JP2005253106A - Power-on reset circuit - Google Patents

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JP2005253106A JP2005112443A JP2005112443A JP2005253106A JP 2005253106 A JP2005253106 A JP 2005253106A JP 2005112443 A JP2005112443 A JP 2005112443A JP 2005112443 A JP2005112443 A JP 2005112443A JP 2005253106 A JP2005253106 A JP 2005253106A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow stable operation, independently of the speed of start-up after power supply is turned on, with low power consumption, related to a power-on reset circuit. <P>SOLUTION: In the power-on reset circuit, the circuit is initially set, by generating a reset signal when a power supply is turned on. The circuit comprises a charging circuit 1, composed of a resistor R1 and a capacitor C1; a C-MOS inverter 2 for generating the reset signal, until the charge voltage of the capacitor C1 of the charging circuit 1 exceeds a prescribed value; a switch 3 which is positioned between the charging circuit 1 and a power source Vcc and controls supplying of a power source Vcc to the charging circuit 1; an operating voltage setting circuit 4 for setting the voltage for operating the switch 3; a discharging circuit 5 for discharging the charging circuit 1, after the power source Vcc is cut off; and a clamping circuit 6 that maintains the switch 3 in on-state, after the completion of charging. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リセット付きラッチ 回路等を備える半導体装置に係り、特にラッチの初期値
を設定するために電源投入時にリセット信号を発生する パワーオンリセット回路に関する。
The present invention relates to a semiconductor device including a latch circuit with reset and the like, and more particularly to a power-on reset circuit that generates a reset signal when power is turned on to set an initial value of a latch.

パワーオンリセット回路は、電源投入後における電源電圧 の立ち上がりの緩急に依存することのない安定したリセット信号の発生を行うことにより、コンデンサ等を小型化して
半導体装置への内蔵を可能にすること、また電源電流を 抑えることによる低消費電力化を実現することが望まれて いる。
The power-on reset circuit generates a stable reset signal that does not depend on the rise and fall of the power supply voltage after the power is turned on, thereby reducing the size of the capacitor and enabling it to be embedded in a semiconductor device. In addition, it is desired to realize low power consumption by suppressing the power supply current.

図6に従来のパワーオンリセット回路を示す。 従来のパワーオンリセット回路は、直列に接続される抵抗 R11及びコンデンサC11からなる充電回路31と、充電回路31のコンデンサC11と抵抗R11との間の信号をそれぞれゲートに入力するPMOSトランジスタP11、NMOSトランジスタN11からなり、リセット信号を発生するC−MOSインバータ32とから構成されている。    FIG. 6 shows a conventional power-on reset circuit. The conventional power-on reset circuit includes a charging circuit 31 including a resistor R11 and a capacitor C11 connected in series, and a PMOS transistor P11 and an NMOS that input signals between the capacitor C11 and the resistor R11 of the charging circuit 31 to the gates, respectively. It is composed of a transistor N11 and a C-MOS inverter 32 that generates a reset signal.

図6のパワーオンリセット回路において、電源Vccが投入されると、コンデンサC11への充電が開始されるが、電源Vcc投入直後は、コンデンサC11の充電電圧が低く、充電回路31の出力点は、"L"(ロー)レベルであるため、C−MOSインバータ32のPMOSトランジスタP11がオン、NMOSトランジスタN11がオフとなり、C−MOSインバータ32の出力信号は"H"(ハイ)レベルとなる。この"H"レベルがリセット信号となる。   In the power-on reset circuit of FIG. 6, when the power supply Vcc is turned on, charging of the capacitor C11 is started. Immediately after the power supply Vcc is turned on, the charging voltage of the capacitor C11 is low, and the output point of the charging circuit 31 is Since it is “L” (low) level, the PMOS transistor P11 of the C-MOS inverter 32 is turned on, the NMOS transistor N11 is turned off, and the output signal of the C-MOS inverter 32 becomes “H” (high) level. This “H” level becomes a reset signal.

尚、実際に出力信号が発生するのは、電源VccがPMOSトランジスタP11のしきい値を越えた後である。    The output signal is actually generated after the power supply Vcc exceeds the threshold value of the PMOS transistor P11.

そして、電源Vccの立ち上がりに対応してコンデンサC11の充電電圧が増加して、この充電電圧が電源Vccの2分の1を越えた時にC−MOSインバータ32の入力信号が "H"レベルとなり、PMOSインバータP11がオフ状態、NMOSトランジスタN11がオン状態となり、C−MOSインバータ32からの出力信号が"L"レベルに反転し、電源遮断時まで継続して"L"レベルを出力する。  Then, the charging voltage of the capacitor C11 increases corresponding to the rise of the power supply Vcc, and when this charging voltage exceeds one half of the power supply Vcc, the input signal of the C-MOS inverter 32 becomes "H" level, The PMOS inverter P11 is turned off, the NMOS transistor N11 is turned on, the output signal from the C-MOS inverter 32 is inverted to "L" level, and continues to output "L" level until the power is cut off.

以上説明したパワーオンリセット回路では、電源Vccの立ち上がりが遅くなると、その分抵抗R11とコンデンサC11の値を大きくすることが必要となり、これら各素子が大型化することになるため、本回路を半導体装置に内蔵することが困難となる。   In the power-on reset circuit described above, if the rise of the power supply Vcc is delayed, it is necessary to increase the values of the resistor R11 and the capacitor C11, and the size of each of these elements increases. It becomes difficult to incorporate in the device.

そこで、図7に示すような充電を開始する電源電圧を設定する機能を有する回路が考えられる。  Therefore, a circuit having a function of setting a power supply voltage for starting charging as shown in FIG. 7 can be considered.

図7に示すパワ−オンリセット回路は、2段のNMOSトランジスタN12,N13とこれらNMOSトランジスタに直列に接続されるコンデンサC12からなる充電回路41
と、充電回路41のコンデンサC12とNMOSトランジスタN13との間の信号をそれぞれゲートに入力するPMOSトランジスタP11、NMOSトランジスタN11からなり、リセット信号を発生するCMOSインバータ42、及び低いしきい値で且つ高抵抗のNMOSトランジスタN14からなる放電回路43とから構成されている。
The power-on reset circuit shown in FIG. 7 is a charging circuit 41 comprising two stages of NMOS transistors N12 and N13 and a capacitor C12 connected in series to these NMOS transistors.
And a CMOS inverter 42 for generating a reset signal, and a low threshold value and a high voltage, respectively, and a PMOS transistor P11 and an NMOS transistor N11 for inputting signals between the capacitor C12 of the charging circuit 41 and the NMOS transistor N13 to the gates, respectively. It comprises a discharge circuit 43 comprising a resistance NMOS transistor N14.

本回路によれば、コンデンサC12への充電が終了した後、電源Vccを遮断すると、低いしきい値電圧を有する放電回路43がやや遅れてオフ状態となるため、コンデンサC12に充電された電荷は、この間に放電回路43によって放電される。  According to this circuit, when the power supply Vcc is shut off after the charging of the capacitor C12 is completed, the discharge circuit 43 having a low threshold voltage is turned off with a slight delay, so that the charge charged in the capacitor C12 is During this time, the discharge circuit 43 discharges.

