩(wěn)定。當(dāng)電源電壓Vpw仍處在小于可導(dǎo)通晶體管的臨界電壓的狀況，亦即在大約0.7伏特以下時，起動信號EN與電源啟動重置信號POR因電路中所存在的雜散電容而隨著電源電壓Vpw一起增大。再者此期間中，因為各晶體管均尚未導(dǎo)通，故并未消耗任何電源電流Ipw。在時間T1，起動信號EN進(jìn)入高電平狀態(tài)且電源啟動重置信號POR進(jìn)入低電平狀態(tài)，因為電源電壓Vpw，達(dá)到第一電壓V1而觸發(fā)施密特觸發(fā)器ST。因此，時間T1代表重置階段的開始。
從時間T1至T2，隨著電源電壓Vpw的增大，起動信號EN的高電平狀態(tài)亦增大，而電源啟動重置信號POR仍繼續(xù)維持于地面電位。此期間中，因為重置完成電路13開始進(jìn)行操作，亦即前述各單元的電流路徑因起動信號EN而導(dǎo)通，所以造成電源電流IPW開始顯著地消耗。在時間T2，電源啟動重置信號POR轉(zhuǎn)態(tài)成高電平狀態(tài)而結(jié)束重置階段，因為電源電壓Vpw達(dá)到第二電壓V2(重置完成電壓)而觸發(fā)重置完成電路13的電壓比較單元。此外，起動信號EN亦同時轉(zhuǎn)態(tài)成低電平狀態(tài)而中斷重置完成電路13的所有電流路徑。因此，自時間T2以后，電源電流Ipw的消耗降低至零，并且電源啟動重置信號POR隨著電源電壓Vpw一起上升至穩(wěn)定值。
圖3顯示依據(jù)本新型第二實施例的電源啟動重置電路30的詳細(xì)電路圖。圖3所示的電路元件中相同于圖1所示的電路元件者以相同的參考編號加以標(biāo)示，且為簡化說明起見，下文省略其說明。第二實施例不同于第一實施例之處在于圖3所示的第二實施例還包含一延遲電路14，用以在閉鎖電路12受到重置開始信號RST觸發(fā)后，仍須經(jīng)過一段延遲時間Tdly之后才起動重置完成電路13以進(jìn)行操作，從而更加節(jié)省電源電流Ipw的消耗。具體而言，延遲電路14主要具有一延遲電壓產(chǎn)生單元以及一邏輯控制單元。延遲電壓產(chǎn)生單元由晶體管p5與電容C2串聯(lián)于電源電壓Vpw與地面電位間而形成，用以產(chǎn)生一延遲電壓Vdly。在電源電壓Vpw上升而導(dǎo)通晶體管p5之后，電容C2被充電而使跨在其上的延遲電壓Vdly逐漸增大。邏輯控制單元主要由NAND邏輯電路所組成，用以接收從閉鎖電路12而來的反饋信號FB與延遲電壓Vdly。在延遲電路14的控制下，雖然反饋信號FB在施密特觸發(fā)器ST觸發(fā)后即已立即轉(zhuǎn)態(tài)成高電平，但第二實施例的起動信號EN’仍舊被抑制于地面電位。必須等到延遲電壓Vdly上升至足夠使邏輯控制單元的NAND邏輯門視之為高電平信號時，第二實施例的起動信號EN’才會轉(zhuǎn)態(tài)成高電平。請注意延遲電路14亦可由其他類型的模擬計時器或數(shù)字計數(shù)器所實施，只要能提供并控制所期望的延遲時間Tdly即可。
圖4顯示依據(jù)本實用新型第二實施例的電源啟動重置電路30的操作波形時序圖。參照圖4，第二實施例的反饋信號FB實質(zhì)上相同于第一實施例的起動信號EN，因為兩者皆為閉鎖電路12的輸出信號。在時間T1至TEN的延遲時間Tdly內(nèi)，雖然電源啟動重置信號POR已經(jīng)轉(zhuǎn)態(tài)至地面電位而開始進(jìn)行重置階段，但第二實施例的起動信號EN’仍維持于低電平，因而抑制電源電流Ipw的消耗。只有從時間TEN開始，第二實施例的起動信號EN’才轉(zhuǎn)態(tài)成高電平而使重置完成電路13開始進(jìn)行操作。因此，僅在時間TEN至T2間，電源電流Ipw才顯著地消耗。
