CN111900964B - 一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，包括用于产生两差异化电压的上电检测电路、将两电压输出整形输出的比较电路、具有迟滞且连接在比较电路输出端的施密特触发器、连接在上电检测电路与电源端上的调节电阻和并联在调节电阻上并受施密特触发器信号控制的第一开关器件。不仅能实现上电复位，且可实现掉电复位，且掉电复位阈值点和上电复位阈值点之间存在一压差，具有上电复位和掉电复位的迟滞。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路领域，更具体的说是涉及一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路。
背景技术
上电复位电路能实现集成电路电源上电时，先产生一个复位信号，当电源电压高于某个电压值时，复位信号被释放。掉电复位电路能实现集成电路在工作时，电源电压低于某个电压值是，产生一个复位信号。
现有复位电路采用譬如申请号为201210008252.X的“基于带隙基准源且复位点可变的上电复位POR电路”，其通过构建第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、两三极管构建差异化的电压并输出给运算放大器实现上电复位，但是，其其没有上电复位和掉电复位的迟滞功能，电源波动时不稳定。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路。
本发明通过下述技术方案实现：
一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，包括：
用于产生两差异化电压的上电检测电路，
将两电压输出整形输出的比较电路，
具有迟滞且连接在比较电路输出端的施密特触发器，
连接在上电检测电路与电源端上的调节电阻和并联在调节电阻上并受施密特触发器信号控制的第一开关器件。
本方案通过上电检测电路产生量差异化电压输出给比较电路，通过施密特触发器输出复位信号，调节电阻作为掉电和上电复位阈值的调节电阻。上电时，施密特触发器输出信号为低电平，第一开关器件断开，调节电阻接入电路；上电复位后，施密特触发器输出一高电平，第一开关器件导通，调节电阻被短路，从而使掉电复位阈值点和上电复位阈值点之间存在一压差，提高电源波动时的稳定性。
作为优选，所述上电检测电路包括用于产生第一电压的第一支路、用于产生第二电压的第二支路，
所述第一支路包括相串联的第一电阻、第三电阻、采用二极管连接方式的第一场效应管、第一三极管，所述第一三极管的集电极与基极相连且同时接地，所述第一电阻和第三电阻的公共端产生第一电压；
所述第二支路包括相串联的第二电阻、采用二极管连接方式的第二场效应管、第二三极管，所述第二三极管的集电极与基极相连且同时接地，所述第二电阻和第二场效应管的漏极的公共端产生第二电压；
所述第一三极管的发射级面积是第二发射级面积的N倍，所述N为大于1的自然数。
本方案采用电阻构成分压产生差异化的电压，每个支路基于带隙基准源结构， 其采用二极管连接方式的场效应管和三极管，提高比较电路的共模电压，使比较电路更简单更容易实现。
作为优选，还包括为比较电路提供偏置电流的偏置电流电路，所述偏置电流电路包括第三场效应管、连接在第三场效应管源极与地端的第四电阻、连接在第三场效应管漏极上为比较电路提供偏置电流的镜像电源电路。采用该偏置电流电路为比较器提供偏置电流，电路结构简单，稳定性高。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明不仅能实现上电复位，且可实现掉电复位，且掉电复位阈值点和上电复位阈值点之间存在一压差，具有上电复位和掉电复位的迟滞，提高电源波动时的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明一的电路原理图。
图2为本发明另一的电路原理图。
图3为各节点的电压输出波形图。
图4为实施例4的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，包括上电检测电路、比较电路、施密特触发器和、调节电阻和第一开关器件。上电检测电路用于产生两差异化电压的上电检测电路，比较电路用于将两差异化电压输出整形输出给施密特触发器，施密特触发器具有迟滞功能，调节电阻和第一开关器件相并联后连接在上电检测电路与电源端上，第一开关器件的通断受施密特触发器信号控制。
实施例2
本实施例在实施例1的原理上公开一具体实施方式，即参见图1所示的电路，第一电阻R1、第三电阻R3、采用二极管连接方式的第一场效应管MN1、第二电阻R2、采用二极管连接方式的第二场效应管MN2构成上电检测电路，第一电阻R1、第三电阻R3、第一场效应管MN1依次串联，第一场效应管MN1源极接地，第一电阻R1、第三电阻R3的公共端产生第一电压V1；第二电阻R2、第二场效应管MN2依次串联，第二场效应管MN2源极接地，第二电阻和第二场效应管的漏极的公共端产生第二电压V2。第一电压V1、第二电压V2分别作为比较器COMP的输入电压。调节电阻R0与第一开关器件SW1并联后连接在上电检测电路于电源VDD之间。
实施例3
本实施例在实施例1的原理上公开一具体实施方式，即参见图2所示的电路，第一电阻R1、第三电阻R3、采用二极管连接方式的第一场效应管MN1、第一三极管Q1、第二电阻R2、采用二极管连接方式的第二场效应管MN2、第一三极管Q1构成上电检测电路，第一电阻R1、第三电阻R3、第一场效应管MN1、第一三极管Q1依次串联；第一三极管Q1采用双极型PNP晶体管，基极和集电极接GND；第一电阻R1、第三电阻R3的公共端产生第一电压V1。