従って、再度電源Vccを立ち上げた時のコンデンサC12の電荷は低く抑えられることになり、誤動作を防止できる。  Therefore, the charge of the capacitor C12 when the power supply Vcc is raised again can be kept low, and malfunction can be prevented.

また、2段のNMOSトランジスタN12,N13を有する充電回路41は、高いしきい値電圧(2Vth)を有しており、電源Vccが十分立ち上がるまではオンしないため、コンデンサC12への充電開始は、確実にリセット信号が発生されるまで遅らされる。
前記の関連技術として特許文献1、2が開示されている。
特開平6−311003号公報 特開昭64−12719 号公報
Further, the charging circuit 41 having the two-stage NMOS transistors N12 and N13 has a high threshold voltage (2Vth) and does not turn on until the power supply Vcc sufficiently rises. Delayed until a reset signal is reliably generated.
Patent Documents 1 and 2 are disclosed as the related art.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-311003 JP-A No. 64-12719

図6に示す従来のパワーオンリセット回路は、上述したように、電源Vccの立ち上がりが遅い場合に、安定した動作が妨げられる可能性があるため、これを回避するには、充電回路31における抵抗R11とコンデンサC11による時定数を大きくする等の対応策が必要となる。この場合、高抵抗及び大容量の各素子を必要とするため、半導体装置への内蔵が困難となり大型化することになる。   Since the conventional power-on reset circuit shown in FIG. 6 may prevent stable operation when the power supply Vcc rises slowly as described above, the resistance in the charging circuit 31 can be avoided. Countermeasures such as increasing the time constant of R11 and capacitor C11 are required. In this case, since each element having a high resistance and a large capacity is required, it is difficult to incorporate the element into a semiconductor device, resulting in an increase in size.

また、図7に示すパワーオンリセット回路は、コンデンサC12への充電が完了した時のコンデンサC12に蓄積される電位が電源Vccの電圧よりも、2段のNMOSトランジスタN12,N13のしきい値の和(2Vth)の分だけ低くなるため、PMOSトランジスタP11のゲート−ソース間に動作に必要な電位差が生じて、PMOSトランジスタP11がオンになる事態が発生する。   Further, in the power-on reset circuit shown in FIG. 7, the potential accumulated in the capacitor C12 when the charging of the capacitor C12 is completed is higher than the voltage of the power supply Vcc. Since the voltage is lowered by the sum (2Vth), a potential difference necessary for the operation occurs between the gate and the source of the PMOS transistor P11, and the PMOS transistor P11 is turned on.

このため、電源VccよりC−MOSインバータ42のPMOSトランジスタP11、NMOSトランジスタN11に貫通電流が流れる。   For this reason, a through current flows from the power source Vcc to the PMOS transistor P11 and the NMOS transistor N11 of the C-MOS inverter 42.

更に、本回路の場合、放電回路43を構成するNMOSトランジスタN14にも定常的に電流が流れるため、電源電流が増加して消費電力の増大を招いてしまう。  Further, in the case of this circuit, a current constantly flows through the NMOS transistor N14 constituting the discharge circuit 43, so that the power supply current increases and the power consumption increases.

本発明は、上記課題を解決して、電源の立ち上がりの緩急に関係なく、安定した動作を行えると共に、低消費電力の回路を実現することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize a circuit that can perform a stable operation and has low power consumption regardless of whether the power supply rises or not.

上記課題を解決するための本発明は、電源投入時にリセット信号を発生させることで回路の初期設定を行うパワーオンリセット回路において、抵抗とコンデンサ、及び電源側に位置して、前記コンデンサの充電開始電圧を規定するトランジスタが直列接続される充電回路と、該充電回路の出力信号を入力すると共に、前記充電回路 におけるトランジスタと抵抗との間の点と、接地電極との間に接続されるC−MOSインバータと、該C−MOSインバータの出力信号の電圧レベルを上昇させるレベルシフト回路と、電源の遮断後に前記充電回路の放電を行う放電回路とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a power-on reset circuit that initializes a circuit by generating a reset signal when the power is turned on. A charging circuit to which a transistor defining a voltage is connected in series; an output signal of the charging circuit; and a C− connected between a point between the transistor and the resistor in the charging circuit and a ground electrode. It is characterized by comprising a MOS inverter, a level shift circuit for increasing the voltage level of the output signal of the C-MOS inverter, and a discharge circuit for discharging the charging circuit after the power supply is shut off.

上記本発明のパワーオンリセット回路によれ ば、スイッチ3及びスイッチ3の動作電圧設定回路4の動作により、電源Vcc投入後に所定の電圧に立ち上がってから充電回路1への充電が開始されるため、電源Vccの立ち上がりの緩急に関係なく、確実にリセット信号を発生させることができる。   According to the power-on reset circuit of the present invention, charging to the charging circuit 1 is started after rising to a predetermined voltage after the power supply Vcc is turned on by the operation of the switch 3 and the operating voltage setting circuit 4 of the switch 3. Regardless of the rise or fall of the power supply Vcc, the reset signal can be reliably generated.

また、クランプ回路6がスイッチ3を制御することによって、充電完了後に流れるC−MOSインバータ2の貫通電流を防止することができるため、消費電力を抑えることができる。   In addition, since the clamp circuit 6 controls the switch 3, a through current of the C-MOS inverter 2 that flows after completion of charging can be prevented, so that power consumption can be suppressed.

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第1の発明のパワーオンリセット回路の原理図であり、抵抗R1とコンデンサC1とからなる充電回路1と、充電回路1の出力信号を入力して動作するPMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1とからなるC−MOSインバータ2と、充電回路1と電源Vccとの間に位置するPMOSトランジスタP2からなるスイッチ3と、PMOSトランジスタP3からなりスイッチ3の動作電圧を設定する動作電圧設定回路4と、PMOSトランジスタP4からなり電源遮断後の放電を行う放電回路5と、2段のNMOSトランジスタN2,N3からなりC−MOSインバータ2の電源Vccからの貫通電流を防止するためにスイッチ3を確実にオン状態にするクランプ回路6とで構成されている。
本回路では、スイッチ3の動作開始によって充電回路1のコンデンサC1に電荷が充電されるようになっており、スイッチ3は動作電圧設定回路4におけるPMOSトランジスタP3によって、その動作電圧が決められている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a principle diagram of a power-on reset circuit according to a first aspect of the present invention. A charging circuit 1 comprising a resistor R1 and a capacitor C1, and a PMOS transistor P1 and an NMOS transistor which operate by inputting an output signal of the charging circuit 1. A C-MOS inverter 2 composed of N1, a switch 3 composed of a PMOS transistor P2 located between the charging circuit 1 and the power source Vcc, and an operating voltage setting circuit 4 composed of a PMOS transistor P3 for setting the operating voltage of the switch 3. And a discharge circuit 5 comprising a PMOS transistor P4 for discharging after the power supply is cut off, and a switch 3 is securely connected to prevent a through current from the power supply Vcc of the C-MOS inverter 2 comprising two stages of NMOS transistors N2 and N3. And a clamp circuit 6 which is turned on.
In this circuit, the capacitor C1 of the charging circuit 1 is charged by the start of the operation of the switch 3, and the operating voltage of the switch 3 is determined by the PMOS transistor P3 in the operating voltage setting circuit 4. .

