CN103019295A - 启动重置信号产生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种启动重置信号产生装置及方法，启动重置信号产生装置包括触发电容、参考电流提供电路以及电流调节器。触发电容的一端耦接接地电压，其另一端耦接信号产生端并产生启动重置信号。参考电流提供电路耦接信号产生端，并且电流提供电路提供参考电流至该信号产生端。电流调节器耦接信号产生端，并由信号产生端汲取分流电流以调节触发电容所接收的电流的电流值。

Description

启动重置信号产生装置及方法

技术领域

本发明涉及一种信号产生装置，尤其涉及一种启动重置信号产生装置。

背景技术

启动重置信号产生装置广泛应用于现今的集成电路，启动重置信号产生装置内建于系统中，并且于电源电压供应至系统并且稳定上升之后产生启动重置信号。启动重置信号用以重置系统中的数字电路，以防止数字电路进入一个未知状态(unknown state)。

在现有的技艺中，启动重置信号产生装置需要大尺寸的电容，以产生一个具有有效宽度的启动重置信号。也就是说，启动重置信号产生装置的电路具有很大的面积，并且系统成本也随之增加。

发明内容

本发明提供一种启动重置信号产生装置，用以调节启动重置信号的周期，以及提供具有小电容电路设计。

本发明提供一种启动重置信号产生方法，用以调节启动重置信号的周期，以及应用于具有小电容电路设计。

本发明提出一种启动重置信号产生装置，其包括触发电容、参考电流提供电路以及电流调节器。触发电容的一端耦接接地电压，其另一端耦接信号产生端并产生启动重置信号。参考电流提供电路耦接信号产生端，并且电流提供电路提供参考电流至该信号产生端。电流调节器耦接信号产生端，并由信号产生端汲取分流电流以调节触发电容所接收的电流的电流值。

在本发明的一实施例中，上述的参考电流提供电路包括电流源、第一电流镜以及第二电流镜。第一电流镜的输入端耦接电流源，并且镜射电流源提供的电流，以于第一电流镜的输出端产生第一电流。第二电流镜耦接第一电流镜，第二电流镜接收并镜射第一电流以产生参考电流。

在本发明的一实施例中，上述的电流源包括至少一个晶体管，晶体管串接于电源电压与该第电流镜之间。

在本发明的一实施例中，上述的第一电流镜包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管的漏极端耦接电流源，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接接地电压。第二晶体管的漏极端耦接第二电流镜，其栅极端耦接第一晶体管的栅极端，并且其源极端耦接接地电压。

在本发明的一实施例中，上述的第二电流镜包括第三晶体管、第四晶体管以及第五晶体管。第三晶体管的漏极端耦接第二晶体管的漏极端，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接电源电压。第四晶体管的漏极端耦接电流调节器，其栅极端耦接第三晶体管的栅极端，并且其源极端耦接电源电压。第五晶体管的漏极端耦接触发电容，其栅极端耦接第三晶体管的栅极端，并且其源极端耦接电源电压。

在本发明的一实施例中，上述的电流调节器包括第三电流镜，第三电流镜包括第六晶体管以及第七晶体管。第六晶体管的漏极端耦接第四晶体管的漏极端，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接接地电压。第七晶体管的漏极端耦接触发电容，其栅极端耦接第六晶体管的栅极端，并且其源极端耦接接地电压。

在本发明的一实施例中，上述的第一晶体管与第二晶体管为N型晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的第三晶体管、第四晶体管与第五晶体管为P型晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的第六晶体管与第七晶体管为N型晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的启动重置信号产生装置还包括电压触发器。电压触发器耦接信号产生端，并且依据启动重置信号来产生调整后启动重置信号。

在本发明的一实施例中，上述的启动重置信号产生装置还包括缓冲器。缓冲器，耦接电压触发器，接收调整后启动重置信号并产生缓冲启动重置信号。

本发明提出一种重置信号的产生方法，其包括下列步骤。提供参考电流至信号产生端，其中信号产生端耦接至触发电容的一端，以及由信号产生端汲取分流电流以调节触发电容所接收的电流值。其中，触发电容依据所接收的电流的电流值大小，来在信号产生端产生该启动重置信号。

