CN115085708B - 上电复位电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及数字电路技术领域，提供了一种上电复位电路，该上电复位电路包括延迟电路和辅助电路；延迟电路用于对上电复位电路的复位信号的生成时间进行延迟；辅助电路包括第一场效应管和第二场效应管，以将电源的电信号通过第一场效应管传输至第二场效应管上。第二场效应管的第二端与延迟电路电连接，第二场效应管的第三端接地，以将第二场效应管接收到的电信号传输至延迟电路上，延迟电路基于电信号进行电荷的泄放。以实现在实际工作过程中电源电压出现波动的情况下，在电源断开后能够及时泄放掉RC延迟电路中电容的电荷，进而使得上电复位电路在下一次电源上电后能够有效生成复位信号。

Description

上电复位电路

技术领域

本申请实施例涉及数字电路技术领域，尤其涉及一种上电复位电路。

背景技术

上电复位电路(Power on Reset，简称POR)通常用于在电源上电的过程中，给数字电路提供复位信号，以使数字电路复位至初始状态后开始正常工作。采用上电复位电路生成复位信号时，由于电源上电后的一段时间内电压处于不稳定状态，因而通常需要在电源上电后对复位信号的生成时间进行延迟，从而保证生成复位信号的可靠性。

相关技术中，通常采用电阻-电容(Resistor-Capacitance，简称RC)延迟电路对复位信号的生成时间进行延迟，具体地，当电源电压增加时启动RC延迟电路，并对RC延迟电路中的电容充电，以达到延迟生成复位信号的目的；当电源电压降低时可以泄放掉RC延迟电路中电容的电荷，从而为下一次重新启动RC延迟电路做准备。

然而，由于上电复位电路在实际工作过程中电源电压会出现波动的情况，从而导致在电源断开后无法及时泄放掉RC延迟电路中电容的电荷，进而使得上电复位电路在下一次电源上电后无法生成复位信号。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种上电复位电路，以实现在实际工作过程中电源电压出现波动的情况下，在电源断开后能够及时泄放掉RC延迟电路中电容的电荷，进而使得上电复位电路在下一次电源上电后能够有效生成复位信号。

第一方面，本申请实施例提供了一种上电复位电路，该上电复位电路包括：

延迟电路，用于对上电复位电路的复位信号的生成时间进行延迟；

辅助电路，包括第一场效应管和第二场效应管；

第一场效应管的第一端和第一场效应管的第二端均用于与电源电连接，第一场效应管的第三端与第二场效应管的第一端电连接，以将电源的电信号通过第一场效应管传输至第二场效应管上；

第二场效应管的第二端与延迟电路电连接，第二场效应管的第三端接地，以将第二场效应管接收到的电信号传输至延迟电路上，延迟电路基于电信号进行电荷的泄放。

第一场效应管和第二场效应管均为P沟道型场效应管；

第一场效应管的源极和漏极均用于与电源电连接，第一场效应管的栅极与第二场效应管的栅极电连接；第二场效应管的源极与延迟电路电连接，第二场效应管的漏极接地。

第一场效应管为P沟道型场效应管，第二场效应管为N沟道型场效应管；

第一场效应管的源极和漏极均用于与电源电连接，第一场效应管的栅极通过反相器与第二场效应管的栅极电连接，以改变第二场效应管接收到的电信号的方向；第二场效应管的漏极与延迟电路电连接，第二场效应管的源极接地。

辅助电路还包括第一电阻，第一电阻的第一端电连接在第一场效应管的第三端与第二场效应管的第一端之间，第一电阻的第二端与电源电连接；

第一电阻用于导通第一场效应管的第三端与第二场效应管的第一端之间的电连接。

延迟电路包括第三场效应管和第四场效应管；

第三场效应管的第一端与电源电连接，第三场效应管的第二端接地，第四场效应管的第一端分别与第三场效应管的第三端和上电复位电路的复位信号生成电路电连接，第四场效应管的第二端和第三端均接地；