即ち、電源Vccの電圧が、動作電圧設定回路4におけるPMOSトランジスタP3のしきい値電圧Vthと、スイッチ3を構成するPMOSトランジスタP2のしきい値電圧Vthの和よりも高くなった場合にスイッチ3が動作する。
従って、例えばPMOSトランジスタP3,P4のしきい値電圧Vthがそれぞれ0.6〔V〕で、コンデンサC1の寄生容量が0.4〔V〕の場合、電源Vccの投入後、その電圧が1.6〔V〕に立ち上がった時点から、充電回路1のコンデンサC1への充電が開始される。
That is, when the voltage of the power source Vcc becomes higher than the sum of the threshold voltage Vth of the PMOS transistor P3 in the operating voltage setting circuit 4 and the threshold voltage Vth of the PMOS transistor P2 constituting the switch 3, the switch 3 Works.
Therefore, for example, when the threshold voltages Vth of the PMOS transistors P3 and P4 are 0.6 [V] and the parasitic capacitance of the capacitor C1 is 0.4 [V], the voltage is 1. When the voltage rises to 6 [V], charging of the capacitor C1 of the charging circuit 1 is started.

尚、一般的には、MOSトランジスタのしきい値は、0.8〔V〕程度であるが、0.6〔V〕付近より少しずつ電流は流れ始めることから、ここでは、しきい値を0.6〔V〕として説明した。
一方、C−MOSインバータ2のしきい値電圧は、例えば電源電圧の2分の1程度であり、その入力部、即ち充電回路1の充電電圧が電源電圧の半分以下の場合は、"L"レベルでPMOSトランジスタP1がオン、NMOSトランジスタN1がオフになっているため、C−MOSインバータ2の出力信号は"H"レベルで、これがリセット信号となる。
そして、時間経過に伴い充電電圧が上昇して、この電圧が電源電圧の2分の1以上になった時点で、入力信号が"H"レベルとなり、PMOSトランジスタP1がオフ、NMOSトランジスタN1がオンになるため、C−MOSインバータ2の出力信号は"L"レベルに反転して、電源遮断時まで継続される。
以上のように、C−MOSインバータ2の出力信号が"L"レベルに反転した後、本回路によれば2段のNMOSトランジスタN2,N3にてなるクランプ回路6がスイッチ3の入力電圧を低く抑えることによって、スイッチ3を確実にオン状態に維持して、充電回路1の出力電圧を電源Vccと同レベルに保っている。
従って、PMOSトランジスタP1がオンすることがないため、電源Vccから流れるC−MOSインバータ2の貫通電流を防止することができる。
即ち、電源Vccの電圧が高くなると、クランプ回路6における2段のNMOSトランジスタN2,N3がオンすることにより、スイッチ3の入力点のレベルをNMOSトランジスタN2,N3のしきい値電圧Vthの和の分だけ電源電圧よりも低くする。
スイッチ3のPMOSトランジスタP2は、そのゲート電圧が電源電圧よりもしきい値電圧Vth分だけ低い場合に動作するため、前述した如く2段のNMOSトランジスタN2,N3により、PMOSトランジスタP2のゲートのレベルを十分低くして、確実にオン状態としている。 このため、スイッチ3と充電回路1との間のレベルが電源電圧と同レベルとなり、充電完了時の充電回路1の出力点のレベルも同等になる。そのため、充電回路1の出力、即ちC−MOSインバータ2の入力が"H"レベルの時、C−MOSインバータ2のPMOSトランジスタP1がオンすることはなく、貫通電流が生じることがない。
最後に、電源Vccの遮断を行った場合、放電回路5が動作して、充電回路1におけるコンデンサC1に充電された電荷を放電する。このことによって、充電回路1の出力点の電圧レベルが十分に下がるため、再度電源Vccを投入した際の誤動作を防止することが可能となっている。
以上のように、本発明によれば、電源の立ち上がりの緩急に関係なく、確実にリセット信号を発生させることができると共に、充電後における貫通電流の防止も実現することができる。
次に本発明の実施例を説明する。
図2は、本発明の1実施例を説明するための回路図であり、充電回路11、C−MOSインバータ12、スイッチ13、動作電圧設定回路14、放電回路15、17、及びクランプ回路16とから構成されている。
本実施例における充電回路11、C−MOSインバータ12及びクランプ回路16は、図1にて説明した回路と同様であるため、その構成の説明は省略する。
スイッチ13は、電源Vccと充電回路11との間に接続されるPMOSトランジスタP2と、そのゲートに接続される抵抗R2とから構成されており、このスイッチ13の動作電圧を制御している動作電圧設定回路14は、PMOSトランジスタP3と、PMOSトランジスタP3のゲートと接地との間に位置される抵抗R2、及びPMOSトランジスタP3に直列に接続される抵抗R4、コンデンサC2とから構成されている。
また、放電回路15は、充電回路11の入力点と接地点との間に接続されるPMOSトランジスタP4と、そのゲートと電源Vccとの間に接続される抵抗R5とから構成されている。
更に、本実施例においては、クランプ回路16に蓄積される電荷を放電するために、NMOSトランジスタN3のゲートと接地点との間に接続されるPMOSトランジスタP5と、PMOSトランジスタP5のゲートと電源Vccとの間に接続される抵抗R6とからなる放電回路17を備えている。
本回路の動作を図3の電圧グラフを参照しながら説明する。
図3は、図2の回路における電源Vcc及び主要点の電圧レベルを時間経過に従って示したグラフであり、実線で電源Vcc、破線で充電回路11の出力点A、一点鎖線でC−MOSインバータ12の出力点B、及び二線鎖線でスイッチ13の入力点Cの変化を示している。
本実施例の回路において、まず電源Vccを投入すると、図3に示すように、所定の勾配で電圧が上昇していく。
本実施例では2.5〔V〕の電源を使用しており、2.5〔V〕になった後は安定した状態となる。
充電回路11への電源Vccの供給は、前述した図1の回路と同様に、スイッチ13、更にスイッチ13の動作電圧を設定する動作電圧設定回路14によって制御されており、電
源Vccの電圧がPMOSトランジスタP2,P3のしきい値電圧Vthの和に寄生容量を加えた値、例えば1.6〔V〕になった時点で開始される。
従って、図3に示すように充電回路11の出力点Aの電圧レベルは、電源Vccが1.6〔V〕になった後、抵抗R1とコンデンサC1の時定数に応じて上昇していき、後で説明するが、クランプ回路16及びスイッチ13の動作によって所定時間後に電源Vccと同レベルになって安定する。
一方、C−MOSインバータ12は、その入力信号が"L"レベルの時、PMOSトランジスタP1がオン、NMOSトランジスタN1がオフになるが、PMOSトランジスタP1は、そのゲート電圧に対してソース電圧がしきい値Vthだけ高くなった場合に動作するため、ゲート電圧となる充電回路11に対してソース電圧となる電源Vccの電圧が例えば0.8〔V〕高くなったところで出力電圧を発生する。
即ち、図3に示すように、充電回路11の出力電圧Aは、当初0.4〔V〕であるため、これよりも電源Vccがしきい値電圧Vthの分だけ高い1.2〔V〕になった時点で、C−MOSインバータ12の出力点Bの電圧が上昇し始める。
このC−MOSインバータ12の出力電圧Bは、図3に示すように上昇を続け所定時間後に電源Vccと同レベルになり、これが"H"レベル、即ち本回路のリセット信号の出力となる。
その後、C−MOSインバータ12の出力電圧Bは、PMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のオンオフが反転するまで電源Vccと共に上昇を続けた後下降する。
In general, the threshold value of a MOS transistor is about 0.8 [V], but current starts to flow little by little from around 0.6 [V]. It demonstrated as 0.6 [V].
On the other hand, the threshold voltage of the C-MOS inverter 2 is, for example, about one-half of the power supply voltage. When the input portion, that is, the charging voltage of the charging circuit 1 is less than half of the power supply voltage, “L” Since the PMOS transistor P1 is on and the NMOS transistor N1 is off at the level, the output signal of the C-MOS inverter 2 is at the “H” level, and this is the reset signal.
Then, the charging voltage rises with time, and when this voltage becomes more than half of the power supply voltage, the input signal becomes “H” level, the PMOS transistor P1 is turned off, and the NMOS transistor N1 is turned on. Therefore, the output signal of the C-MOS inverter 2 is inverted to the “L” level and continues until the power is shut off.
As described above, after the output signal of the C-MOS inverter 2 is inverted to the “L” level, according to this circuit, the clamp circuit 6 composed of two stages of NMOS transistors N2 and N3 lowers the input voltage of the switch 3. By suppressing the voltage, the switch 3 is reliably maintained in the ON state, and the output voltage of the charging circuit 1 is maintained at the same level as the power source Vcc.
Accordingly, since the PMOS transistor P1 is not turned on, a through current of the C-MOS inverter 2 flowing from the power source Vcc can be prevented.
That is, when the voltage of the power supply Vcc increases, the two-stage NMOS transistors N2 and N3 in the clamp circuit 6 are turned on, so that the level of the input point of the switch 3 is the sum of the threshold voltages Vth of the NMOS transistors N2 and N3. Lower the power supply voltage by the amount.
Since the PMOS transistor P2 of the switch 3 operates when its gate voltage is lower than the power supply voltage by the threshold voltage Vth, the level of the gate of the PMOS transistor P2 is set by the two-stage NMOS transistors N2 and N3 as described above. It is low enough to make sure it is on. For this reason, the level between the switch 3 and the charging circuit 1 is the same level as the power supply voltage, and the level of the output point of the charging circuit 1 when charging is completed is also the same. Therefore, when the output of the charging circuit 1, that is, the input of the C-MOS inverter 2 is at "H" level, the PMOS transistor P1 of the C-MOS inverter 2 is not turned on, and no through current is generated.
Finally, when the power supply Vcc is shut off, the discharge circuit 5 operates to discharge the charge charged in the capacitor C1 in the charging circuit 1. As a result, the voltage level at the output point of the charging circuit 1 is sufficiently lowered, so that it is possible to prevent malfunction when the power supply Vcc is turned on again.
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably generate a reset signal regardless of whether the power supply rises or not, and to prevent a through current after charging.
Next, examples of the present invention will be described.
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention. The charging circuit 11, the C-MOS inverter 12, the switch 13, the operating voltage setting circuit 14, the discharging circuits 15, 17 and the clamp circuit 16 are shown in FIG. It is composed of
The charging circuit 11, the C-MOS inverter 12, and the clamp circuit 16 in the present embodiment are the same as the circuit described in FIG.
The switch 13 is composed of a PMOS transistor P2 connected between the power supply Vcc and the charging circuit 11, and a resistor R2 connected to the gate thereof, and an operating voltage for controlling the operating voltage of the switch 13 The setting circuit 14 includes a PMOS transistor P3, a resistor R2 positioned between the gate of the PMOS transistor P3 and the ground, a resistor R4 connected in series to the PMOS transistor P3, and a capacitor C2.
The discharge circuit 15 includes a PMOS transistor P4 connected between the input point of the charging circuit 11 and the ground point, and a resistor R5 connected between the gate and the power source Vcc.
Further, in this embodiment, in order to discharge the electric charge accumulated in the clamp circuit 16, the PMOS transistor P5 connected between the gate of the NMOS transistor N3 and the ground point, the gate of the PMOS transistor P5 and the power source Vcc. And a discharge circuit 17 comprising a resistor R6 connected between the two.
The operation of this circuit will be described with reference to the voltage graph of FIG.
FIG. 3 is a graph showing the voltage level of the power supply Vcc and the main points in the circuit of FIG. 2 as time elapses. The solid line indicates the power supply Vcc, the broken line indicates the output point A of the charging circuit 11, and The change of the input point C of the switch 13 is shown by the output point B of FIG.
In the circuit of this embodiment, when the power supply Vcc is first turned on, the voltage rises with a predetermined gradient as shown in FIG.
In this embodiment, a power supply of 2.5 [V] is used, and after reaching 2.5 [V], a stable state is obtained.
The supply of the power source Vcc to the charging circuit 11 is controlled by the switch 13 and the operating voltage setting circuit 14 for setting the operating voltage of the switch 13 as in the circuit of FIG. This is started when the sum of the threshold voltages Vth of the transistors P2 and P3 is added to the parasitic capacitance, for example, 1.6 [V].
Therefore, as shown in FIG. 3, the voltage level at the output point A of the charging circuit 11 rises according to the time constant of the resistor R1 and the capacitor C1 after the power source Vcc becomes 1.6 [V], As will be described later, the operation of the clamp circuit 16 and the switch 13 stabilizes at the same level as the power supply Vcc after a predetermined time.
On the other hand, when the input signal of the C-MOS inverter 12 is at "L" level, the PMOS transistor P1 is turned on and the NMOS transistor N1 is turned off, but the PMOS transistor P1 has a source voltage with respect to its gate voltage. Since the operation is performed when the threshold value Vth is increased, an output voltage is generated when the voltage of the power source Vcc serving as the source voltage becomes 0.8 [V] higher than the charging circuit 11 serving as the gate voltage.
That is, as shown in FIG. 3, since the output voltage A of the charging circuit 11 is initially 0.4 [V], the power supply Vcc is higher by 1.2 [V] than the threshold voltage Vth. At this point, the voltage at the output point B of the C-MOS inverter 12 starts to rise.
The output voltage B of the C-MOS inverter 12 continues to rise as shown in FIG. 3 and becomes the same level as the power supply Vcc after a predetermined time, and this becomes the "H" level, that is, the output of the reset signal of this circuit.
Thereafter, the output voltage B of the C-MOS inverter 12 continues to rise with the power supply Vcc until the on / off of the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N1 is inverted, and then falls.

