- 1 - Circuit de reset combiné avec un bandgap à faible courant de consommation DESCRIPTION DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation. Ces circuits servent, entre autres, à effectuer le reset d'autres circuits selon la valeur de la tension de leur alimentation. Ce type d'application est traditionnellement réalisé par deux circuits indépendants, dont un premier circuit de type bandgap qui sert de référence de tension au second circuit de type comparateur de tension. Cette invention présente un circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap, dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et de réduire ainsi le courant de consommation et la taille du circuit, comparativement aux circuits traditionnels. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Avec cette l'invention, les circuits présentés se rapportent généralement aux circuits implémentés sur une seule puce de circuits mixtes (digital et analogique), dans les nouvelles technologies (nano technologies) CMOS, et dans les technologies CMOS plus anciennes (et peu coûteuses). Plus spécifiquement mais non exclusivement, la révélation actuelle se rapporte aux circuits de gestion de la puissance sur une seule puce qui demandent des consommations de courants très faibles afm d'avoir une très grande autonomie de la batterie qui les alimente, et se rapporte plus particulièrement aux circuits de générateur de reset et aux références de tension de type bandgap à très faible courant de consommation. La description qui suit fait référence à ces champs d'application pour des facilités d'illustration uniquement. Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un problème majeur rencontré en concevant de tels circuits concerne l'autonomie de la batterie qui alimente ces circuits, qui est directement liée au courant de consommation de ces circuits. Un autre problème concerne la taille de ces circuits, dont la tendance et la demande est d'être de plus en plus petite, afm qu'ils puissent être intégrés dans des produits industriels. De tels circuits sont traditionnellement réalisés par deux circuits totalement indépendants, dont un premier circuit de type bandgap qui sert de référence de tension au second circuit de type générateur de reset. Cette invention présente un circuit de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et ainsi de réduire le courant de consommation et de réduire la taille du circuit, comparativement à ces deux circuits traditionnels indépendants.40 - 2 - DESCRIPTION BREVE DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation. Cette invention présente un circuit de générateur de reset combiné avec un circuit de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et ainsi de réduire le courant de consommation et de réduire la taille du circuit, comparativement à l'utilisation conjointe d'un circuit de type bandgap et d'un générateur de reset, ces deux circuits étant totalement indépendants. BREVE PRESENTATION DES FIGURES Les figures d'accompagnement, qui sont incorporées dans ce brevet, illustrent une ou plusieurs implémentations de la présente invention et, associées avec la description détaillée, servent à expliquer les principes et les réalisations de l'invention. Dans les figures attachées: La figure 1 (FIG. 1) est un schéma électrique du nouveau circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap à faible courant de consommation.- 1 - Reset circuit combined with a bandgap with low consumption current DESCRIPTION OF THE INVENTION These circuits are intended to provide bandgap reset generator circuits (reset circuits compensated for temperature, ie say, whose comparison threshold has a small variation as a function of temperature), with a low consumption current. These circuits serve, among other things, to reset other circuits according to the value of the voltage of their supply. This type of application is traditionally carried out by two independent circuits, including a first bandgap type circuit which serves as a voltage reference to the second voltage comparator type circuit. This invention presents a reset circuit combined with a bandgap type circuit, in order to reduce the number of bias branches, and thereby reduce the consumption current and the size of the circuit compared to conventional circuits. