CN106936415A - 一种低功耗应用延时电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗延时电路；该低功耗延时电路包括输入反相器，输出反相器，延时电容，电流源及电流源控制电路，所述延时电路在普通模式下通过电流源对延时电容充电实现较高精度的延时；在低功耗模式下，通过不限制延时电容充电电流，实现延时电路不依赖电流源仍然可以实现信号传输；在本发明的延时电路低功耗应用方案既保留了现有技术延时电路的高精度、低功耗的优点，有实现了在低功耗模式下的信号正确传递，保证了整个电路的正常工作。

Description

一种低功耗应用延时电路

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别涉及一种的低功耗延时电路。

背景技术

延时电路广泛应用于各种集成电路中，对于集成电路中各个信号的时序控制，都需要延时电路来实现。高性能、高精度的延时电路能够极大地提高集成电路的性能。

现有技术的高精度延时电路，如图1所示，其包括电流源11、延时电容12、输入反相器13、输入反相器14，输出反相器15等；其中电流源11的电流是通过电流镜镜像基准电流得到的，对输入信号的延时是通过电流源11对延时电容12充电实现的；当IN输入端16的电压由高电平变为低电平，输入反相器的NMOS管14关断，而PMOS管13导通时，电流从电流源11经过PMOS管13为延时电容12充电，延时电容12的上极板A的电压逐渐上升，直到上升到输出反相器15的翻转阈值，OUT输出端17的电压也由高电平翻转为低电平，延时时间主要是由延时电容12的电容大小和电流源11的充电电流决定的。

如图1所示的延时电路中，在延时电容12的电容大小确定时，通过调整电流源11的充电电流，可以很方便的调整延时电路的延时时间长度，且精度比较高；由于充电电流的最大值是由电流源11决定的，在延时电路工作的过程中的没有静态电流，最大动态电流不会超过电流源11提供的电流，这样通过合理调整电流源11提供的电流和充电电容12的电容大小，可以将延时电路的功耗降低到很小，而且也适用于对功耗要求较高的集成电路设计，但是在集成电路的低功耗模式下，为了尽可能降低整个电路的静态功耗，会将电路中的基准电流都关闭，这样，在图1中所示的延时电路由于没有了电流，就无法正常工作，从而造成整个电路的功能不正常。

发明内容

为了解决电流源充电的延时电路在低功耗模式下不能正常工作的问题，本发明提出了一种方案，使延时电路在低功耗模式下也可以顺利传递信号变化。

一种低功耗应用延时电路，包括输入反相器，输出反相器，延时电容，电流源及电流源控制电路，所述输入反相器、输出反相器顺序连接，延时电容的极板接在两级反相器之间，电流镜通过输入反相器为延时电容充电、放电，电流源控制电路控制电流源的电流；所述电流源控制电路控制电流源在普通模式下或者低功耗模式下提供电流，电流源电流为延时电容充电，实现对输入信号的延时。

优选地，所述低功耗应用延时电路，在普通模式下通过电流源较小的电流对延时电容充电的方式实现信号的精确延时；在低功耗模式下，电流源不镜像基准电流，不限制电流源提供的充电电流，实现延时电路无静态功耗的传输信号变化。

优选地，所述电流源控制电路，包括基准电流源，电流镜像电路，基准电流源控制开关和双路选择开关电路，基准电流源控制开关在低功耗模式下关闭基准电流源，电路无静态电流；双路选择开关电路在普通模式和低功耗模式控制延时电路中电流源电流的调整。

优选地，所述电流源控制电路，在普通模式下，双路选择开关电路将电流镜像电路接入延时电路，通过镜像基准电流源提供较小的充电电流；在低功耗模式下，双路选择开关电路将电流镜像电路与延时电路断开，控制延时电路中电流源MOS管处于开关导通状态，从而不限制延时电路的充电电流。

相比于现有技术，本发明提出的延时电路方案具有以下有益效果，在普通模式下可以正常实现信号的延时功能，仍然保留现有技术的延时电路的高精度、低功耗的优点；在低功耗模式下，不需要基准电流，可以顺利将信号传递下去，解决了现有技术的延时电路在低功耗模式下无法正常工作的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的延时电路的原理示意图。