C−MOSインバータ12の出力信号は、その入力信号がL"レベルから"H"レベルになったところで反転するが、電源Vccの2分の1を越えた時に"H"レベルとなる。
本実施例の場合、図3に示すように、電源Vccが2.0〔V〕の時に、充電回路11の出力電圧Aが1.0〔V〕を越えており、この時点でPMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のオンオフが切り替わり、C−MOSインバータ12の出力電圧Bが下降を始め、所定時間後に0〔V〕になる。
また、2段のNMOSトランジスタN2,N3とによって構成されるクランプ回路16は、スイッチ13の入力点Cのレベルを両トランジスタN1,N2のしきい値電圧Vthの和、例えば1.6〔V〕だけ電源Vccより低く抑える働きを有しており、充電回路12への充電が完了した後、スイッチ13の入力点Cの電圧レベルを十分に低い値、即ち0.9〔V〕になるようクランプしている。
従って、スイッチ13を構成するPMOSトランジスタP2は、確実にオン状態を維持することになり、図3に示すように、充電回路11の出力点Aのレベルを電源Vccのレベルと同等に維持する。
そのため、C−MOSインバータ12のPMOSトランジスタP1のゲート−ソース間の電位差がなく、これがオン状態になることはないため、C−MOSインバータ12の電源Vccからの貫通電流を確実に防止することができる。
また、電源Vccの遮断を行った場合、放電回路15、17が動作することにより、充電回路11におけるコンデンサC1に充電された電荷、及びクランプ回路16のNMOSトランジスタN3のゲートに蓄積された電荷をそれぞれ放電することができる。
このことによって、再度電源Vccを投入した際に各点の電圧レベルが十分低くなっているため、誤動作を防止することが可能となっている。
尚、図3からも明らかなように、充電回路11の出力点Aのレベル及びスイッチ13の入力点Cのレベルは、放電回路15、17におけるPMOSトランジスタP4、P5に所定の動作電圧が必要なことから一定の電位が残るが、正確な動作を行うための電位まで十分に放電されているため、何ら問題はない。
また、動作電圧設定回路14には、PMOSトランジスタP3のドレインと接地点との間に抵抗R4及びコンデンサC2とが直列接続されているが、これはクランプ回路16の出力点CからPMOSトランジスタP3を抜ける定常電流を防止するために備えたものである。
以上説明したとおり、本実施例のパワーオンリセット回路によれば、充電回路11の抵抗R1及びコンデンサC1の値を大きくしなくとも、充電回路11の充電が開始される前にC−MOSインバータ12が動作するため、この動作開始時に確実に"H"レベル(リセット信号)を出力することができる。
そのため、抵抗R1及びコンデンサC1に小型のものを使用することが可能になるため、本回路の半導体装置への内蔵が実現する。
また、電源Vccから流れるC−MOSインバータ12の貫通電流も確実に防止できるため、消費電力を抑制でき、携帯電話等の低消費電力化が要求される用途に好適である。
本実施例では、動作電圧設定回路14のPMOSトランジスタP3及びスイッチ13のPMOSトランジスタP2にて充電回路11の充電開始電圧を制御しているが、動作電圧設定回路14に例えばNMOSトランジスタを追加することにより、充電開始電圧をそのしきい値電圧Vthの分、更に高めることができる。
この場合、NMOSトランジスタは、ドレインとゲートをクランプ回路16の出力点Cに、ソースをPMOSトランジスタP3のソースに接続する。
また、スイッチ13や動作電圧設定回路14、及び放電回路15,17を構成するPMOSトランジスタP2〜P5は、PNP型のパイポーラトランジスタに置き換えることも可能であり、同様な作用が期待できる。
更に、クランプ回路16では2段のNMOSトランジスタN2,N3を使用しているが、2段のPMOSトランジスタを使用しても同様な効果を得られる。
この場合、1段目のPMOSトランジスタのソースを電源Vccに接続して、ゲートとドレインを短絡させ2段目のPMOSトランジスタのソースに接続すると共に、ゲートは放電回路17のPMOSトランジスタP5のソースに接続し、2段目のPMOSトランジスタのゲートとドレインを短絡して、これをスイッチ13及び電圧設定回路14に接続して構成する。
図4は、比較的電圧の高い電源Vccを用いる場合に好適な第2の発明の実施例を説明するための回路図である。
本実施例のパワーオンリセット回路は、充電回路21と、充電回路21の出力信号を反転するC−MOSインバータ22と、C−MOSインバータ22の出力信号の電圧レベル を変換するレべルシフト回路24と、充電回路21に蓄積された電荷を、電源Vccの遮断後に、放電させるための放電回路25とから構成されている。
また、特に図示していないが、論理整合をとるため、或いはバッファとして、更にC−MOSインバータやスルー回路を設けることがある。
充電回路21は、電源Vcc側に接続される2段のNMOSトランジスタN7,N8と、抵抗R6及びコンデンサC3の直列回路により構成され、電源Vccが、その投入後に所定の電圧に達した時点で、コンデンサC3での充電が開始されるものである。
C−MOSインバータ22は、PMOSトランジスタP8とNMOSトランジスタN6から構成され、PMOSトランジスタP8のソース電極が、充電回路21のNMOSトランジスタN6と抵抗R6との間に接続されることで、高電位電源を低くしている。
レベルシフト回路24は、C−MOSインバータ22の出力信号が入力されるNMOSトランジスタN5及び充電回路21の出力信号が入力されるNMOSトランジスタN4、NMOSトランジスタN5と電源Vccとの間に接続されるPMOSトランジスタP7及びNMOSトランジスタN4と電源Vccとの間に接続されるPMOSトランジスタP6とからなり、PMOSトランジスタP7のゲート電極がPMOSトランジスタP6のドレイン電極に、PMOSトランジスタP6のゲート電極がPMOSトランジスタP7のドレイン電極にそれぞれ接続され、PMOSトランジスタP6とNMOSトランジスタN4との間の点を出力信号としている。
また、放電回路25は、ソース電極が充電回路21の出力点に接続されるPMOSトランジスタP9と、PMOSトランジスタP9のゲート電極と電源Vccとの間に接続される抵抗R7とから構成されている。
以上のような構成のパワーオンリセット回路の動作を図5の電圧グラフを参照しながら説明する。
図5は、図4の回路における電源Vcc及び主要点の電圧レベルを時間経過に従って示したグラフであり、太実線で電源Vcc、破線で充電回路21の出力点A、実線で充電回路21のNMOSトランジスタN8と抵抗R6の間のレベルB,点線でC−MOSインバータ22の出力点C,一点鎖線でレベルシフト回路24、即ち本パワーオンリセット回路の出力点Dの変化を示している。
尚、図5において、実際には各点の電圧レベルに重なる部分が存在するが、理解を容易にするために、僅かにずらして示している。本実施例の回路において、まず電源Vccを投入すると、図5に示すように、所定の勾配で電圧が上昇していく。
本実施例では5.0〔V〕の電源を使用しており、5.0〔V〕になった後は安定した状態となる。
充電回路21への電源Vccの供給開始は、2段のNMOSトランジスタN7,N8により規定されており、これらのしきい値電圧Vthの和、例えば1.2[V]にコンデンサC3の寄生容量、例えば0.4[V]を加えた電圧に電源Vccが上昇した時点で開始される。
従って、図5に示すように充電回路21の出力点Aの電圧レベルは、電源Vccが1.6〔V〕になった後、抵抗R6とコンデンサC3の時定数に応じて上昇していき、電源Vccの電圧レベルに対して、1.2[V]低い値で安定する。
また、次段のC−MOSインバータ22の高電位電源となるNMOSトランジスタN8と抵抗R6の間Bのレベルは、出力点Aと同様、1.6[V]付近から電源Vccの電圧上昇に比例して上昇を始め、電源Vccの電圧レベルに対して、1.2[V]低い値で安定する。
次に、C−MOSインバータ22は、充電回路21から信号が出力された時点(当初"L"レベル)では、PMOSトランジスタP8がオン、NMOSトランジスタN6がオフになるため、出力点Cは、"H"レベル、即ち高電位電源となるB点と同じ電圧に急上昇する。
その後、C−MOSインバータ22を構成するPMOSトランジスタP8とNMOSトランジスタN6のオンオフ状態が反転するまでB点レベルと共に上昇を続けた後下降する。
C−MOSインバータ22の出力信号は、その入力信号が"L"レベルから"H"レベルになったところで反転するが、B点の電圧の2分の1を越えた時に"H"レベルとなる。
本実施例の場合、図5に示すように、B点の電圧が3.8〔V〕の時に、充電回路21の出力電圧Aが1.9〔V〕を越えており、この時点でPMOSトランジスタP8とNM
OSトランジスタN6のオンオフが切り替わり、C−MOSインバータ22の出力電圧Cが下降を始め、所定時間後に0〔V〕になる。
最後に、レベルシフト回路24は、接地電位から3.8[V]までの振幅であるC−MOSインバータ22の出力Cのレベルを電源電圧Vccまでの振幅にレベルシフトするもので、動作は次の通りである。
まず、充電回路21における充電の開始前、即ち電源Vccが1.6[V]付近までは、出力点Cと同様、レベルシフト回路24の出力点Dは、0[V]で、電源Vccが1.6[V]を越えたところから電圧の上昇が始まり、電源Vccのレベルまで急峻に立ち上がる。その後、電源Vccに対応して上昇を続け、C−MOSインバータ22の出力点Cの信号が反転すると同時に下降する。即ち、レベルシフト回路24の出力点Dの電圧上昇開始直後は、レベルシフト回路24のNMOSトランジスタN5のゲート電極へ入力される信号は"H"レベルでオン状態、NMOSトランジスタN4のゲート電極に入力される信号は"L"レベルでオフ状態となっている。
従って、PMOSトランジスタP6のゲート電極の電位は、0[V]となり、PMOSトランジスタP6は、オン状態になって出力信号Dは"H"レベルとなる。この信号Dの"H"レベル出力が図5に示すようにリセット信号となる。この時、PMOSトランジスタP7のゲート電極には"H"レベルが入力され、PMOSトランジスタP7はオフ状態になっている。この状態は、C−MOSインバータ22へ入力される信号Aの論理が反転するまで継続する。即ち、充電電圧の増加に伴い、信号Aが"L"レベルから"H"レベルに変わると、その出力信号Cは、"H"レベルから"L"レベルに変わって、レベルシフト回路24のNMOSトランジスタN5はオフ、NMOSトランジスタN4はオン状態となり、出力信号Dは"L"レベルとなり、リセット信号の出力は、解除される。
因みにこの時、PMOSトランジスタP7のゲート電極への入力信号は、"L"レベルで、オン、PMOSトランジスタP6のゲート電極への入力信号は、"H"レベルで、オフ状態になっている。
最後に、電源Vccの遮断を行った場合、放電回路25が動作して、充電回路21におけるコンデンサC3に充電された電荷を放電する。このことによって、充電回路21の出力点の電圧レベルが十分に下がるため、再度電源Vccを投入した際の誤動作を防止することが可能となっている。
本実施例によれば、充電回路21の出力信号によって、制御されるC−MOSインバータ22のPMOSトランジスタP8のソース電極がB点に接続されて、高電位電源のレベルを落としているため、充電完了後において、PMOSトランジスタP8がオンすることによる貫通電流の発生を防止することができる。
つまり、充電回路21のコンデンサC3への充電が完了した時、C−MOSインバータ22に入力される信号Aと、その高電位電源Bの電位は、同じとなっており、PMOSトランジスタP8のゲート電極とソース電極との間に電位差を生じることはないため、PMOSトランジスタP8がオンすることはない。
しかしながら、C−MOSインバータ22の出力信号Cは、高電位電源が低いことから電圧振幅が小さくなる。
The output signal of the C-MOS inverter 12 is inverted when the input signal is changed from the L level to the H level, but becomes the H level when it exceeds a half of the power supply Vcc.
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 3, when the power supply Vcc is 2.0 [V], the output voltage A of the charging circuit 11 exceeds 1.0 [V], and at this time, the PMOS transistor P1 The NMOS transistor N1 is turned on and off, and the output voltage B of the C-MOS inverter 12 starts to decrease and becomes 0 [V] after a predetermined time.
The clamp circuit 16 constituted by two stages of NMOS transistors N2 and N3 determines the level of the input point C of the switch 13 as the sum of threshold voltages Vth of both transistors N1 and N2, for example 1.6 [V]. Only after the charging of the charging circuit 12 is completed, the voltage level of the input point C of the switch 13 is clamped to a sufficiently low value, that is, 0.9 [V]. doing.