第三场效应管用于接收电源传输的电信号，并将电信号传输至第四场效应管，以使第四场效应管的第一端的电荷量达到预设值时，电源向复位信号生成电路传输电信号。

第三场效应管为P沟道型场效应管；第三场效应管的源极分别与第一电阻的第二端和复位信号生成电路连接，第三场效应管的栅极接地。

第四场效应管为N沟道型场效应管；

第四场效应管的栅极分别与第三场效应管的漏极与连接和复位信号生成电路连接，且第四场效应管的源极和漏极均接地。

第三场效应管为倒比例管。

复位信号生成电路包括第二电阻、第三电阻和比较器；

第二电阻的第一端与电源电连接，第二电阻的第二端与第三电阻的第一端电连接，第三电阻的第二端接地，比较器的第一输入端与第四场效应管的第一端电连接，且比较器接地；

第四场效应管的第一端通过第三场效应管电连接在第二电阻的第二端与第三电阻的第二端之间；

比较器用于对第一输入端的电信号和第二输入端的基准电信号进行比较，根据比较结果输出复位信号。

由以上的技术方案可知，本申请实施例提供了一种上电复位电路，该上电复位电路包括辅助电路，包括第一场效应管和第二场效应管，将电源的电信号通过第一场效应管传输至第二场效应管上，再通过第二场效应管将接收到的电信号传输至延迟电路上，以使延迟电路基于电信号进行电荷的泄放。在本申请实施例提供的技术方案中，与传统技术相比，由于额外增加了与延迟电路电连接的辅助电路，并且在实际工作过程中电源电压出现波动的情况下，在电源断开后电源电压的下降可以通过辅助电路中的第一场效应管快速传递到第二场效应管，此时第二场效应管可以将接收到的电信号传输至延迟电路上，延迟电路就可以基于电信号进行电荷的泄放，节省了电源的电信号传递到延迟电路上的时间，从而可以保证延迟电路及时、快速泄放掉电荷，进而保证上电复位电路在下一次电源上电后能够有效生成复位信号。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请实施例的实施例，并与说明书一起用于解释本申请实施例的原理。

图1为本申请实施例的第一种实施例的上电复位电路的示意图；

图2为本申请实施例的第二种实施例的上电复位电路的示意图；

图3为本申请实施例的第三种实施例的上电复位电路的示意图；

图4为本申请实施例的第四种实施例的上电复位电路的示意图；

图5为本申请实施例的第五种实施例的上电复位电路的示意图；

图6为本申请实施例的第六种实施例的上电复位电路的示意图；

图7为本申请实施例的第七种实施例的上电复位电路的示意图。

附图标记说明：

10-上电复位电路；

200-延迟电路；202-第三场效应管；204-第四场效应管；

300-辅助电路；302-第一场效应管；303-反相器；304-第二场效应管；306-第一电阻；

400-复位信号生成电路；402-第二电阻；404-第三电阻；406-比较器。

具体实施方式

本申请实施例实施例提供了一种上电复位电路，该上电复位电路包括辅助电路，包括第一场效应管和第二场效应管，将电源的电信号通过第一场效应管传输至第二场效应管上，再通过第二场效应管将接收到的电信号传输至延迟电路上，以使延迟电路基于电信号进行电荷的泄放。在本申请实施例提供的技术方案中，与传统技术相比，由于额外增加了与延迟电路电连接的辅助电路，并且在实际工作过程中电源电压出现波动的情况下，在电源断开后电源电压的下降可以通过辅助电路中的第一场效应管快速传递到第二场效应管，此时第二场效应管可以将接收到的电信号传输至延迟电路上，延迟电路就可以基于电信号进行电荷的泄放，节省了电源的电信号传递到延迟电路上的时间，从而可以保证延迟电路及时、快速泄放掉电荷，进而保证上电复位电路在下一次电源上电后能够有效生成复位信号。

为了使本申请实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请实施例，并不用于限定本申请实施例。

本申请实施例中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请实施例所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在一个实施例中，如图1所示，其示出了本申请实施例提供的一种上电复位电路的示意图，该上电复位电路10包括延迟电路200和辅助电路300。

其中，延迟电路200用于对上电复位电路的复位信号的生成时间进行延迟。

辅助电路300包括第一场效应管302和第二场效应管304，第一场效应管302的第一端和第一场效应管302的第二端均用于与电源电连接，第一场效应管302的第三端与第二场效应管304的第一端电连接，以将电源的电信号通过第一场效应管302传输至第二场效应管304上。第二场效应管304的第二端与延迟电路200电连接，第二场效应管304的第三端接地(参照图1中GND所示)，以将第二场效应管304接收到的电信号传输至延迟电路200上，延迟电路200基于电信号进行电荷的泄放。

