CN100583633C - 电源启始重置电路 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电源启始重置电路，包括一第一重置电路，包括一第一比较器用以输出一系统重置信号；以及一第二重置电路，用以输出一第一重置信号，以便控制第一重置电路的动作，使得第一重置电路于一第一电压小于一第一参考电压时，输出系统重置信号。

Description

电源启始重置电路

技术领域

本发明有关于电源启始重置电路，特别有关一种具有两个串联连接的重置电路的电源启始重置电路。

背景技术

电源启始重置(power-on reset；POR)电路通常应用于半导体装置中，用以避免当一电源电压供应至半导体装置时所发生的误动作。当半导体装置操作于尚未到达一适当电压准位的电源电压时，将可能产生错误的动作。因此，重置信号(RESET)用于电源电压已经供应但尚未到达一既定电压准位时重置半导体电路，并且于电源电压到达既定电压准位之后，就不再重置半导体装置。

发明内容

本发明提供一种电源启始重置电路，包括一第一重置电路，包括一第一比较器用以输出一系统重置信号；以及一第二重置电路，用以输出一第一重置信号，以便控制第一重置电路的动作，使得第一重置电路于一第一电压小于一第一参考电压时，输出系统重置信号；其中，上述第一重置信号耦接至上述第一比较器的一电源端，使得上述第一重置电路于上述第一电压小于上述第一参考电压时，输出上述系统重置信号。

本发明亦提供一种电源启始重置电路，包括一第一重置电路，用以于一电源电压的分压小于一第一参考电压时，输出一第一重置信号；以及一第二重置电路，与第一重置电路串联连接，包括一第一比较器由第一重置信号所控制，用以输出一系统重置信号，以便重置一外部电路；其中，上述第一重置信号耦接至上述第一比较器的一电源端，使得上述第一重置电路于上述电源电压的分压小于上述第一参考电压时，输出上述系统重置信号。

本发明亦提供一种电源启始重置电路，包括一第一重置电路，包括一第一比较器具有一第一输入端耦接至一第一参考电压、一第二输入端耦接至一第一节点，以及一输出端用以输出一第一重置信号；以及一第二重置电路，包括一第二比较器具有一第二输入端耦接至一第二参考电压、一第二输入端耦接至一第二节点，一电源端耦接至上述第一比较器的输出端，以及一输出端用以输出一系统重置信号，其中第一比较器的输出端耦接至第二比较器。

本发明亦提供一种电源启始重置电路，包括一第一重置电路，包括一第一电压供应单元，用以提供一第一参考电压；以及一第一比较器，包括一第一输入端耦接至第一参考电压、一第二输入端耦接至一第一电阻串中的一第一节点，以及一输出端用以输出一第一重置信号，其中第一电阻串耦接于一电源电压与一接地电压之间；以及一第二重置电路，包括一第二电压供应单元，用以提供一第二参考电压；以及一第二比较器，包括一第一输入端耦接至第二参考电压、一第二输入端耦接至一第二电阻串中的一第二节点，以及一输出端用以输出一系统重置信号，其中第一比较器的输出端耦接至第二比较器的一电源端。

附图说明

图1为本发明的电源启始重置电路的一示意图。

图2为电源启始重置电路的一实施例。

图3为一电源启始重置电路的一输出波形图。

图4为本发明中电源启始重置电路的另一实施例。

图5为电源启始重置电路的另一实施例。

图6为一电源启始重置电路的另一输出波形图。

图7为一电子装置的一实施例。

附图标号：

2、4、4A、4B、4C：重置电路；

10、10A、10B、10C：电源启始重置电路；

20：核心电路；               30：电子装置；

V1、V2：电压；               Vdd：电源电压；

Vgs、Vbg：参考电压；         RS1；重置信号；

S_RESET：系统重置信号；       GND：接地电压；

R1～R5：电阻；               M1：MOS晶体管；

COM1、COM2：比较器；         N1、N2：节点；

BRC：能带隙电压参考电路；    AUX1：多工器。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1为本发明的电源启始重置电路的一示意图。如图所示，电源启始重置电路10包括两个串联连接的重置电路2与4，其中重置电路2用以当电压V1(由电源电压Vdd进行分压所求得)低于一参考电压Vgs时，输出一重置信号RS1，并且重置电路4于电压V2低于参考电压Vbg时，输出一系统重置信号S_RESET至一外部电路(未图标)。举例而言，参考电压Vgs为一MOS晶体管M1的临界电压，并且小于参考电压Vbg。