Therefore, the PMOS transistor P2 constituting the switch 13 is surely maintained in the ON state, and the level of the output point A of the charging circuit 11 is maintained equal to the level of the power supply Vcc as shown in FIG.
For this reason, there is no potential difference between the gate and the source of the PMOS transistor P1 of the C-MOS inverter 12, and this does not turn on, so that a through current from the power source Vcc of the C-MOS inverter 12 can be reliably prevented. it can.
Further, when the power supply Vcc is shut off, the discharge circuits 15 and 17 operate to charge the capacitor C1 in the charging circuit 11 and the charge accumulated in the gate of the NMOS transistor N3 in the clamp circuit 16. Each can be discharged.
As a result, when the power supply Vcc is turned on again, the voltage level at each point is sufficiently low, so that malfunction can be prevented.
As is clear from FIG. 3, the level of the output point A of the charging circuit 11 and the level of the input point C of the switch 13 require a predetermined operating voltage for the PMOS transistors P4 and P5 in the discharge circuits 15 and 17. Therefore, although a constant potential remains, there is no problem because the potential has been sufficiently discharged up to the correct operation.
In the operating voltage setting circuit 14, a resistor R4 and a capacitor C2 are connected in series between the drain of the PMOS transistor P3 and the ground point. This is because the PMOS transistor P3 is connected from the output point C of the clamp circuit 16. This is provided to prevent a steady current from escaping.
As described above, according to the power-on reset circuit of the present embodiment, the C-MOS inverter 12 is charged before the charging of the charging circuit 11 is started without increasing the values of the resistor R1 and the capacitor C1 of the charging circuit 11. Therefore, the “H” level (reset signal) can be reliably output at the start of this operation.
Therefore, it is possible to use a small resistor R1 and capacitor C1, so that this circuit can be built in a semiconductor device.
In addition, since the through current of the C-MOS inverter 12 flowing from the power source Vcc can be surely prevented, the power consumption can be suppressed, which is suitable for applications that require low power consumption such as a mobile phone.
In this embodiment, the charging start voltage of the charging circuit 11 is controlled by the PMOS transistor P3 of the operating voltage setting circuit 14 and the PMOS transistor P2 of the switch 13. However, for example, an NMOS transistor is added to the operating voltage setting circuit 14. Thus, the charging start voltage can be further increased by the threshold voltage Vth.
In this case, the NMOS transistor has a drain and a gate connected to the output point C of the clamp circuit 16 and a source connected to the source of the PMOS transistor P3.
Further, the PMOS transistors P2 to P5 constituting the switch 13, the operating voltage setting circuit 14, and the discharge circuits 15 and 17 can be replaced with PNP-type bipolar transistors, and the same action can be expected.
Further, although the clamp circuit 16 uses two stages of NMOS transistors N2 and N3, the same effect can be obtained by using two stages of PMOS transistors.
In this case, the source of the first-stage PMOS transistor is connected to the power supply Vcc, the gate and drain are short-circuited and connected to the source of the second-stage PMOS transistor, and the gate is connected to the source of the PMOS transistor P5 of the discharge circuit 17. The gate and drain of the second stage PMOS transistor are short-circuited and connected to the switch 13 and the voltage setting circuit 14.
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the second invention suitable for use of a power supply Vcc having a relatively high voltage.
The power-on reset circuit of this embodiment includes a charging circuit 21, a C-MOS inverter 22 that inverts the output signal of the charging circuit 21, and a level shift circuit 24 that converts the voltage level of the output signal of the C-MOS inverter 22. And a discharge circuit 25 for discharging the charge accumulated in the charging circuit 21 after the power supply Vcc is shut off.
Although not particularly shown, a C-MOS inverter or a through circuit may be further provided for logical matching or as a buffer.
The charging circuit 21 is constituted by a series circuit of two-stage NMOS transistors N7 and N8 connected to the power supply Vcc side, a resistor R6 and a capacitor C3, and when the power supply Vcc reaches a predetermined voltage after being turned on, Charging with the capacitor C3 is started.
The C-MOS inverter 22 includes a PMOS transistor P8 and an NMOS transistor N6. The source electrode of the PMOS transistor P8 is connected between the NMOS transistor N6 of the charging circuit 21 and the resistor R6, so that a high-potential power source can be used. It is low.
The level shift circuit 24 includes an NMOS transistor N5 to which the output signal of the C-MOS inverter 22 is input, an NMOS transistor N4 to which the output signal of the charging circuit 21 is input, and a PMOS connected between the NMOS transistor N5 and the power source Vcc. The gate electrode of the PMOS transistor P7 is the drain electrode of the PMOS transistor P6, and the gate electrode of the PMOS transistor P6 is the drain of the PMOS transistor P7. Each point is connected to an electrode, and a point between the PMOS transistor P6 and the NMOS transistor N4 is used as an output signal.
The discharge circuit 25 includes a PMOS transistor P9 whose source electrode is connected to the output point of the charging circuit 21, and a resistor R7 connected between the gate electrode of the PMOS transistor P9 and the power source Vcc.
The operation of the power-on reset circuit having the above configuration will be described with reference to the voltage graph of FIG.