实际中，在电源上电的过程中，数字电路的内部状态是不确定的，在后续工作中可能会出现错误。因而，通常采用上电复位电路的复位信号对数字电路进行复位操作，使得数字电路初始化至已知状态后开始正常工作。然而，由于电源上电后的一段时间内电压处于不稳定状态，因而通常需要在电源上电后对复位信号的生成时间进行延迟，从而保证生成复位信号的可靠性。

传统的上电复位电路如图2所示，其中，由R1、R2、比较器以及电源共同组成的电路可以生成复位信号。对复位信号的生成时间进行延迟时采用RC延迟电路实现，该RC延迟电路包括电阻R3和电容C1，在电源电压从0V增加到VDD时，可以启动RC延迟电路；当电源从VDD下降到0V时，可以泄放电容C1中的电荷，方便进行下一次的延迟。

然而，由于上电复位电路在实际工作过程中电源电压会出现波动的情况，例如，电源电压由1.8V下降到1.4V后，又上升到1.8V的情况，出现这种情况的原因可以是在焊接电源的过程中，由于操作人员手的抖动导致焊接不良而造成的。而当电源电压下降后，RC延迟电路中电容充电时间大于此时的放电时间，在电源断开后将无法及时泄放掉RC延迟电路中电容的电荷，进而使得上电复位电路在下一次电源上电后无法生成复位信号。因而，如图1和图3所示，增加与延迟电路200电连接的辅助电路300以解决该问题。

参照图1所示，辅助电路300包括第一场效应管302和第二场效应管304，电源、第一场效应管302、第二场效应管304和延迟电路200依次电连接。具体工作原理为：在电源电压增大的过程中，启动延迟电路，通过延迟电路对复位信号的生成时间进行延迟；在电源电压下降后，第一场效应管302导通，从而将电源的电信号传输至第二场效应管304上，从而使得第二场效应管304导通。第二场效应管304可以将接收到的电信号传输至延迟电路200上，由于第二场效应管304上所传输的电信号为低电压信号，因而会使得延迟电路200基于该电信号开始泄放电荷。

场效应管是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，通常可以包括两种类型：结型场效应管(junction FET，简称JFET)和金属-氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET，简称MOS-FET)。第一场效应管302和第二场效应管304的具体类型可以根据实际情况进行选择，本申请实施例对此不作具体限定。从而根据所选择的场效应管的类型确定第一场效应管302和第二场效应管304的三个端，进而根据上述所提供的电连接方式将第一场效应管302和第二场效应管304连接在上电复位电路10中。

上电复位电路10中的延迟电路200可以采用传统的由电容-电阻组成的RC延迟电路，也可以采用由场效应管组成的延迟电路，本申请实施例对此不作具体限定。

与传统技术相比，由于额外增加了与延迟电路电连接的辅助电路，并且在实际工作过程中电源电压出现波动的情况下，在电源断开后电源电压的下降可以通过辅助电路中的第一场效应管快速传递到第二场效应管，此时第二场效应管可以将接收到的电信号传输至延迟电路上，延迟电路就可以基于电信号进行电荷的泄放，节省了电源的电信号传递到延迟电路上的时间，从而可以保证延迟电路及时、快速泄放掉电荷，进而保证上电复位电路在下一次电源上电后能够有效生成复位信号。

在一些实施例中，第一场效应管302和第二场效应管304可以均选用金属-氧化物半导体场效应管(即MOS管)，MOS管通常包括耗尽型和增强型两种类型。增强型MOS管又可以分为NPN型和PNP型，其中，NPN型通常称为N沟道型场效应管，PNP型称为P沟道型场效应管。对于N沟道型场效应管的源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道型场效应管的源极和漏极则接在P型半导体上。

示例性地，如图3所示，第一场效应管302和第二场效应管304可以均为P沟道型场效应管。其中，第一场效应管302的源极和漏极均用于与电源电连接，第一场效应管302的栅极与第二场效应管304的栅极电连接，第二场效应管304的源极与延迟电路200电连接，第二场效应管304的漏极接地。

其中，由于第一场效应管302为P沟道型场效应管，第一场效应管302的源极和漏极可以理解为其第一端和第二端，并均与电源VDD连接，第一场效应管302的栅极可以理解为其第三端，并与第二场效应管304的第一端电连接，以将电源的电信号通过第一场效应管302传输至第二场效应管304上。