要注意的是，来自重置电路2的重置信号RS1于电压V1小于参考电压Vgs时，控制重置电路4中的比较器COM2的动作。当电压V1超过参考电压Vbg时，重置电路2会停止输出重置信号RS1，接着重置电路4根据电压V2(由电源电压Vdd进行分压所求得)与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。举例而言，若电压V2小于参考电压Vbg时，比较器COM2会继续输出系统重置信号S_RESET，并当电压V2等于(meet)参考电压Vbg时，比较器COM2会停止输出系统重置信号S_RESET。因此，电源启始重置电路10可于电源电压Vdd的分压电压小于参考电压Vbg时，输出重置信号S_RESET用以重置外部电路，藉以避免外部电路操作于一个较低的电源电压之下。

图2为电源启始重置电路的一实施例。如图所示，电源启始重置电路10A包括两个串联连接的重置电路2与4A。重置电路2包括电阻R1～R3、一MOS晶体管M1以及一比较器COM1。电阻R1耦接于电源电压Vdd与MOS晶体管M1之间，MOS晶体管M1耦接于电阻R1与一接地电压GND之间，其中电阻R1与MOS晶体管M1形成一电压提供单元用以提供MOS晶体管M1的临界电压，作为参考电压Vgs。

电阻R2与R3串联连接，电阻R2耦接于电源电压Vdd与节点N1之间，而电阻R3耦接于节点N1的接地电压GND之间，其中电阻R2～R3构成一分压电路(即一电阻串)，用以对电源电压Vdd进行分压，以得到节点N1上的电压V1。比较器COM1具有两个输入端分别耦接至参考电压Vgs与节点N1上的电压V1，两个电源端分别耦接至电源电压Vdd与接地电压GND，以及一输出端耦接至重置电路4A中的比较器COM2。举例而言，MOS晶体管M1可由其它型态的晶体管所取代，例如双载子晶体管(BJTs)、接面场效晶体管(FETs)…等等。

重置电路4A包括电阻R4与R5、一能带隙电压参考电路(bandgapreference circuit)BRC以及一比较器COM2。能带隙电压参考电路BRC用以提供高于参考电压Vgs的一参考电压Vbg至比较器COM2。电阻R4与R5串联地连接，电阻R4耦接于电源电压Vdd与节点N2之间，而电阻R5耦接于节点Vdd与接地电压GND之间，并且电阻R4～R5构成一分压电路(即另一电阻串)，用以对电源电压Vdd进行分压，以便于节点N2上得出电压V2。

比较器COM2包括两个输入端分别耦接至参考电压Vbg与节点N2上的电压V2、一第一电源端耦接至比较器COM1的输出端、一第二电源端耦接至接地电压GND以及一输出端用以输出系统重置信号S_RESET。

电源启始重置电路10A的动作参考图3说明如下。于时间T1时，电压V1小于参考电压Vgs，所以比较器会将其输出端低至接地电压GND，意即比较器COM1输出重置信号RS1至比较器COM2。当重置信号RS1被施加至比较器COM2的第一电源端时，即使此时电压V2超过能带隙电压参考电路BRC所提供的参考电压Vbg，比较器COM2仍会将其输出端拉低至接地电压GND。换言之，(具有低逻辑准位的)系统重置信号S_RESET会被输出至外部电路(未图标)。

于时间T2时，由于电压V1仍然小于参考电压Vgs，所以比较器COM1会继续输出重置信号RS1，即比较器COM2的输出端会被拉低接地电压GND，使得比较器COM2无论此时电压V2为何，仍会输出系统重置信号S_RESET。

时间T3时，由于电压V1超过参考电压Vgs，所以比较器COM1会拉高其输出端至电源电压Vdd，即此时比较器COM1此会停止输出重置信号RS1。由于比较器COM2的第一电源端被拉高至电源电压Vdd，比较器COM2会根据电压V2与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。由于电压V2小于参考电压Vbg，因此比较器COM2会继续拉将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。

时间T4时，由于电压V2超过参考电压Vbg，所以比较器COM2会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即比较器COM2停止输出系统重置信号S_RESET。

简而言之，当电压V1小于参考电压Vgs时，重置电路2会输出重置信号RS1使得重置电路4A中的比较器COM2输出系统重置信号S_RESET。当电压V1超过参考电压Vgs时，重置电路4A则根据电压V2与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。若此时电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则继续输出系统重置信号S_RESET；反之，比较器COM2则停止输出系统重置信号S_RESET。