FIG. 5 is a graph showing the voltage level of the power source Vcc and the main points in the circuit of FIG. 4 as time elapses. The power source Vcc is indicated by a thick solid line, the output point A of the charging circuit 21 is indicated by a broken line, The level B between the transistor N8 and the resistor R6, the dotted line indicates the output point C of the C-MOS inverter 22, and the alternate long and short dash line indicates the change in the level shift circuit 24, that is, the output point D of the power-on reset circuit.
In FIG. 5, there are actually portions that overlap the voltage levels at each point, but are shown slightly shifted for easy understanding. In the circuit of this embodiment, when the power supply Vcc is first turned on, the voltage rises with a predetermined gradient as shown in FIG.
In this embodiment, a power supply of 5.0 [V] is used, and after reaching 5.0 [V], a stable state is obtained.
The supply start of the power source Vcc to the charging circuit 21 is defined by the two-stage NMOS transistors N7 and N8. The sum of these threshold voltages Vth, for example, 1.2 [V], the parasitic capacitance of the capacitor C3, For example, it starts when the power supply Vcc rises to a voltage obtained by adding 0.4 [V].
Therefore, as shown in FIG. 5, the voltage level at the output point A of the charging circuit 21 rises according to the time constant of the resistor R6 and the capacitor C3 after the power source Vcc becomes 1.6 [V], It stabilizes at a value 1.2 [V] lower than the voltage level of the power supply Vcc.
The level between the NMOS transistor N8 and the resistor R6 serving as the high potential power supply for the C-MOS inverter 22 in the next stage is proportional to the voltage rise of the power supply Vcc from around 1.6 [V], similar to the output point A. Then, the voltage starts to rise and stabilizes at a value 1.2 [V] lower than the voltage level of the power supply Vcc.
Next, when the signal is output from the charging circuit 21 (initially “L” level), the C-MOS inverter 22 turns on the PMOS transistor P8 and turns off the NMOS transistor N6. The voltage rapidly rises to the H "level, that is, the same voltage as point B serving as a high potential power source.
After that, it continues to rise with the B point level until the on / off state of the PMOS transistor P8 and NMOS transistor N6 constituting the C-MOS inverter 22 is inverted, and then falls.
The output signal of the C-MOS inverter 22 is inverted when the input signal changes from the “L” level to the “H” level, but becomes “H” level when the voltage exceeds half of the voltage at the point B. .
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 5, when the voltage at the point B is 3.8 [V], the output voltage A of the charging circuit 21 exceeds 1.9 [V]. Transistor P8 and NM
The on / off state of the OS transistor N6 is switched, and the output voltage C of the C-MOS inverter 22 starts to decrease and becomes 0 [V] after a predetermined time.
Finally, the level shift circuit 24 shifts the level of the output C of the C-MOS inverter 22 having an amplitude from the ground potential to 3.8 [V] to an amplitude up to the power supply voltage Vcc. It is as follows.
First, before the start of charging in the charging circuit 21, that is, until the power source Vcc is near 1.6 [V], the output point D of the level shift circuit 24 is 0 [V] and the power source Vcc is the same as the output point C. The voltage starts to rise when the voltage exceeds 1.6 [V] and rises steeply to the level of the power supply Vcc. Thereafter, it continues to rise corresponding to the power supply Vcc, and falls simultaneously with the inversion of the signal at the output point C of the C-MOS inverter 22. That is, immediately after the start of voltage increase at the output point D of the level shift circuit 24, the signal input to the gate electrode of the NMOS transistor N5 of the level shift circuit 24 is turned on at "H" level and input to the gate electrode of the NMOS transistor N4. The signal to be turned off is “L” level.
Accordingly, the potential of the gate electrode of the PMOS transistor P6 becomes 0 [V], the PMOS transistor P6 is turned on, and the output signal D becomes “H” level. The “H” level output of the signal D becomes a reset signal as shown in FIG. At this time, the “H” level is input to the gate electrode of the PMOS transistor P7, and the PMOS transistor P7 is in the OFF state. This state continues until the logic of the signal A input to the C-MOS inverter 22 is inverted. That is, when the signal A changes from the “L” level to the “H” level as the charging voltage increases, the output signal C changes from the “H” level to the “L” level, and the NMOS of the level shift circuit 24. The transistor N5 is turned off, the NMOS transistor N4 is turned on, the output signal D becomes “L” level, and the output of the reset signal is released.
Incidentally, at this time, the input signal to the gate electrode of the PMOS transistor P7 is “L” level and turned on, and the input signal to the gate electrode of the PMOS transistor P6 is “H” level and turned off.
Finally, when the power supply Vcc is shut off, the discharge circuit 25 operates to discharge the charge charged in the capacitor C3 in the charging circuit 21. As a result, the voltage level at the output point of the charging circuit 21 is sufficiently lowered, so that it is possible to prevent malfunction when the power supply Vcc is turned on again.
According to the present embodiment, since the source electrode of the PMOS transistor P8 of the C-MOS inverter 22 to be controlled is connected to the point B by the output signal of the charging circuit 21, the level of the high potential power supply is lowered. After completion, it is possible to prevent generation of a through current due to the PMOS transistor P8 being turned on.
That is, when the charging of the capacitor C3 of the charging circuit 21 is completed, the signal A input to the C-MOS inverter 22 and the potential of the high potential power supply B are the same, and the gate electrode of the PMOS transistor P8 Since there is no potential difference between the source electrode and the source electrode, the PMOS transistor P8 is not turned on.
However, the output signal C of the C-MOS inverter 22 has a small voltage amplitude because the high potential power supply is low.

