JP2009065499A - Power-on reset circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体集積回路のパワーオンリセット回路、すなわち、電源立ち上げ時に論理回路等を初期化するためのリセット信号を生成・出力する回路に関する。 The present invention relates to a power-on reset circuit for a semiconductor integrated circuit, that is, a circuit that generates and outputs a reset signal for initializing a logic circuit or the like when a power supply is turned on.
論理集積回路等の半導体集積回路では、電源立ち上げ時の誤動作を防止するために、パワーオンリセット回路が設けられる。パワーオンリセット回路は、電源立ち上げ時に、リセット回路を自動的に生成する回路である。 In a semiconductor integrated circuit such as a logic integrated circuit, a power-on reset circuit is provided in order to prevent a malfunction at power-on. The power-on reset circuit is a circuit that automatically generates a reset circuit when the power is turned on.
図5のパワーオンリセット回路500は、直列接続された抵抗素子511,512と、これら抵抗素子の接続点(すなわちノードNa)に直列接続されたインバータ521〜524と、キャパシタ531とを有する。抵抗素子511,512の抵抗比は、電源電圧VDDが完全に立ち上がったときに、ノードNaの電圧がインバータ521〜524の動作しきい値よりも低くなるように設定される。但し、電源電圧VDDが上昇を開始した直後は、インバータ521〜524の動作しきい値は非常に低く、このためにインバータ521の入力はハイレベルになるので、インバータ524の出力PORもハイレベルになる。その後、電源電圧VDDの上昇に伴って、インバータ524のハイレベル電圧が上昇する。そして、電源電圧VDDがさらに上昇してノードNaの電圧よりも動作しきい値の方が高くなると、インバータ521の入力がローレベルになるのでインバータ524の出力PORもローレベルに反転する。このようにして、リセット信号PORが生成される。キャパシタ531は、ノードNaの電圧上昇速度を抑えるために設けられる。
The power-on
図6のパワーオンリセット回路600は、ソースが電源ラインGNDに接続されたnMOSトランジスタ611と、該nMOSトランジスタ611のゲート、ドレインと電源電圧VDDとの間に設けられた抵抗素子621,622と、該nMOSトランジスタ611のドレインに直列接続されたインバータ631〜634とを有する。電源電圧VDDが上昇を開始したとき、トランジスタ611はオフしており、したがって、ノードNbの電圧は電源電圧VDDの上昇に伴って上昇する。図5の場合と同様、電源電圧VDDの上昇開始時には、インバータ631〜634の動作しきい値が低いので、インバータ631の入力はハイレベルになり、このため、インバータ634の出力PORもハイレベルになる。その後、電源電圧VDDの上昇によってトランジスタ611のゲート電圧が上昇し、このトランジスタ611がオンする。これにより、ノードNbの電圧が下降してインバータ631の入力がローレベルになり、したがって、インバータ634の出力もローレベルに反転する。このようにして、リセット信号PORが生成される。
The power-on
また、従来のパワーオンリセット回路として、発振回路を用いたものが知られている。発振回路を用いるパワーオンリセット回路としては、集積回路外部の発振回路を用いるもの(例えば下記特許文献1参照)と、内部に発振回路を設けるもの(例えば下記特許文献2〜4参照)とがある。
A conventional power-on reset circuit using an oscillation circuit is known. As a power-on reset circuit using an oscillation circuit, there are a circuit using an oscillation circuit outside an integrated circuit (for example, see
図7は内部の発振回路を用いる例であり、また、図8は外部の発振回路を用いる例である。図7のパワーオンリセット回路700では、電源が立ち上がると、発振器701および検出回路702が動作を開始する。一方、図8のパワーオンリセット回路800においては、集積回路の電源が立ち上がると、検出回路802が、発振器801の発振周波数等を利用してリセット信号PORを生成する。
図5のパワーオンリセット回路500には、電源電圧VDDの立ち上がりが急峻な場合に、安定してリセット信号を生成することができないという欠点がある。このため、パワーオンリセット回路500では、キャパシタ531を設けて立ち上がり速度を遅らせているが、この方法にも限界があり、十分な安定性を得ることは困難である。また、抵抗素子511,512に流れる電流を増やすと反応速度が向上するが、消費電流が増えることなどの欠点が生じる。
The power-on
図6のパワーオンリセット回路600も、パワーオンリセット回路500と同様、電源電圧VDDの立ち上がりが急峻な場合に、安定してリセット信号を生成することができないという欠点がある。さらに、パワーオンリセット回路600では、オフセット信号のハイレベル電圧を十分に高くすることが困難であるという欠点がある。
Similarly to the power-on
これに対して、図7、図8のパワーオンリセット回路700,800では、電源電圧VDDの急峻な上昇にも対応することができ、また、リセット信号のハイレベル電圧を高くすることも容易である。
On the other hand, the power-on
しかしながら、図7のように内部に発振回路を設ける場合、電源電圧VDDの立ち上がりが緩やかな場合に、十分に安定なリセット信号を生成することが困難である。リセットされる回路の電源電位VDDが十分に上昇する前に、リセット信号が生成されてしまうからである。 However, when an oscillation circuit is provided inside as shown in FIG. 7, it is difficult to generate a sufficiently stable reset signal when the rise of the power supply voltage VDD is gradual. This is because the reset signal is generated before the power supply potential VDD of the circuit to be reset rises sufficiently.