雖然本實用新型已通過較佳實施例作為例示加以說明，應(yīng)了解者為本實用新型不限于此被揭露的實施例。相反地，本實用新型意在覆蓋對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員而言是明顯的各種修改與相似配置。因此，本申請的保護(hù)范圍應(yīng)得到最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求1.一種電源啟動重置電路，其特征在于，包含一重置開始電路，用以響應(yīng)于一電源電壓而產(chǎn)生一重置開始信號；一重置完成電路，用以在該電源電壓達(dá)到一預(yù)定的重置完成電壓時產(chǎn)生一重置完成信號；以及一閉鎖電路，用以產(chǎn)生一電源啟動重置信號，其具有一第一狀態(tài)與一第二狀態(tài)，其中響應(yīng)于該重置開始信號，該閉鎖電路使該電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至該第一狀態(tài)，并且響應(yīng)于該重置完成信號，該閉鎖電路使該電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至該第二狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源啟動重置電路，其中該電源啟動重置信號的該第一狀態(tài)實質(zhì)上等于一地面電位，并且該電源啟動重置信號的該第二狀態(tài)實質(zhì)上等于該電源電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源啟動重置電路，還包含一延遲電路，設(shè)置于該閉鎖電路與該重置完成電路之間，用以在該閉鎖電路使該電源啟動重置信號處于該第一狀態(tài)之后，經(jīng)過一延遲時間后才起動該重置完成電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源啟動重置電路，其中該重置開始電路包含一電壓檢測單元，用以產(chǎn)生一檢測電壓，其代表該電源電壓，以及一觸發(fā)單元，由該檢測電壓所觸發(fā)而產(chǎn)生該重置開始信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源啟動重置電路，其中該重置完成電路包含一電壓檢測單元，用以產(chǎn)生一檢測電壓，其代表該電源電壓，一參考電壓產(chǎn)生單元，用以產(chǎn)生一參考電壓，其關(guān)聯(lián)于該預(yù)定的重置完成電壓，以及一電壓比較單元，用以比較該檢測電壓與該參考電壓，使得當(dāng)該檢測電壓達(dá)到該參考電壓時，該電壓比較單元被觸發(fā)而產(chǎn)生該重置完成信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源啟動重置電路，其中該重置完成電路還包含一開關(guān)單元，使得該閉鎖電路經(jīng)由該開關(guān)單元而導(dǎo)通該電壓檢測單元、該參考電壓產(chǎn)生單元、以及該電壓比較單元的電流路徑。
專利摘要電源啟動重置電路具有重置開始電路、重置完成電路、以及閉鎖電路。重置開始電路響應(yīng)于電源電壓而產(chǎn)生重置開始信號。當(dāng)該電源電壓達(dá)到一預(yù)定的重置完成電壓時，重置完成電路產(chǎn)生重置完成信號。閉鎖電路產(chǎn)生電源啟動重置信號，其具有第一狀態(tài)與第二狀態(tài)。響應(yīng)于重置開始信號，閉鎖電路使電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至第一狀態(tài)。響應(yīng)于重置完成信號，閉鎖電路使電源啟動重置信號轉(zhuǎn)態(tài)至第二狀態(tài)。
文檔編號H03K17/22GK2831612SQ20052011302
公開日2006年10月25日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者陳企揚, 李榮欽 申請人:圓創(chuàng)科技股份有限公司