そのため、例えば次段に更にインバータを有するような回路の場合、インバータへ入力される"H"レベルの電圧が低くなり、インバータを構成するトランジスタの誤動作によ り不要な電流が流れることが発生する。   For this reason, for example, in the case of a circuit having an inverter in the next stage, the “H” level voltage input to the inverter becomes low, and an unnecessary current flows due to a malfunction of a transistor constituting the inverter. .

以上のような電圧振幅が低いことによる誤動作の発生を防止するために、電圧の振幅を大きくするレベルシフト回路24を備えている。
以上説明した本発明のパワーオンリセット回路によれば、電源電圧が所定の値に立ち上がった後、充電回路への充電が開始されるため、電源Vccの立ち上がりの緩急に関係なく、確実にリセット信号を発生させることができる。そのため、充電回路を構成する抵抗及びコンデンサの値を特に大きくする必要がなく、半導体装置への内蔵が可能になる。
また、クランプ回路がスイッチを制御することによって、充電完了後に電源から流れるC−MOSインバータの貫通電流を防止することができるため、消費電力を抑えることができる。
In order to prevent the malfunction caused by the low voltage amplitude as described above, the level shift circuit 24 for increasing the voltage amplitude is provided.
According to the power-on reset circuit of the present invention described above, charging to the charging circuit is started after the power supply voltage has risen to a predetermined value, so that the reset signal can be reliably transmitted regardless of the rise and fall of the power supply Vcc. Can be generated. For this reason, it is not necessary to particularly increase the values of the resistor and the capacitor constituting the charging circuit, and the semiconductor device can be embedded.
In addition, since the clamp circuit controls the switch, it is possible to prevent a through current of the C-MOS inverter flowing from the power source after the completion of charging, so that power consumption can be suppressed.