换言之，通过选择适当的电阻R1～R5，于参考电压Vbg超过电压V2(即时间T1)时，电压V1可小于参考电压Vgs，使得电源启始重置电路10A可以在时间T1-T4，正确地输出系统重置信号S_RESET去重置外部电路。

图4为本发明中电源启始重置电路的另一实施例。如图所示，电源启始重置电路10B与图2所示的电源启始重置电路10A相似，其差别在于重置电路4B更包括一多工器AUX1，而且比较器COM1的输出端耦接至多工器AUX1并非重置电路4A中比较器COM2的第一电源端。多工器AUX1包括一第一输入端耦接至节点N2、一第二输入端耦接至接地电压GND、一输出端耦接至比较器COM2的一输入端，以及一控制端耦接至来自比较器COM1的输出端的重置信号RS1。重置电路中其它元件以及重置电路2的结构与连接方式与图2中所示相似，于此不再累述。

电源启始重置电路10B的动作参考图3说明如下。于时间T1时，由于电压V1小于参考电压Vgs，所以比较器COM1会将其输出端拉低至接地电压GND，即重置信号RS1被输出至重置电路4B。当重置信号RS1被施加至多工器AUX1的控制端时，多工器AUX1会将比较器COM2的一输入端拉低至接地电压GND。因此，不管电压V2是否超过能带隙电压参考电路参考电压Vbg，比较器COM2都会将其输出端拉低至接地电压GND。换言之，(具有低逻辑准位的)系统重置号S_RESET会被输出至外部电路(未图标)。

于时间T2时，由于电压V1仍然小于参考电压Vgs，所以比较器COM1会继续输出重置信号RS1，即比较器COM2的第一电源端被拉低至接地电压GND，使得比较器COM2输出系统重置信号S_RESET。

于时间T3时，由于电压V1超过参考电压Vgs，所以比较器COM2的第一电源端被拉高至接地电压GND，即此时比较器COM1停止输出重置信号RS1。因此，多工器AUX1会将节点N2上的电压V2耦接至比较器COM2的正输入端。由于电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则会继续将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。

于时间T4时，由于电压V2超过参考电压Vbg，所以比较器COM2会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM2停止输出系统重置信号S_RESET。

图5为电源启始重置电路的另一实施例。如图所示，电源启始重置电路10C与图2所示的电源启始重置电路10A相似，其差别在于重置电路2中的比较器COM1的输出端耦接至电阻R4的一端，而非重置电路4C中比较器COM2的第一电源端。重置电路中其它元件以及重置电路2的结构与连接方式与2图中所示相似，于此不再累述。

电源启始重置电路10C的动作参考图6说明如下。如图所示，于时间T1时，由于电压V1小于参考电压Vgs，所以比较器COM1会将其输出端拉低至接地电压GND，即重置信号RS1被输出至重置电路4C。当重置信号RS1被施加至电阻R4时，电阻R4与R5皆被耦接至接地电压GND，所以节点N2的电压V2会被拉低至接地电压GND。因此，电压V2会小于参考电路参考电压Vbg，所以比较器COM2都会将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置号S_RESET输出至外部电路。

于时间T2时，由于电压V1仍然小于参考电压Vgs，所以比较器COM1会继续输出重置信号RS1，即节点N2上的电压V2亦会被拉低至接地电压GND，使得比较器COM2继续输出具有低逻辑准位的系统重置信号S_RESET。

于时间T3时，由于电压V1超过参考电压Vgs，所以比较器COM1会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM1停止输出重置信号RS1。因此，电阻R4的一端会被拉升至电源电压Vdd，而节点N2上的电压V2可视为电源电压的分压。由于电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则会继续将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。

于时间T4时，由于电压V2超过参考电压Vbg，所以比较器COM2会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM2停止输出系统重置信号S_RESET。

图7为一电子装置的一实施例。如图所示，电子装置30包括电源启始重置电路10/10A/10B/10C以及一核心电路20。举例而言，电源启始重置电路10与10A/10B/10C用以于电源启动时，提供系统重置信号S_RESET藉以重置核心电路20，以便避免核心电路20操作于一较低的电源电压。

本发明实施例中的电源启始重置电路10与10A～10C可作为必要的功能性元件，适用于一集成电路，例如数据转换器、锁相回路、振荡器、电源管理电路、随机存取存储器、闪存、微处理单元、数字信号处理器、微控制器、中央处理器、微处理器或电子装置，如数字相机、可携式DVD、电视、车上型显示器、PDA、笔记型计算机、行动电话、显示装置…等等。