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION With this invention, the circuits presented generally relate to circuits implemented on a single chip of mixed circuits (digital and analog), in new technologies (nano technologies) CMOS, and in CMOS technologies more old (and inexpensive). More specifically, but not exclusively, the current revelation relates to power management circuits on a single chip that require very low current consumption in order to have a very large autonomy of the battery that powers them, and relates more particularly reset generator circuits and bandgap type voltage references with very low consumption current. The following description refers to these fields of application for ease of illustration only. These circuits are intended to produce bandgap reset generator circuits (temperature-compensated reset circuits, that is to say the comparison threshold of which has a small variation as a function of the temperature), with a low consumption current (compared to traditional circuits), by reducing the number of polarization branches. STATE OF PRIOR ART A major problem encountered in designing such circuits relates to the autonomy of the battery which supplies these circuits, which is directly related to the consumption current of these circuits. Another problem concerns the size of these circuits, whose trend and demand is to be smaller and smaller, so that they can be integrated into industrial products. Such circuits are traditionally made by two totally independent circuits, including a first bandgap type circuit which serves as voltage reference to the second reset generator type circuit. This invention presents a bandgap reset generator circuit (temperature-compensated reset circuits, i.e., whose comparison threshold has a small variation as a function of temperature), with the aim of reducing number of polarizing branches, and thus reduce the consumption current and reduce the size of the circuit, compared with these two traditional independent circuits. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION These circuits are intended to produce generator circuits. reset bandgap type (temperature-compensated reset circuits, ie whose comparison threshold has a small variation as a function of temperature), with a low consumption current (compared to conventional circuits), by reducing the number of polarization branches. This invention presents a reset generator circuit combined with a bandgap type circuit (temperature compensated reset circuits, ie whose comparison threshold has a small variation as a function of the temperature), in the to reduce the number of polarization branches, and thus reduce the consumption current and reduce the size of the circuit, compared to the joint use of a bandgap circuit and a reset generator, these two circuits being totally independent. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The accompanying figures, which are incorporated in this patent, illustrate one or more implementations of the present invention and, together with the detailed description, serve to explain the principles and embodiments of the invention. In the attached figures: Figure 1 (Figure 1) is an electrical diagram of the new reset circuit combined with a low consumption current bandgap type circuit.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION These circuits are intended to provide reset generator circuits of the bandgap type (temperature-compensated reset circuits, that is to say the comparison threshold of which has a small variation as a function of the temperature), with a low consumption current (compared to traditional circuits), by reducing the number of polarizing branches.
Ceux qui ont de la compétence dans ce domaine à l'état de l'art se rendront compte que la description détaillée qui suit de la présente invention est d'illustration seulement et n'est pas limitative de quelque façon. D'autres modes de réalisation de la présente invention se suggéreront aisément à de telles personnes bénéficiant des avantages de cette invention. Les références détaillent des réalisations de la présente invention, comme illustré dans les schémas joints. Le cas échéant, les mêmes indicateurs de référence seront employés dans tous les schémas et dans la description détaillée qui suit, pour se rapporter à la même chose ou aux pièces semblables. Dans un intérêt de clarté, tous les dispositifs courants des réalisations décrites ci-dessus ne sont pas montrés et décrits. Bien entendu, dans le développement de telles implémentations, de nombreuses décisions spécifiques devront être prise selon l'application et les contraintes liées au marché, étant donné que ces buts spécifiques varieront d'une exécution à l'autre et d'un réalisateur à l'autre.Those skilled in the art will realize that the following detailed description of the present invention is illustrative only and not in any way limiting. Other embodiments of the present invention will be readily apparent to such persons benefiting from the advantages of this invention. The references detail embodiments of the present invention, as illustrated in the accompanying drawings. Where appropriate, the same reference indicators will be used in all diagrams and in the detailed description that follows, to refer to the same or similar parts. For the sake of clarity, all current devices of the embodiments described above are not shown and described. Of course, in the development of such implementations, many specific decisions will have to be made depending on the application and market-related constraints, as these specific goals will vary from run to run and from developer to project. 'other.
