一种上电复位电路制造技术

本发明专利技术提供一种上电复位电路，该上电复位电路包括第一级上电复位电路和第二级上电复位电路，其中，第一级复位电路包括外部电源检测电路，内部电源检测电路以及带隙基准电路，第一级复位电路用于粗略地对外部电源电压和内部电源电压进行检测；第二级复位电路包括分压电路，比较电路和复位信号产生电路，第二级复位电路用于对内部电源电压进行精确地检测。本发明专利技术中提供的上电复位电路采用两级结构，对外部电源电压和内部电源电压进行监测，第一级复位电路在监测时，精度较低但是功耗极低，第二级复位电路需要一定的功耗，但是精度极高。因此，使用两级复位电路在实现了高精度的同时，极大地缩小了功耗，具有精度高、功耗小以及性能稳定等优势。性能稳定等优势。性能稳定等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种上电复位电路


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种上电复位电路。

技术介绍

[0002]在集成电路领域，许多芯片都包含上电复位电路(Power
‑
on
‑
Reset，POR),上电复位电路的作用是在系统上电和下电时产生复位信号，用于数字复位和各种IP启动等，使模拟和数字模块初始化至已知状态。
[0003]如果电源电压比较低，会导致电路输出的逻辑不确定，此外，从上电到时钟电路的正常起振也是需要时间的，在电源电压达到稳定之前时钟电路无法正常输出时钟信号。所以，需要在芯片上电的时候，给复位端一个复位信号让其中的数字电路在电源电压达到稳定值之前不要工作。
[0004]基本的上电复位电路会产生一个内部复位脉冲以避免“竞争”现象，并使器件保持静态，直到电源电压达到一个能保证正常工作的阈值。一旦电源电压达到阈值电压，上电复位电路就会释放内部复位信号，状态机开始初始化。通常情况下，电路系统在上电初期，电源电压还未达到稳定的预期状态时，许多电路元器件以及电路节点的电压和逻辑状态是不稳定的。为了使电路系统在每次上电后都能从设计者所期望的状态开始操作，可以利用上电复位电路在电源稳定后的一段时间内产生上电复位信号，该复位信号可以强制电路系统处于设计者所期望的初始状态，待复位信号的有效期结束后，电路系统再从所期望的初始状态开始运行。也就是说，复位信号可以对电路系统中的其他模块进行复位操作，从而消除上电初始时，电路模块的不稳定状态。
[0005]如图1所示，为传统的上电复位电路，该上电复位电路主要利用电阻R和电容C组成的RC电路来构成复位电路，利用RC电路中对电容的充电来实现信号的延迟，其中的非门电路用于整形以提高电路的抗干扰能力。传统的上电复位电路具有结构简单静态功耗低的优点，但是这样的电路存在以下缺点：(1)为了保证电源稳定一段时间后，复位电路才输出复位信号，因此需要产生延迟的RC电路的时间常数非常大，这样就使得电容非常大，在集成电路中，较大的电容将占用较大的面积；(2)电容对毛刺信号的滤波效果不是很好，若用于产生复位信号的电源电压具有较大的波动，则可能产生错误的复位信号而使得电路误操作，造成系统的不稳定；(3)传统上电复位电路的复位信号将由R、C和第一反相器的阈值电压Vth共同决定，但是，由于该电路中各部分的工艺偏差可以叠加，将会导致最终结果与预期结果的偏差；有时将不会产生复位信号，有时可能电源并没有稳定，复位信号却过早地来到。
[0006]因此，亟需一种上电复位电路，其具有较小的版图面积，且具有较小的静态功耗，并且能产生与电源状态相匹配的稳定精确的复位信号。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种上电复位电路，其特征在于，所述上电复
位电路包括第一级复位电路和第二级复位电路；所述第一级复位电路包括外部电源检测电路，内部电源检测电路以及带隙基准电路；其中，外部电源检测电路分别与内部电源检测电路和带隙基准电路电性连接；所述第一级复位电路用于粗略地对外部电源电压和内部电源电压进行检测；所述外部电源检测电路用于检测外部电源电压，当外部电源电压上升到一定的电压时，输出第一复位信号；所述内部电源检测电路用于检测内部电源电压，当内部电源电压上升到一定的电压时，输出第二复位信号；所述带隙基准电路用于产生基准电压；所述第二级复位电路包括分压电路，比较电路和复位信号产生电路；所述第二级复位电路用于对内部电源电压进行精确地检测；所述分压电路与内部电源电压相连接，用于对内部电源电压进行分压，并获得分压电压；所述比较电路分别与分压电路和带隙基准电路相连接，用于将分压电压和基准电压进行比较；所述复位信号产生电路与比较电路相连接，用于产生上电复位信号，当分压电压高于基准电压时，复位信号产生电路产生上电复位信号。
[0008]采用本专利技术中提供的上电复位电路，通过两级复位电路的方式对外部电源电压和内部电源电压进行监测，第一级复位电路在监测时，精度较低但是功耗极低，第二级复位电路需要一定的功耗，但是精度极高。在进行监测时，当第一级复位电路达到一定的设定电压并触发之后，才开始第二级监测，满足条件之后将自动关闭第二级检测，因此，使用本专利技术中的两级复位电路，在实现了高精度的同时，极大地缩小了功耗。