第二场效应管304的栅极可以理解为其第一端，第二场效应管304的源极可以理解为其第二端，并与延迟电路200电连接，第二场效应管304的漏极可以理解为其第三端，并且漏极接地。

具体工作原理为：在电源电压下降后，第一场效应管302的栅极电压小于源极电压，使得第一场效应管302导通，从而将电源的电信号传输至第二场效应管304上，同样第二场效应管304的栅极电压小于源极电压，使得第二场效应管304导通。第二场效应管304可以将接收到的电信号传输至延迟电路200上，由于第二场效应管304上所传输的电信号为低电压信号，因而会使得延迟电路200基于该电信号开始泄放电荷。

在另一些实施例中，如图4所示，第一场效应管302可以为P沟道型场效应管，第二场效应管304可以为N沟道型场效应管。其中，第一场效应管302的源极和漏极均用于与电源电连接，第一场效应管302的栅极通过反相器303与第二场效应管304的栅极电连接，以改变第二场效应管304接收到的电信号的方向，第二场效应管304的漏极与延迟电路200电连接，第二场效应管304的源极接地。

其中，由于第一场效应管302为P沟道型场效应管，第一场效应管302的源极和漏极可以理解为其第一端和第二端，并均与电源连接，第一场效应管302的栅极可以理解为其第三端，并通过反相器303与第二场效应管304的第一端电连接，以将电源的电信号通过第一场效应管302传输至第二场效应管304上。

反相器303是可以将输入信号的相位反转180度的组件，从而将第一场效应管302所传输的电信号的相位反转180度后，传输给第二场效应管304。

第二场效应管304的栅极可以理解为其第一端，第二场效应管304的漏极可以理解为其第二端，并与延迟电路200电连接，第二场效应管304的源极可以理解为其第三端，并且源极接地。

具体工作原理为：在电源电压下降后，第一场效应管302的栅极电压小于源极电压，使得第一场效应管302导通，从而将电源的电信号传输至第二场效应管304上，同样第二场效应管304的栅极电压大于源极电压，使得第二场效应管304导通。第二场效应管304可以将接收到的电信号传输至延迟电路200上，由于第二场效应管304上所传输的电信号为低电压信号，因而会使得延迟电路200基于该电信号开始泄放电荷。

在一些实施例中，如图5所示，辅助电路300还可以包括第一电阻306，第一电阻306的第一端电连接在第一场效应管302的第三端与第二场效应管304的第一端之间，第一电阻306的第二端与电源电连接。其中，第一电阻306用于导通第一场效应管302的第三端与第二场效应管304的第一端之间的电连接。

其中，第一电阻306的第二端与电源电连接时，可以直接与电源电连接，还可以通过复位信号生成电路400与电源电连接。如图6所示，复位信号生成电路400可以包括第二电阻402、第三电阻404和比较器406，第一电阻306的第二端可以通过第二电阻402与电源电连接。

示例性地，第一电阻306的第二端与第二电阻402的第二端电连接，第二电阻402的第一端与电源电连接。

第一电阻306的阻值可以根据实际情况设置，从而能够使得第一电阻306起到分压的作用，进而保证在第一场效应管302的第三端处产生低电压，使得第一场效应管302可以正常导通。

在辅助电路300中加入第一电阻306，还可以使得在第一电阻306的第一端与第一场效应管302的第三端与第二场效应管304的第一端之间的连接点处产生静态工作点，进而以保证避免电路在工作过程中出现的非线性失真。

请继续参考图6，第二电阻402的第二端还与第三电阻404的第一端电连接，第三电阻404的第二端接地，此时，实现第二场效应管304的第二端与延迟电路200电连接时，可以将第二场效应管304的第二端电连接在第二电阻402的第二端与第三电阻404的第二端之间。第四场效应管204的第一端通过第三场效应管202电连接在第二电阻402的第二端与第三电阻404的第二端之间。

其中，延迟电路200可以包括第三场效应管202和第四场效应管204。第三场效应管202的第一端与电源电连接，第三场效应管202的第二端接地，第四场效应管204的第一端分别与第三场效应管202的第三端和上电复位电路的复位信号生成电路400电连接，第四场效应管204的第二端和第三端均接地。

另外，比较器406的第一输入端与第四场效应管204的第一端电连接，且比较器接地。比较器406用于对第一输入端的电信号和第二输入端的基准电信号进行比较，根据比较结果输出复位信号(POR)。