在本发明的一实施例中，上述的分流电流依据参考电流而产生。

基于上述，本发明提供一种启动重置信号产生装置，其利用电流调节器，调节产生启动重置信号的触发电容上所流经的电流，以达到调节启动重置信号的周期。并且通过对触发电容上的电流的调节，启动重置信号产生装置可以小电容实现其电路。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明一实施例的启动重置信号产生装置100的示意图。

图2显示本发明实施例的启动重置信号产生装置100的电路图。

图3显示本发明一实施例的启动重置信号的产生方法的流程图。

附图标记：

100：启动重置信号产生装置

110：参考电流提供电路

120：电流调节器

111、113、121：电流镜

I1、I2、I3、IR、IM、IT：电流

A1：电流源

SG：信号产生端

C1：触发电容

POR1、ADJR、POR2：信号

VDD：电源电压

GND：接地电压

MI、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7：晶体管

BUF：缓冲器

STR：电压触发器

Vgs1、Vgs2：电压差

S301、S302、S303：步骤

具体实施方式

图1显示本发明一实施例的启动重置信号产生装置100的示意图。请参照图1，启动重置信号产生装置100包括触发电容C1、参考电流提供电路110、电流调节器120、电压触发器STR以及缓冲器BUF。参考电流提供电路110在启动重置信号产生装置100被启动时，经由所接收的电源电压VDD产生参考电流IR，并提供至信号产生端SG。触发电容C1的两端分别耦接至接地电压GND以及信号产生端SG，并且通过信号产生端SG流至触发电容C1的电流IT，以产生启动重置信号POR1。

电流调节器120耦接信号产生端SG，并且，在参考电流IR流至信号产生端SG的同时，电流调节器120会从参考电流IR中汲取分流电流IM，藉由所汲取的分流电流IM的电流值大小，来调节触发电容C1所接收的电流IT的电流值大小。换句话说，通过分流电流IM控制信号产生端SG上的电压的上升的斜率，来产生启动重置信号POR1。

另外，在本实施例中，电压触发器STR耦接信号产生端SG，并且依据所接收的启动重置信号POR1来产生调整后启动重置信号ADJR。其中，电压触发器STR可以为施密特触发器(schmitt trigger)，而启动重置信号POR1在经由施密特触发器调整后，会产生更稳定的调整后启动重置信号ADJR。缓冲器BUF则是耦接至电压触发器STR以接收调整后启动重置信号ADJR，并且根据所接收的调整后启动重置信号ADJR，来产生缓冲启动重置信号POR2。

换句话说，启动重置信号产生装置100利用参考电流提供电路110对信号产生端SG产生参考电流IR，并通过电流调节器120对流至触发电容C1的电流进行调节，以产生启动重置信号POR1。然后，经由电压触发器STR的信号调整，最后由缓冲器BUF输出缓冲启动重置信号POR2。而通过上述的电流调节的方式，触发电容C1所实际接收的电流值可以有效的被降低，在不需要使用大电容值的触发电容C1的情况下，也可以产生足够宽度的启动重置信号POR1。

图2显示本发明实施例的启动重置信号产生装置100的电路图。请参照图2。详细而言，参考电流提供电路110包括电流源A1、电流镜111以及电流镜113。电流源A1耦接至电流镜111，电流源A1并且提供电流I1至电流镜111。电流镜111接收并镜射所接收的电流I1，并在其输出端产生电流I2。电流镜111耦接至电流镜113，并将电流I2提供至电流镜113。电流镜113则镜射所接收的电流I2以分别产生电流I3以及参考电流IR。此外，电流源A1能够以至少一个晶体管MI实施。其中晶体管MI的漏极与源极串接于电源电压VDD与电流镜111之间，晶体管MI的栅极耦接至该接地电压GND。

电流镜111包括晶体管M1及晶体管M2，于本实施例中，晶体管M1及晶体管M2为N型晶体管。晶体管M1的漏极端耦接电流源A1，晶体管M1的栅极端耦接晶体管M1的漏极端并且晶体管M1的源极端耦接接地电压GND。此外，晶体管M2的栅极端耦接晶体管M1的栅极端，晶体管M2的源极端耦接地电压GND，并且于晶体管M2的漏极端输出电流I2。