[0009]优选地，当所述外部电源检测电路输出第一复位信号时，内部电源检测电路开始检测内部电源电压，所述带隙基准电路开始产生基准电压。
[0010]优选地，所述第一级复位电路还包括基准电压检测器，用于检测基准电压是否已经到达设定值。
[0011]优选地，所述外部电源检测电路包括第一电阻器，第一NMOS管，第二NMOS管，第一POMS管，以及第一反相器；其中，所述第一电阻器和所述第二NMOS管串联连接在外部电源电压和接地电压之间，所述第一电阻器连接外部电源电压，所述第二NMOS管被配置为漏极与所述第一电阻器连接，源级与接地电压连接，栅极与所述第一NMOS管和所述第一PMOS管的栅极相连接；所述第一NMOS管和所述第一PMOS管串联连接在外部电源电压和接地电压之间，其中，所述第一PMOS管的源级与外部电源电压相连，所述第一NMOS管的源级与接地电压相连，所述第一NMOS管和所述第一PMOS管的栅极相连连接到所述第二NMOS管的栅极，所述第一NMOS管和所述第一PMOS管的漏极相连连接到第一反相器。
[0012]采用该外部电源检测电路，采用电阻和二极管连接的NMOS管的形式产生第一复位信号信号，因为第一复位信号的值主要取决于NMOS管的阈值电压，因此，相比于传统的产生复位信号的方式，只有一个变量，因此，受工艺影响较小，增加了信号产生的稳定性。
[0013]优选地，所述内部电源检测电路包括第二电阻器，第二PMOS管，第三PMOS管，第三NMOS管，第四NMOS管，以及第二反相器；其中，第二电阻器和第四NMOS管串联连接在内部电源电压和接地电压之间，第二电阻器连接内部电源电压，第四NMOS管被配置为漏极与第二电阻器连接，源级与接地电压连接，栅极与第二PMOS管和第三NMOS管的栅极相连接；第二PMOS管和第三NMOS管串联连接在内部电源电压和接地电压之间，其中，第二PMOS管的源级与内部电源电压相连，第三NMOS管的源级与接地电压，第三NMOS管和第二PMOS管的栅极相连连接到第二NMOS管的栅极，第三NMOS管和第二PMOS管的漏极相连连接到第二反相器；第三PMOS管的源级连接至内部电源电压，栅极与第一上电复位电路的输出端电性连接，漏极
与第三NMOS管、第二PMOS管以及第二NMOS管的栅极连接。
[0014]采用该内部电源检测电路，采用电阻和二极管连接的NMOS管的形式产生第二复位信号，因为第二复位信号的值主要取决于NMOS管的阈值电压，因此，相比于传统的产生复位信号的方式，只有一个变量，因此，受工艺影响较小，增加了信号产生的稳定性。
[0015]优选地，所述分压电路包括三个可变电阻，所述三个可变电阻串联在内部电源电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上电复位电路，其特征在于，所述上电复位电路包括第一级复位电路和第二级复位电路；所述第一级复位电路包括外部电源检测电路，内部电源检测电路以及带隙基准电路；其中，外部电源检测电路分别与内部电源检测电路和带隙基准电路电性连接；所述第一级复位电路用于粗略地对外部电源电压和内部电源电压进行检测；所述外部电源检测电路用于检测外部电源电压，当外部电源电压上升到一定的电压时，输出第一复位信号；所述内部电源检测电路用于检测内部电源电压，当内部电源电压上升到一定的电压时，输出第二复位信号；所述带隙基准电路用于产生基准电压；所述第二级复位电路包括分压电路，比较电路和复位信号产生电路；所述第二级复位电路用于对内部电源电压进行精确地检测；所述分压电路与内部电源电压相连接，用于对内部电源电压进行分压，并获得分压电压；所述比较电路分别与分压电路和带隙基准电路相连接，用于将分压电压和基准电压进行比较；所述复位信号产生电路与比较电路相连接，用于产生上电复位信号，当分压电压高于基准电压时，复位信号产生电路产生上电复位信号。2.根据权利要求1中所述的上电复位电路，其特征在于，当所述外部电源检测电路输出第一复位信号时，内部电源检测电路开始检测内部电源电压，所述带隙基准电路开始产生基准电压。3.根据权利要求1中所述的上电复位电路，其特征在于，所述第一级复位电路还包括基准电压检测器，用于检测基准电压是否已经到达设定值。4.根据权利要求1中所述的上电复位电路，其特征在于，所述外部电源检测电路包括第一电阻器，第一NMOS管，第二NMOS管，第一POMS管，以及第一反相器；其中，所述第一电阻器和所述第二NMOS管串联连接在外部电源电压和接地电压之间，所述第一电阻器连接外部电源电压，所述第二NMOS管被配置为漏极与所述第一电阻器连接，源级与接地电压连接，栅极与所述第一NMOS管和所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家骅，何勇翔，
申请(专利权)人：东芯半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：