图2是本发明的低功耗延时电路框架示意图。

图3是本发明具体实施的一种低功耗延时电路示意图。

图4是本发明具体实施的一种低功耗延时电路时序图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细说明，但是本发明还可以采用其他有别于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图2所示，为本发明的低功耗延时电路框架示意图；该低功耗延时电路包括电流源控制电路21、电流源22、输入反相器23、输入反相器24，输出反相器25、延时电容27；输入反相器23、输入反相器24和输出反相器25顺序连接，延时电容27的一个极板接在两级反相器之间，电流镜通过输入反相器23、输入反相器24为延时电容27充电，电流源控制电路21控制电流源22的电流，这样在普通工作模式下，所述延时电路的工作原理与图1所示的延时电路相同，由电流源21电流和延时电容27大小决定延时时间；而在低功耗模式下，电流源控制电路21控制电流源22PMOS晶体管处于开关导通状态，即延时电容27的充电电流不再受电流源22限制，这样在低功耗模式下系统对延时电路的延时精度没有要求，即便没有了基准电流，信号变化仍然可以顺利的通过延时电路传递到输出端。

如图3所示，为本发明具体实施的一种低功耗延时电路示意图，以及如图4所示，为本发明具体实施的一种低功耗延时电路时序图；在该低功耗延时电路30中，包括输入反相器33、输入反相器34、输出反相器35、镜像电流镜32、延时电容37、OUT输出端38、基准电流源控制开关31c、镜像电流镜31b、双路选择开关31a、CON电流源控制信号31d、基准电流源31e等；在该低功耗延时电路30的正常工作模式下，CON电流源控制信号31d为低电平，基准电流源控制双向开关31a接到0端，基准电流源控制开关31c导通，基准电流源31e给镜像电流镜31b供电；与现有技术的延时电路原理相同，一旦IN输入端36的电压由高电平变为低电平，输入反相器的NMOS管34就关断，而PMOS管33导通，电流从镜像电流镜32经过PMOS管33为延时电容37充电，如图3和图4所示，延时电容37的上极板A的电压慢慢逐渐上升，直到上升到输出反相器35的翻转阈值，OUT输出端38的电压由高电平也翻转为低电平。这样延时时间长度主要是由基准电流源31e、镜像电流镜31b、镜像电流镜32延时电容37决定的，可以实现较高精度的时间延时；在低功耗模式下，CON电流源控制信号31d为高电平，基准电流源控制双向开关31a接到1端，基准电流源控制开关31c断开，即镜像电流镜31b栅极B的电压为0，镜像电流镜31b不再镜像基准电流源31e的电流，且镜像电流镜32处于开关导通状态，导通电阻很小，这样当IN输入端36的电压由高电平变为低电平时，经过PMOS管33为延时电容37充电的电流不再受限制，如图3和图4所示，延时电容37的上极板A的电压能够迅速上升，OUT输出端38的电压也迅速由高电平也翻转为低电平；即在低功耗模式下延时电路不再需要基准电流，仍然可以顺利传输信号变化，而且整个延时电路没有静态功耗，满足低功耗模式的要求。

通过上述实施实例完整的说明了延时电路低功耗应用方案的实现方法；以上所述仅为本发明的较佳实施实例而已，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围；如前所述，对于本领域技术人员，当可在本发明精神内各种等效变化，例如对于利用NMOS管电流源控制输入信号上升沿延时，或者同时利用NMOS管和PMOS管电流源控制输入信号的上升沿延时和下降沿延时等；故凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低功耗应用延时电路，包括输入反相器，输出反相器，延时电容，电流源及电流源控制电路，其特征在于，所述输入反相器、输出反相器顺序连接，延时电容的极板接在两级反相器之间，电流镜通过输入反相器为延时电容充电、放电，电流源控制电路控制电流源的电流；

所述电流源控制电路控制电流源在普通模式下或者低功耗模式下提供电流，电流源电流为延时电容充电，实现对输入信号的延时。

2.如权利要求1所述的低功耗应用延时电路，其特征在于，在普通模式下通过电流源较小的电流对延时电容充电的方式实现信号的精确延时；在低功耗模式下，电流源不镜像基准电流，不限制电流源提供的充电电流，实现延时电路无静态功耗的传输信号变化。

3.如权利要求1所述的电流源控制电路，其特征在于，所述电流源控制电路包括基准电流源，电流镜像电路，基准电流源控制开关和双路选择开关电路，基准电流源控制开关在低功耗模式下关闭基准电流源，电路无静态电流，双路选择开关电路在普通模式和低功耗模式控制延时电路中电流源电流的调整。

4.如权利要求3所述的电流源控制电路，其特征在于，在普通模式下，双路选择开关电路将电流镜像电路接入延时电路，通过镜像基准电流源提供较小的充电电流；在低功耗模式下，双路选择开关电路将电流镜像电路与延时电路断开，控制延时电路中电流源MOS管处于开关导通状态，从而不限制延时电路的充电电流。