承上述，当电源电压VDD提供至启动重置信号产生装置100时，电流源A1亦产生电流I1流至晶体管M1的漏极端。由于晶体管M1的栅极端耦接至晶体管M1的漏极端，故晶体管M1在接收电流I1时，晶体管M1会操作在饱和区。根据一般晶体管饱和区的电流特性，晶体管栅极端与晶体管源极端的电压差会与通电其晶体管的电流成正相关。因此，晶体管M1接收到来自电流源A1的电流I1时，亦决定了晶体管M1栅极端与晶体管M1源极端的电压差Vgs1的值。以晶体管M2来说，晶体管M2栅极端与晶体管M2源极端的电压差Vgs2的值决定了流经晶体管M2的电流I2的大小。由于晶体管M2的源极端与晶体管M1的源极端同样耦接接地电压GND，并且晶体管M2的栅极端耦接晶体管M1的栅极端，形成晶体管M1的栅极端与晶体管M2的栅极端具有相同的电压准位，因此晶体管M2的栅极端与晶体管M2的源极端的电压差Vgs2相等于晶体管M1的栅极端与晶体管M1的源极端的电压差Vgs1的值。在此情形下，电流I2会依据电流I1与晶体管M1及晶体管M2的特性决定，举例来说，除了电流I1之外，电流I2还会被晶体管M1及晶体管M2的长度、宽度及其制程参数所决定。

电流镜113包括晶体管M3、晶体管M4及晶体管M5，并且于本实施例中，晶体管M3、晶体管M4及晶体管M5为P型晶体管。晶体管M3的漏极端接收来自电流镜111输出的电流I2，晶体管M3的栅极端耦接晶体管M3的漏极端，并且晶体管M3的源极端耦接电源电压VDD。晶体管M4的栅极端耦接晶体管M3的栅极端，晶体管M4的源极端耦接电源电压VDD，并且晶体管M4的漏极端输出电流I3至电流调节器120。此外，晶体管M5的栅极端耦接晶体管M3的栅极端，晶体管M5的源极端耦接电源电压VDD，并且晶体管M5的漏极端输出参考电流IR至信号产生端SG。如电流镜111的原理，电流镜113可根据电流I2、晶体管M3的特性及晶体管M4的特性决定提供至电流调节器120的电流I3。同样地，电流镜113亦可根据电流I2、晶体管M3的特性及晶体管M5的特性决定提供至信号产生端SG的参考电流IR。

如上所述，电流调节器120包括电流镜121，并且电流镜121包括晶体管M6及晶体管M7，于本实施例中，晶体管M6及晶体管M7为N型晶体管。晶体管M6的漏极端接收来自电流镜113输出的电流I3，晶体管M6的栅极端耦接晶体管M6的漏极端，并且晶体管M6的源极端耦接接地电压GND。晶体管M7的栅极端耦接晶体管M6的栅极端，晶体管M7的源极端耦接接地电压GND，并且晶体管M7的漏极端耦接至信号产生端SG。电流镜121根据镜射由电流镜113所接收的电流I3来产生分流电流IM。

值得一提的是，当流经触发电容C1的电流IT的电流值降低至数个纳米安培(nano meter)时，此时电流IT的电流值可能会小于晶体管的漏电流(1eakage current)。在此情况下，电流IT无法有效地对触发电容C1充电，因而无法有效地在信号产生端SG产生启动重置信号POR1。在本实施例中，包括了晶体管M7。在触发电容C1无法有效被充电得情形下，晶体管M7会作用在线性区。此时，流经晶体管M7的分流电流IM会与触发电容C1上的电压成正相关，若触发电容C1无法有效地充电，则晶体管M7根据触发电容C1上的低电压值降低所汲取的分流电流IM，使得流经触发电容C1的电流IT可正常地对触发电容C1充电，而不受晶体管的漏电流的影响，进而有效地解决漏电流的问题。