第1の発明の原理を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the principle of 1st invention. 第1の発明の実施例を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the Example of 1st invention. 第1の発明の実施例における電圧レベルの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the voltage level in the Example of 1st invention. 第2の発明の実施例を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the Example of 2nd invention. 第2の発明の実施例における電圧レベルの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the voltage level in the Example of 2nd invention. 従来のパワーオンリセット回路(1)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional power-on reset circuit (1). 従来のパワーオンリセット回路(2)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional power-on reset circuit (2).

Claims (2)

電源投入時にリセット信号を発生させることで、回路の初期設定を行うパワーオンリセット回路において、
抵抗とコンデンサ、及び電源側に位置して、前記コンデンサの充電開始電圧を規定するトランジスタが直列接続される充電回路と、
該充電回路の出力信号を入力すると共に、前記充電回路 におけるトランジスタと抵抗との間の点と、接地電極との間 に接続されるC−MOSインバータと、
該C−MOSインバータの出力信号の電圧レベルを上昇させるレベルシフト回路と、
電源の遮断後に前記充電回路の放電を行う放電回路と
を備えることを特徴とするパワーオンリセット回路。
In a power-on reset circuit that initializes the circuit by generating a reset signal when the power is turned on,
A resistor, a capacitor, and a charging circuit, which is located on the power source side, and in which a transistor that defines a charging start voltage of the capacitor is connected in series;
An input signal of the charging circuit, and a C-MOS inverter connected between a point between the transistor and the resistor in the charging circuit and a ground electrode;
A level shift circuit for raising the voltage level of the output signal of the C-MOS inverter;
A power-on reset circuit comprising: a discharge circuit that discharges the charging circuit after power is shut off.
前記レベルシフト回路は、
前記C−MOSインバータの出力信号が入力されるNMOSトランジスタと、
前記充電回路の出力信号が入力されるNMOSトランジスタと、
前記NMOSトランジスタと電源Vccとの間に接続されるPMOSトランジスタと、
前記NMOSトランジスタと電源Vccとの間に接続されるPMOSトランジスタと
から構成され、
前記PMOSトランジスタのゲート電極が前記PMOSトランジスタのドレイン電極に、前記PMOSトランジスタのゲート電極が前記PMOSトランジスタのドレイン電極にそれぞれ接続され、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとの間を出力端子としていること
を特徴とする請求項1記載のパワーオンリセット回路。

The level shift circuit includes:
An NMOS transistor to which an output signal of the C-MOS inverter is input;
An NMOS transistor to which an output signal of the charging circuit is input;
A PMOS transistor connected between the NMOS transistor and a power source Vcc;
A PMOS transistor connected between the NMOS transistor and a power source Vcc;
The gate electrode of the PMOS transistor is connected to the drain electrode of the PMOS transistor, the gate electrode of the PMOS transistor is connected to the drain electrode of the PMOS transistor, and the output terminal is between the PMOS transistor and the NMOS transistor. The power-on reset circuit according to claim 1.

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