一方、図8のように外部の水晶発振器を使用する場合には、電源電圧VDDの立ち上がりが緩やかな場合でも安定してリセット動作を行うことが容易である。しかし、水晶発振器は高価であるため、他の回路が水晶発振器を使用する必要がない場合に図8の技術を採用することは困難である。 On the other hand, when an external crystal oscillator is used as shown in FIG. 8, it is easy to perform a stable reset operation even when the rise of the power supply voltage VDD is gradual. However, since the crystal oscillator is expensive, it is difficult to adopt the technique of FIG. 8 when other circuits do not need to use the crystal oscillator.
この発明の課題は、電源電圧立ち上がりの緩急に拘わらず安定してリセット信号を生成することができるパワーオンリセット回路を提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a power-on reset circuit capable of stably generating a reset signal regardless of whether the power supply voltage rises or not.
この発明は、異なる電圧を供給する第1、第2電源ラインを有し、電源立ち上げ時に第1、第2電源ライン間の電圧変化を利用してリセット信号を生成するパワーオンリセット回路に関する。 The present invention relates to a power-on reset circuit having first and second power supply lines for supplying different voltages and generating a reset signal by using a voltage change between the first and second power supply lines when the power is turned on.
そして、第1、第2電源ライン間の電圧が所定値まで達したときに発振信号の出力を開始する発振信号生成回路と、発振信号生成回路が出力した発振信号を用いて電荷を蓄積し、蓄積電荷が与える電圧を発振検出信号として出力する発振検出回路と、発振検出信号の値が所定電圧値に達したときに出力を反転させることによりリセット信号を生成するリセット信号生成回路とを有する。 An oscillation signal generation circuit that starts outputting an oscillation signal when the voltage between the first and second power supply lines reaches a predetermined value, and accumulates electric charge using the oscillation signal output by the oscillation signal generation circuit, An oscillation detection circuit that outputs a voltage provided by the accumulated charge as an oscillation detection signal, and a reset signal generation circuit that generates a reset signal by inverting the output when the value of the oscillation detection signal reaches a predetermined voltage value.
この発明によれば、発振信号を用いて電荷を蓄積し、蓄積電荷の与える電圧が所定電圧値に達したときに出力を反転させることによりリセット信号を生成するので、電圧立ち上がりが急峻な場合でも、安定したリセット信号を生成することができる。 According to the present invention, the charge is accumulated using the oscillation signal, and the reset signal is generated by inverting the output when the voltage given by the accumulated charge reaches a predetermined voltage value. Therefore, even when the voltage rise is steep. A stable reset signal can be generated.
加えて、この発明によれば、第1、第2電源ライン間の電圧が所定値に達するまで発振信号の出力を開始しないので、第1電源ラインの電圧立ち上がりの緩やかな場合でも、安定したリセット信号を生成することができる。 In addition, according to the present invention, since the output of the oscillation signal is not started until the voltage between the first and second power supply lines reaches a predetermined value, stable resetting is possible even when the voltage rise of the first power supply line is slow. A signal can be generated.