本发明亦提供一种电压启始重置方法，用以避免核心电路20操作于一较低的电源电压。

于此电压启始重置方法中，当由电源电压Vdd分压所得到的电压V1小于参考电压Vgs时，重置电路2会输出一重置信号RS1，而重置电路4则会于电压V2小于参考电压Vbg时，产生一系统重置信号S_RESET用以重置一外部电路。举例而言，参考电压Vgs为一MOS晶体管的临界电压，并且小于参考电压Vbg。

当电压V1超过参考电压Vgs时，重置电路2则会停止输出重置信号RS1，重置电路4接着则根据由电源电压Vdd分压所求得的电压V2与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。举例而言，若电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2会继续输出系统重置信号S_RESET，而当电压V2超过参考电压Vbg时，比较器COM2则会停止输出系统重置信号S_RESET。因此，当电源电压Vdd小于参考电压Vbg时，电源启始重置电路10可以输出系统重置信号S_RESET用以重置外部电路，以便避免核心电路操作于一较低的工作电压。

举例而言，如图2所示，当电压V1小于参考电压Vgs时，比较器COM1会将其输出端拉低至接地电压GND，即重置信号RS1被输出至比较器COM2。当重置信号RS1被施加至比较器COM2，无论电压V2为何，比较器COM2都会将其输出端拉低至接地电压GND，意即系统重置信号S_RESET被输出至外部电路(未图标)。当电压V1超过参考电压Vgs，比较器COM1则会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM1停止输出重置信号RS1。由于比较器COM2的第一电源端被拉高至电源电压Vdd，所以比较器COM2则会根据电压V2与参考电压Vbg，来输出系统重置信号S_RESET。若电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则会继续将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。若电压V2不小于参考电压Vbg，比较器COM2则会将其输出端拉高至电源电压Vdd，意即比较器COM2会停止输出系统重置信号S_RESET。

或者是说，如图4中所示，重置信号RS1施加至多工器AUX1的控制端(耦接于节点N2与比较器COM2的正输入端之间)。多工器AUX1于接收到重置信号RS1时，将比较器COM2的一输入端拉低至接地电压GND，使得比较器COM2无论电压V2为何，都会将其输出端拉低至接地电压GND。换言之，(具有低逻辑准位的)系统重置信号S_RESET会被输出至外部电路。当电压V1超过参考电压Vgs时，比较器COM1则会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM1会停止输出重置信号RS1。因此，多工器AUX1会将电压V2耦接至比较器COM2的正输入端，所以比较器COM2根据电压V2与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。若电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则会继续将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。若电压V2不小于参考电压Vbg，比较器COM2则会将其输出端拉高至电源电压Vdd，意即比较器COM2会停止输出系统重置信号S_RESET。

亦或是说，如图5、图6所示，当电压V1小于参考电压Vgs时，比较器COM1会将其输出端拉低至接地电压GND，即重置信号RS1会被输出至电阻R4(耦接比较器COM2的正输入端)。由于电阻R4与R5皆耦接至接地电压GND，所以节点N2上的电压V2会被拉低至接地电压GND。因此，电压V2会小于参考电压Vbg，所以比较器COM2会将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。当电压V1超过参考电压Vbg，比较器COM1会将其输出端拉高至电源电压Vdd，即此时比较器COM1会停止输出重置信号RS1。于是电阻R4的一端耦接至电源电源Vdd，所以节点N2上的电压V2可视为电源电压Vdd的一分压。因此，比较器COM2会根据电压V2与参考电压Vbg，输出系统重置信号S_RESET。若电压V2小于参考电压Vbg，比较器COM2则会继续将其输出端拉低至接地电压GND，作为系统重置信号S_RESET。若电压V2不小于参考电压Vbg，比较器COM2则会将其输出端拉高至电源电压Vdd，意即比较器COM2会停止输出系统重置信号S_RESET。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟知技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims (21)

1.一种电源启始重置电路，所述的电源启始重置电路包括：

一第一重置电路，包括一第一比较器用以输出一系统重置信号；以及

一第二重置电路，用以输出一第一重置信号，以便控制上述第一重置电路的动作，使得上述第一重置电路于一第一电压小于一第一参考电压时，输出上述系统重置信号；

其中，上述第一重置信号耦接至上述第一比较器的一电源端，使得上述第一重置电路于上述第一电压小于上述第一参考电压时，输出上述系统重置信号。

2.如权利要求1所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一重置电路更包括一多工器耦接至上述第一比较器的一输入端，用以接收到上述第一重置信号时，将上述输入端拉低至一接地电压，使得上述第一重置电路输出上述系统重置信号。

