【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路领域，具体涉及一种带上电复位功能的超低功耗振荡器。
技术介绍
1、应用于医疗、物联网、可穿戴领域的设备获得飞速发展和广泛应用，往往要求设备所使用的芯片能够持续工作数月甚至数年，因此对静态功耗提出更高的要求，所使用电路的平均功耗往往被限制在nw级。此类设备主要用于检测不会飞速变化的信号，例如生物信号等，在使用间隔采样的方法采集信号时，仍然能得到相对准确的测量结果。
2、在电路中的低功耗模式下，大部分电路会在测量的间隔中关闭，并间隔一段时间开启，关闭时间由电路中的记录单元控制。在电路中，作为时钟信号产生器的振荡器和通过检测电源电压变化来控制整个系统进入初始工作状态的上电复位(power-on-reset)电路需要持续工作，因此控制二者的功耗是设计低功耗系统的关键。
技术实现思路
1、基于上述背景，本专利技术提供了一种含上电复位功能的超低功耗振荡器，其中的por电路利用晶体管产生基准电压，利用mos电容的充放电将por信号初始状态置零，在复位信号释放后切断大部分por电路，大大减小了静态电流。配合开启与关闭由por信号控制的振荡器电路，在规定的电压范围内产生稳定振荡输出波形。本专利技术在输出稳定振荡器信号的同时提供检测电源电压范围的por信号，电路功耗极低，采用无电阻结构，芯片占用面积小，适用于低功耗的soc芯片中。
2、技术方案中，本专利技术提供的超低功耗振荡器包括带上电复位电路和振荡器电路，其中，上电复位电路包含por主体电路、初始
3、por主体电路输出端输出上电复位信号；初始预置模块用于保证电路上电时，输出por的初始值为0，确保por电路的正常工作；电压基准模块能够产生与电源电压有关的基准电压vf，以驱动后续电路；掉电检测模块能够在电源电压下降到一定程度时，将por电压置零。振荡器则采用开启与关闭由por信号控制的振荡器电路，在规定的电压范围内产生稳定振荡输出波形。
4、所述电压基准模块包括4个pmos管mp1、mp2、mp3和mp4，2个nmos管mn1和mn2。其中：mp1的源极与mp3的栅极、mp3的漏极相互连接；mp1的漏极、mn1的漏极、mn1的栅极与mn2的栅极相互连接；mn1、mn2的源极都接到地gnd；mp2的源极与mp4的栅极、mp4的漏极相互连接。
5、所述por主体电路包括6个pmos管mp5、mp6、mp7、mp8、mp9和mp10，5个nmos管mn3、mn4、mn5、mn6和mn7，3个反相器inv3、inv4和inv7，一个三输入与非门nand。其中：mp5、mp6、mp7、mp8、mp10的源极都接到电源vdd；mp5的漏极、mp1的栅极、mp3的源极及mp4的源极相互连接；mp5、mp6、mp9的栅极连接到输出端por；mn3的栅极、mn2的漏极、mp2的漏极与mp2的栅极相互连接；mn3的漏极与mp6的漏极连接；mn3的源极、mn4的漏极、mn4的栅极与mn5的栅极相互连接；mn4的源极、mn5的源极与地gnd连接；mn5的漏极、mp7的漏极、mp7的栅极、mp8的栅极相互连接；mp8的漏极、mp9的漏极、mn6的栅极、mn7的漏极连接到节点n1。mn6的源极、漏极与地gnd连接；mn7的栅极、mp10的栅极、与非门nand的输出端与反相器inv7的输入端相互连接；mp9的源极、mp10的漏极、mn7的源极与反相器inv3的输入端相互连接；反相器inv3的输出端与反相器inv4的输入端相互连接；反相器inv2的输出端与与非门nand的第一输入端相互连接。反相器inv7输出por信号。
6、所述初始预设模块包括pmos管mp17和nmos管mn10，2个反相器inv1和inv2，其中inv1为施密特反相器。mp17的源极连接到电源vdd；mp17的栅极、mn10的漏极、mn10的源极连接到地gnd；mp17的漏极、mn10的栅极与反相器inv1的输入端相互连接；反相器inv1的输出端与反相器inv2的输入端相互连接；反相器inv2的输出端与与非门nand的第三输入端相互连接。
7、所述掉电检测模块包括6个pmos管mp11、mp12、mp13、mp14、mp15和mp16，3个nmos管mn8、mn9和mn11，2个反相器inv5和inv6。mp11、mp15的源极都接到电源vdd；mp11的栅极、mp11的漏极与mp12的源极相互连接；mp12的栅极、mp12的漏极与mp13的源极相互连接；mp13的栅极、mp13的漏极、mp14的源极、mp16的栅极、mn9的栅极相互连接；mp14的栅极、mp14的漏极、mn8的源极、mn8的漏极、mn9的源极以及mn11的源极与地gnd连接。mp15的栅极、mp15的漏极、mp16的源极与mn8的栅极相互连接；mp16的漏极、mn9的漏极与inv5的输入端相互连接；inv5的输出端、inv6的输入端与与非门nand的第二输入端相互连接；inv6的输出端与mn11的栅极相互连接；mn11的漏极连接到节点n1。
8、所述振荡器电路可以采用现有的开启与关闭由por信号控制的振荡器电路，本专利技术同时提供了一个优选的振荡器电路。
9、所述优选的振荡器电路包括8个pmos管mp18、mp19、mp20、mp21、mp22、mp23、mp24和mp25，8个nmos管mn12、mn13、mn14、mn15、mn16、mn17、mn18和mn19，3个反相器inv8、inv9和inv10。其中：mp18的栅极、mn16的栅极与输出信号por相互连接；mp18、mp19、mp23、mp25的源极都接到电源vdd；mn16、mn18、mn19的源极都接到地gnd。mp19、mp20、mp21、mp22、mn12、mn13、mn14、mn15的栅极、mn19的漏极、mp25的漏极与反相器inv8的输入端相互连接；mp23、mp24、mn17、mn18的栅极与mp18、mp22、mn12的漏极相互连接；mp19的漏极与mp20的源极相互连接；mp20的漏极与mp21的源极相互连接；mp21的漏极与mp22的源极相互连接；mp23的漏极与mp24的源极相互连接；mp24、mp25、mn17、mn19的漏极相互连接；mn12的源极与mn13的漏极相互连接；mn13的源极与mn14的漏极相互连接；mn14的源极与mn15的漏极相互连接；mn15的源极与mn16的漏极相互连接；mn17的源极与mn18的漏极相互连接；反相器inv8的输出端与反相器inv9的输入端相互连接；反相器inv9的输出端与反相器inv10的输入端相互连接；反相器inv10的输出振荡信号vclk。
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1.一种带上电复位功能超低功耗振荡器，包括带上电复位电路和开启与关闭由POR信号控制的振荡器电路，其特征在于，所述带上电复位电路包括：PMOS管MP1～MP17，NMOS管MN1～MN11，反相器INV1～INV7，其中INV1是施密特反相器；
2.根据权利要求1所述的超低功耗振荡器，其特征在于，所述振荡器电路包括：PMOS管MP18～MP25，NMOS管MN12～MN19，反相器INV8～INV10；
【技术特征摘要】
1.一种带上电复位功能超低功耗振荡器，包括带上电复位电路和开启与关闭由por信号控制的振荡器电路，其特征在于，所述带上电复位电路包括：pmos管mp1～mp17，nmos管mn1～mn11，反相器inv1～in...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡超波，郭慧娴，宋树祥，覃玉鑫，蒋凌霞，范晨影，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：
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