D'ailleurs, un tel effort de développement pourrait être complexe et long, mais néanmoins serait une entreprise courante de ceux qui ont de la compétence dans ce domaine à l'état de l'art. En se tournant maintenant vers les figures : - La figure 1 (FIG. 1) est un schéma électrique du nouveau circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap à faible courant de consommation. - 3 - Le circuit est constitué de deux transistors bipolaires de type pnp (1) (2), de cinq résistances (3) (4) (5) (6) (7), d'un comparateur de tension différentiel (8). Ce circuit est alimenté par la tension (VDD) d'une batterie ou d'une autre source d'énergie. En fonction de la tension d'alimentation VDD, le circuit délivre un signal digital PORE qui est à l'état haut lorsque la tension d'alimentation est supérieure à une tension de seuil choisie. Les équations suivantes peuvent être écrites : Nous dénommons VBE1 la tension différentielle entre l'émetteur et la base du transistor pnp Q1 (1), VBE2 la tension différentielle entre l'émetteur et la base du transistor pnp Q2 (2), IQ1 le courant d'émetteur du transistor pnp Q1 (1), IQ2 le courant d'émetteur du transistor pnp Q2 (2), N le rapport de surface des deux transistors bipolaires pnp Q2 (2) et Q1 (1) (Q2=N*Q1), Il le courant de la résistance RI (3), 12 le courant de la résistance R2 (4), 13 le courant de la résistance R3 (5), 14 le courant de la résistance R4 (6), 15 le courant de la résistance R5 (7). Au point qui correspond au seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE, le comparateur de tension différentiel (8) a, à un petit offset près, une égalité entre la tension sur son entrée positive et la tension sur son entrée négative, et nous pouvons écrire les équations suivantes: 12=15 si R2=R5, ce qui entraine aussi IQ2=IQ1 VBE 1 =VBE2+(R1 *I 1)=VBE2+(R1 *IQ2) Grâce à l'équation des bipolaires, étant donné que IQ1=IQ2, nous avons VBE1-VBE2=(k*T/q)*ln(N) où k est la constante de Boltzmann, T est la température absolue du circuit, et q est la charge électrique d'un électron. Et alors : IQ 1 =IQ2=(k*T/q)*ln(N)/R1 Le courant d'émetteur des bipolaires est dit PTAT (signifiant Proportionnel à la Température Absolue) étant donné qu'il est proportionnel à la température absolue du circuit (T). Nous pouvons aussi écrire : VDD=VBE 1 +(R2*IQ 1)+(R3 *I3) R4*I4= VBE 1 +(R2*IQ 1 ) I3=I4+(2*IQ 1) Et IQ 1 =(k*T/q)*ln(N)/R1 Ainsi, en regroupant ces équations, nous obtenons la valeur du seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE: VDD=VDDTH= {VBE1*[1+(R3/R4)] } + {(k*T/q)*ln(N)*[((R2/R1)*(1+(R3 /R4))+(2*R3/R1) ] } Nous notons alors que VDDTH est une tension de type bandgap (c'est-à-dire avec une faible variation en fonction de la température T), étant donné que VBE1 a un coefficient négatif en température (dépendant de la technologie utilisée), et en choisissant N et la valeur des résistances R1, R2, R3 et R4 qui annule ce coefficient en température à la température ambiante du circuit, et qui donne la valeur souhaitée du seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE.Moreover, such a development effort could be complex and time-consuming, but nevertheless would be a common undertaking of those with state-of-the-art expertise in this field. Turning now to the figures: - Figure 1 (FIG 1) is an electrical diagram of the new reset circuit combined with a low consumption current bandgap type circuit. - 3 - The circuit consists of two pnp (1) bipolar transistors (2), five resistors (3) (4) (5) (6) (7), a differential voltage comparator (8) . This circuit is powered by the voltage (VDD) of a battery or other power source. Depending on the supply voltage VDD, the circuit delivers a digital signal PORE which is high when the supply voltage is greater than a chosen threshold voltage. The following equations can be written: We call VBE1 the differential voltage between the emitter and the base of the pnp transistor Q1 (1), VBE2 the differential voltage between the emitter and the base of the pnp transistor Q2 (2), IQ1 the current emitting the pnp transistor Q1 (1), IQ2 the emitter current of the pnp transistor Q2 (2), N the surface ratio of the two bipolar transistors pnp Q2 (2) and Q1 (1) (Q2 = N * Q1 ), The current of the resistor RI (3), 