其中，比较器406第二输入端的基准电信号称作带隙基准电压Vbg，若第一输入端的电信号大于第二输入端的基准电信号，则输出复位信号；反之，则不输出复位信号。

如图7所示，继续以第一场效应管302(参照图7中MP3所示)和第二场效应管304(参照图7中MP4所示)均为P沟道型场效应管为例，可选地，第三场效应管202可以为P沟道型场效应管(参照图7中MP1所示)。其中，第三场效应管202的源极分别与第一电阻306的第二端和复位信号生成电路400连接，第三场效应管202的栅极接地。

可选地，第三场效应管202还可以为倒比例管。该倒比例管可以采用长度L与宽度W的比值较大的倒比例管，从而产生大电阻，以产生小电流。通过第三场效应管202代替传统技术中RC延迟电路的大电阻R3，还可以节省面积。

请继续参考图7，可选地，第四场效应管204(参照图7中MP2所示)可以为N沟道型场效应管。其中，第四场效应管204的栅极分别与第三场效应管202的漏极与连接和复位信号生成电路400连接，且第四场效应管204的源极和漏极均接地。

第三场效应管202用于(参照图7中VDD所示)接收电源传输的电信号，并将电信号传输至第四场效应管204，以使第四场效应管204的第一端的电荷量达到预设值时，电源向复位信号生成电路400传输电信号。

第三场效应管202相当于RC延迟电路中的电阻，第四场效应管204相当于RC延迟电路中的电容，以实现在电源上电后对复位信号的生成时间进行延迟，这里的延迟时间可以由第四场效应管204积累电荷的时间确定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。因此，本申请实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种上电复位电路，其特征在于，包括：

延迟电路，用于对所述上电复位电路的复位信号的生成时间进行延迟；

辅助电路，包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管和所述第二场效应管均为P沟道型场效应管；

所述第一场效应管的第一端和所述第一场效应管的第二端均用于与电源电连接，所述第一场效应管的第三端与所述第二场效应管的第一端电连接；所述第二场效应管的第二端与所述延迟电路电连接，所述第二场效应管的第三端接地，以将所述第二场效应管接收到的电信号传输至所述延迟电路上，所述延迟电路基于电信号进行电荷的泄放；

所述辅助电路还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端电连接在第一场效应管的第三端与所述第二场效应管的第一端之间，所述第一电阻的第二端与第二电阻第二端连接；

所述第一电阻用于导通所述第一场效应管的第三端与所述第二场效应管的第一端之间的电连接；

所述延迟电路包括第三场效应管和第四场效应管；

所述第三场效应管为倒比例管；

所述第三场效应管的第一端与第二电阻第二端连接，所述第三场效应管的第二端接地，所述第四场效应管的第一端分别与所述第三场效应管的第三端和所述上电复位电路的复位信号生成电路电连接，所述第四场效应管的第一端还与第二场效应管第二端连接；所述第四场效应管的第二端和第三端均接地；

所述第三场效应管用于接收所述电源传输的电信号，并将所述电信号传输至所述第四场效应管，以使所述第四场效应管的第一端的电荷量达到预设值时，所述电源向所述复位信号生成电路传输电信号；

所述复位信号生成电路包括第二电阻、第三电阻和比较器；

所述第二电阻的第一端与所述电源电连接，所述第二电阻的第二端与第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端接地，所述比较器的第一输入端与所述第四场效应管的第一端电连接，且所述比较器接地；

所述第四场效应管的第一端通过所述第三场效应管电连接在所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端之间；

所述比较器用于对所述第一输入端的电信号和第二输入端的基准电信号进行比较，根据比较结果输出复位信号。

2.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，当所述第一场效应管为P沟道型场效应管，所述第二场效应管为N沟道型场效应管时；

所述第一场效应管的源极和漏极均用于与所述电源电连接，所述第一场效应管的栅极通过反相器与所述第二场效应管的栅极电连接，以改变所述第二场效应管接收到的所述电信号的方向；所述第二场效应管的漏极与所述延迟电路电连接，所述第二场效应管的源极接地。

3.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第三场效应管为P沟道型场效应管；所述第三场效应管的源极分别与第一电阻的第二端和所述复位信号生成电路连接，所述第三场效应管的栅极接地。

4.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第四场效应管为N沟道型场效应管；

所述第四场效应管的栅极分别与所述第三场效应管的漏极与连接和所述复位信号生成电路连接，且所述第四场效应管的源极和漏极均接地。