第二电阻R2、第二场效应管MN2、第二三极管Q2依次串联；第第二三极管Q2采用双极型PNP晶体管，基极和集电极接GND；第二电阻和第二场效应管的漏极的公共端产生第二电压V2。第一电压V1、第二电压V2分别作为比较器COMP的输入电压。调节电阻R0与第一开关器件SW1并联后连接在上电检测电路于电源VDD之间。
第一三极管的发射级面积是第二发射级面积的N倍，所述N为大于1的自然数。
第一场效应管、第二场效应管采用二极管连接方式，提供Vgs的电压降。电阻R1和电阻R2的阻值相等。
比较器COMP比较节点N1、节点N2的第一电压V1和第二电压V2，节点N1、节点N2这两个和电源电压相关的节点电压的交叉点就是上电复位的阈值点VT，通过设置第一电阻R1和第三R3的阻值来设定上电复位的阈值点。
比较器输出连接带迟滞的施密特触发器，消除电源干扰对上电复位过程的影响，加强上电复位电路的抗干扰能力。
上电过程中，ENHYST为低电平，第一开关器件SW1断开，电源电压VDD从0开始上升，未达到场效应管、三极管的导通电压前，场效应管、三极管处于截止状态。如图3所示，电压上升至高于上电复位的阈值点VTPORH，比较器输出信号翻转，施密特触发器产生一个脉冲，ENHYST变为高电平，第一开关器件SW1导通，调节电阻R0被短接，电源电压再下降时，降至阈值点VTPORL，从而实现了上电复位和掉电复位的迟滞。
其中， 上电过程中的上电复位阈值为：，
电阻R0被接入后的掉电复位阈值为：
，
Vgs2为第二场效应管栅极和源极的电压差，Vbe2为第二三极管基极和发射极的电压差，ΔVgs为第一场效应管与第二场效应管的栅极和源极电压差，ΔVbe为第一三极管与第二三极管的基极和发射极电压差。
实施例4
基于实施例3的结构和原理，本实施例公开一优选实施例。参照图4，同样的，第一电阻R1、第三电阻R3、采用二极管连接方式的第一场效应管MN1、第一三极管Q1、第二电阻R2、采用二极管连接方式的第二场效应管MN2、第一三极管Q1构成上电检测电路，第一电阻R1、第三电阻R3、第一场效应管MN1、第一三极管Q1依次串联；第一三极管Q1采用双极型PNP晶体管，基极和集电极接GND；第一电阻R1、第三电阻R3的公共端产生第一电压V1。
第二电阻R2、第二场效应管MN2、第二三极管Q2依次串联；第第二三极管Q2采用双极型PNP晶体管，基极和集电极接GND；第二电阻和第二场效应管的漏极的公共端产生第二电压V2。第一电压V1、第二电压V2分别作为比较器COMP的输入电压。调节电阻R0与第一开关器件SW1并联后连接在上电检测电路于电源VDD之间。
第三场效应管MN3、第四电阻R4、镜像电源电路构成偏置电流电路，第四电阻R4连接在第三场效应管MN3源极与地端，第三场效应管MN3栅极与第一场效应管MN1的源极相连，第三场效应管MN3 漏极与镜像电流电路一侧相连，第三场效应管MN3为低阈值电压的场效应管，譬如，其可选用阈值电压为220mV的场效应管；镜像电流电路的另一侧为比较电路提供偏置电流。
为了便于对电路工作状态进行控制，避免上电复位完成后继续工作消耗电能，在上述电路结构的基础上，参照图4，可在第三场效应管MN3与镜像电流电路之间、比较器输出端与电源VDD之间连接一使能开关，并在调节电阻R0上串联一使能开关，在上电复位完成后关闭电路。具体的，使能开关可采用MOS晶体管等器件。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，其特征在于，包括：用于产生两差异化电压的上电检测电路，将两电压输出整形输出的比较电路，具有迟滞且连接在比较电路输出端的施密特触发器，连接在上电检测电路与电源端上的调节电阻和并联在调节电阻上并受施密特触发器信号控制的第一开关器件；
所述上电检测电路包括用于产生第一电压的第一支路、用于产生第二电压的第二支路，
所述第一支路包括相串联的第一电阻、第三电阻、采用二极管连接方式的第一场效应管、第一三极管，所述第一三极管的集电极与基极相连且同时接地，所述第一电阻和第三电阻的公共端产生第一电压；
所述第二支路包括相串联的第二电阻、采用二极管连接方式的第二场效应管、第二三极管，所述第二三极管的集电极与基极相连且同时接地，所述第二电阻和第二场效应管的漏极的公共端产生第二电压；
所述第一三极管的发射级面积是第二发射级面积的N倍，所述N为大于1的自然数。
2.根据权利要求1所述的一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，其特征在于，还包括为比较电路提供偏置电流的偏置电流电路，所述偏置电流电路包括第三场效应管、连接在第三场效应管源极与地端的第四电阻、连接在第三场效应管漏极上为比较电路提供偏置电流的镜像电源电路。
3.根据权利要求2所述的一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，其特征在于，所述第三场效应管是低阈值电压场效应管，所述第三场效应管漏极与镜像电源电路之间连接有第三开关器件。
4.根据权利要求1所述的一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，其特征在于，所述调节电阻上串联有第二开关器件。
5.根据权利要求1所述的一种有精准阈值点的上电复位和掉电复位电路，其特征在于，所述比较电路的输出端与电源之间连接有第四开关器件。
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