12 the current of the resistor R2 (4), 13 the current of the resistor R3 (5), 14 the current of the resistor R4 (6), the current of the resistance R5 (7). At the point which corresponds to the transition threshold (VDDTH) of the output signal PORE, the differential voltage comparator (8) has, at a small offset, an equality between the voltage on its positive input and the voltage on its negative input, and we can write the following equations: 12 = 15 if R2 = R5, which also causes IQ2 = IQ1 VBE 1 = VBE2 + (R1 * I 1) = VBE2 + (R1 * IQ2) Thanks to the bipolar equation, given that IQ1 = IQ2, we have VBE1-VBE2 = (k * T / q) * ln (N) where k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature of the circuit, and q is the electric charge of an electron. And then: IQ 1 = IQ2 = (k * T / q) * ln (N) / R1 The bipolar emitter current is called PTAT (meaning Proportional to Absolute Temperature) since it is proportional to the temperature absolute of the circuit (T). We can also write: VDD = VBE 1 + (R2 * IQ 1) + (R3 * I3) R4 * I4 = VBE 1 + (R2 * IQ1) I3 = I4 + (2 * IQ 1) And IQ 1 = (k * T / q) * ln (N) / R1 Thus, by grouping these equations, we obtain the value of the transition threshold (VDDTH) of the output signal PORE: VDD = VDDTH = {VBE1 * [1+ (R3 / R4 )]} + {(k * T / q) * ln (N) * [((R2 / R1) * (1+ (R3 / R4)) + (2 * R3 / R1)]} We note then that VDDTH is a bandgap voltage (ie with a small variation as a function of the temperature T), since VBE1 has a negative coefficient in temperature (depending on the technology used), and by choosing N and the value of the resistors R1, R2, R3 and R4 which cancels this temperature coefficient at the ambient temperature of the circuit, and which gives the desired value of the transition threshold (VDDTH) of the output signal PORE.
Ce circuit est aussi optimisé en courant de consommation, en minimisant le nombre de branche de polarisation, et il est de taille réduite et optimisée Ce circuit comporte: - Un comparateur de tension différentiel (8) qui délivre le signal de reset de sortie. - Deux transistors bipolaires pnp (1) et (2) qui ont un rapport de surface entre eux, et dont leur base et leur collecteur sont connectés à la masse. -4- - Une résistance (3), dont la borne négative est connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (2). - Une résistance (6), dont la borne négative est connectée à la masse. - Deux résistances (7) et (4). La résistance (7) a sa borne négative connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (1) et à la première entrée du comparateur de tension différentiel (8), et a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6). La résistance (4) a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (3) et à la seconde entrée du comparateur de tension différentiel (8), et a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6). - Une résistance (5), qui a sa borne positive connectée à l'alimentation, et a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (6).10This circuit is also optimized for consumption current, while minimizing the number of polarization branches, and it is reduced in size and optimized. This circuit comprises: - a differential voltage comparator (8) which delivers the output reset signal. - Two bipolar transistors pnp (1) and (2) which have a ratio of surface between them, and whose base and their collector are connected to ground. A resistor (3) whose negative terminal is connected to the emitter of the pnp bipolar transistor (2). - A resistor (6), whose negative terminal is connected to ground. - Two resistors (7) and (4). The resistor (7) has its negative terminal connected to the emitter of the pnp bipolar transistor (1) and the first input of the differential voltage comparator (8), and has its positive terminal connected to the positive terminal of the resistor (6). ). The resistor (4) has its negative terminal connected to the positive terminal of the resistor (3) and the second input of the differential voltage comparator (8), and has its positive terminal connected to the positive terminal of the resistor (6) . - A resistor (5), which has its positive terminal connected to the power supply, and its negative terminal connected to the positive terminal of the resistor (6).