图3显示本发明一实施例的启动重置信号的产生方法的流程图。请参照图3，首先，提供参考电流至信号产生端，其中信号产生端耦接至触发电容的一端(步骤S301)。此时，信号产生端流至触发电容的电流会对触发电容充电。接下来，依据参考电流而产生分流电流(步骤S302)。在此步骤中，利用产生分流电流可调节流至触发电容的电流。最后，触发电容依据所接收的电流的电流值大小，在信号产生端产生启动重置信号(步骤S303)。也就是说，利用调节触发电容所接收的电流，调节对触发电容充电的周期，藉以在信号产生端产生启动重置信号。

本发明实施例的启动重置信号的产生方法，其细节已于前述的实施例说明，在此不再重复叙述。

综上所述，本发明提供一种启动重置信号产生装置及产生方法，其利用电流调节器调节产生启动重置信号的触发电容上所流经的电流，以调整启动重置信号的有效宽度。并且，通过对触发电容上的电流的调节，启动重置信号产生装置可减少其电路在电容上布局的面积。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种启动重置信号产生装置，包括：

一触发电容，其一端耦接一接地电压，其另一端耦接一信号产生端并产生一启动重置信号；

一参考电流提供电路，耦接该信号产生端，该电流提供电路提供一参考电流至该信号产生端；以及

一电流调节器，耦接该信号产生端，并由该信号产生端汲取一分流电流以调节该触发电容所接收的电流的电流值。

2.根据权利要求1所述的启动重置信号产生装置，其中该参考电流提供电路包括：

一电流源；

一第一电流镜，其输入端耦接该电流源，并且镜射该电流源提供的电流，以于该第一电流镜的输出端产生一第一电流；以及

一第二电流镜，耦接该第一电流镜，该第二电流镜接收并镜射该第一电流以产生该参考电流。

3.根据权利要求2所述的启动重置信号产生装置，其中该电流源包括至少一晶体管，该晶体管的漏极与源极串接于一电源电压与该第一电流镜之间，该晶体管的栅极耦接至该接地电压。

4.根据权利要求2所述的启动重置信号产生装置，其中该第一电流镜包括：

一第一晶体管，其漏极端耦接该电流源，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接一接地电压；以及

一第二晶体管，其漏极端耦接该第二电流镜，其栅极端耦接该第一晶体管的栅极端，并且其源极端耦接该接地电压。

5.根据权利要求4所述的启动重置信号产生装置，其中该第二电流镜包括：

一第三晶体管，其漏极端耦接该第二晶体管的漏极端，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接一电源电压；

一第四晶体管，其漏极端耦接该电流调节器，其栅极端耦接该第三晶体管的栅极端，并且其源极端耦接该电源电压；以及

一第五晶体管，其漏极端耦接该触发电容，其栅极端耦接该第三晶体管的栅极端，并且其源极端耦接该电源电压。

6.根据权利要求5所述的启动重置信号产生装置，其中该电流调节器包括一第三电流镜，该第三电流镜包括：

一第六晶体管，其漏极端耦接该第四晶体管的漏极端，其栅极端耦接其漏极端，并且其源极端耦接该接地电压；以及

一第七晶体管，其漏极端耦接该触发电容，其栅极端耦接该第六晶体管的栅极端，并且其源极端耦接该接地电压。

7.根据权利要求4所述的启动重置信号产生装置，其中该第一晶体管与该第二晶体管为N型晶体管。

8.根据权利要求5所述的启动重置信号产生装置，其中该第三晶体管、该第四晶体管与该第五晶体管为P型晶体管。

9.根据权利要求6所述的启动重置信号产生装置，其中该第六晶体管与该第七晶体管为N型晶体管。

10.根据权利要求1所述的启动重置信号产生装置，其中还包括：

一电压触发器，耦接该信号产生端，并且依据该启动重置信号来产生一调整后启动重置信号。

11.根据权利要求10所述的启动重置信号产生装置，其中还包括：

一缓冲器，耦接该电压触发器，接收该调整后启动重置信号并产生一缓冲启动重置信号。

12.一种启动重置信号的产生方法，包括：

提供一参考电流至一信号产生端，其中该信号产生端耦接至一触发电容的一端；以及

由该信号产生端汲取一分流电流以调节该触发电容所接收的电流值，

其中，该触发电容依据所接收的电流的电流值大小，在该信号产生端产生该启动重置信号。

13.根据权利要求12所述的启动重置信号的产生方法，其中该分流电流依据该参考电流而产生。

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