3.如权利要求1所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一重置信号还通过一电压分压单元耦接至上述第一比较器的一输入端，使得上述第一重置电路于接收到上述第一重置信号时输出上述系统重置信号。

4.如权利要求1所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路于上述第一电压超过上述第一参考电压时，停止输出上述第一重置信号，并且当一第二电压低于一第二参考电压时，上述第一比较器继续输出上述系统重置信号。

5.如权利要求4所述的电源启始重置电路，其特征在于，当上述第二电压超过上述第二参考电压时，上述第一比较器停止输出上述系统重置信号。

6.如权利要求4所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一、第二电压通过对一电源电压进行一电压分压而得到。

7.如权利要求4所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一参考电压小于上述第二参考电压。

8.如权利要求1所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一电压供应单元，用以提供一晶体管的临界电压作为上述第一参考电压。

9.如权利要求4所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一重置电路更包括一能带隙电压参考电压，用以提供上述第二参考电压。

10.一种电源启始重置电路，所述的电源启始重置电路包括：

一第一重置电路，用以于一电源电压的分压小于一第一参考电压时，输出一第一重置信号；以及

一第二重置电路，与上述第一重置电路串联连接，包括一第一比较器由上述第一重置信号所控制，用以输出一系统重置信号，以便重置一外部电路；

其中，上述第一重置信号耦接至上述第一比较器的一电源端，使得上述第一重置电路于上述电源电压的分压小于上述第一参考电压时，输出上述系统重置信号。

11.一种电源启始重置电路，所述的电源启始重置电路包括：

一第一重置电路，包括一第一比较器具有一第一输入端耦接至一第一参考电压、一第二输入端耦接至一第一节点，以及一输出端用以输出一第一重置信号；以及

一第二重置电路，包括一第二比较器具有一第一输入端耦接至一第二参考电压、一第二输入端耦接至一第二节点、一电源端耦接至上述第一比较器的输出端，以及一输出端用以输出一系统重置信号，其中上述第一比较器的输出端耦接至上述第二比较器。

12.如权利要求11所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一多工器具有一第一输入端耦接至上述第二节点、一第二输入端耦接至一接地电压、一控制端耦接至上述第一比较器的输出端以及一输出端耦接至上述第二比较器的上述第二输入端。

13.如权利要求11所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一第一电阻耦接于一电源电压与上述第二节点之间，以及一第二电阻耦接于上述第二节点与

一接地电压之间。

14.如权利要求11所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一第一电阻耦接于上述第一比较器的输出端与上述第二节点之间，以及一第二电阻耦接于上述第二节点与一接地电压之间。

15.如权利要求11所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一重置电路更包括：

一第三电阻，耦接于一电源电压与上述第一节点之间；

一第四电阻，耦接于上述第一节点与一接地电压之间；以及

一电压供应单元，用以提供上述第一参考电压。

16.如权利要求15所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述电压供应单元用以提供一晶体管的临界电压作为上述第一参考电压。

17.如权利要求11所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一能带隙电压参考电压，用以提供上述第二参考电压。

18.一种电源启始重置电路，所述的电源启始重置电路包括：

一第一重置电路，包括：

一第一电压供应单元，用以提供一第一参考电压；以及

一第一比较器，包括一第一输入端耦接至上述第一参考电压、一第二输入端耦接至一第一电阻串中的一第一节点，以及一输出端用以输出一第一重置信号，其中上述第一电阻串耦接于一电源电压与一接地电压之间；以及

一第二重置电路，包括：

一第二电压供应单元，用以提供一第二参考电压；以及

一第二比较器，包括一第一输入端耦接至上述第二参考电压、一第二输入端耦接至一第二电阻串中的一第二节点，以及一输出端用以输出一系统重置信号，其中上述第一比较器的输出端耦接至上述第二比较器的一电源端。

19.如权利要求18所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第一电压提供单元用以提供一晶体管的一临界电压作为上述第一参考电压，并且上述第二电压提供单元包括一能带隙电压参考电路。

20.如权利要求19所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二重置电路更包括一多工器具有一第一输入端耦接至上述第二节点、一第二输入端耦接至上述接地电压、一控制端耦接至上述第一比较器的输出端，以及一输出端耦接至上述第二比较器的第二输入端。

21.如权利要求18所述的电源启始重置电路，其特征在于，上述第二电阻串包括一第一电阻耦接于上述第一比较器的输出端与上述第二节点之间，以及一第二电阻耦接于上述第二节点与上述接地电压之间。

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