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。
<第1の実施形態>
この発明の第1の実施形態に係るパワーオンリセット回路について、図1を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the size, shape, and arrangement relationship of each component are shown only schematically to the extent that the present invention can be understood, and the numerical conditions described below are merely examples. .
<First Embodiment>
A power-on reset circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、第1の実施形態に係るパワーオンリセット回路の構成を示す回路図である。図1に示したように、この実施形態に係るパワーオンリセット回路100は、発振信号生成回路110と、発振検出回路120と、リセット信号生成回路130とを備える。これらの回路110,120,130は、電源ラインVDD,GNDに接続され、電源立ち上げ時に電源ラインVDD,GND間の電圧変化を利用してリセット信号PORを生成する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power-on reset circuit according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the power-on
発振信号生成回路110は、電源ラインVDD,GND間の電圧が所定値まで達したときに、発振信号の出力を開始する。このために、発振信号生成回路110は、CR発振回路111と、インバータINV1とを備える。
The oscillation
CR発振回路111は、直列接続された5個のインバータ111a〜111eを有するゲート列と、インバータ111aの出力端と該インバータ111aの入力端との間に接続された抵抗素子R1(例えば500kΩ)と、インバータ111cの出力端とインバータ111aの入力端との間に接続されたキャパシタC1(例えば1pF)とを備える。さらに、インバータ111a,111b間には、スイッチ回路としてのNORゲートSW1が設けられている。NORゲートSW1は、停止信号STOPがローレベルのときはインバータ111aの出力を反転し、停止信号STOPがハイレベルのときはインバータ111aの出力をローレベルに固定する。
The
インバータINV1は、pMOSトランジスタT1と、nMOSトランジスタT2と、ダイオードD1とを備える。さらに、インバータINV1は、スイッチ回路としてのpMOSトランジスタSW2およびnMOSトランジスタSW3を備える。pMOSトランジスタT1は、CR発振回路111の出力(すなわち、インバータ111eの出力端)にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタSW2を介して電源ラインVDDにソースが接続されている。nMOSトランジスタT2は、CR発振回路111の出力にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT1のドレインにドレインが接続されている。ダイオードD1は、nMOSトランジスタT2のソースにアノードが接続され、且つ、カソードが電源ラインGNDに接続されている。この実施形態では、ダイオードD1として、ダイオード接続のnMOSトランジスタを使用した。pMOSトランジスタSW2は、電源ラインVDDにソースが接続され、pMOSトランジスタT1のソースにドレインが接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。nMOSトランジスタSW3は、pMOSトランジスタT1のドレインにドレインが接続され、ソースが電源ラインGNDに接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。pMOSトランジスタT1のドレイン電圧は、発振信号生成回路110の出力信号、すなわち発振信号OSCになる。
The inverter INV1 includes a pMOS transistor T1, an nMOS transistor T2, and a diode D1. Further, the inverter INV1 includes a pMOS transistor SW2 and an nMOS transistor SW3 as switch circuits. In the pMOS transistor T1, the gate is connected to the output of the CR oscillation circuit 111 (that is, the output terminal of the inverter 111e), and the source is connected to the power supply line VDD via the pMOS transistor SW2. The nMOS transistor T2 has a gate connected to the output of the
発振検出回路120は、発振信号生成回路110が出力した発振信号OSCを用いて電荷を蓄積し、この蓄積電荷が与える電圧を発振検出信号SDとして出力する。このために、発振検出回路120は、pMOSトランジスタT5と、キャパシタC2とを備える。
The
pMOSトランジスタT5は、pMOSトランジスタT1のドレインにゲートが接続され、且つ、電源ラインVDDにソースが接続されている。また、キャパシタC2(例えば1pF)は、pMOSトランジスタT5のドレインに一端が接続され、且つ、他端が電源ラインGNDに接続されている。キャパシタC2の一端の電圧が、発振検出信号SDになる。 In the pMOS transistor T5, the gate is connected to the drain of the pMOS transistor T1, and the source is connected to the power supply line VDD. The capacitor C2 (for example, 1 pF) has one end connected to the drain of the pMOS transistor T5 and the other end connected to the power supply line GND. The voltage at one end of the capacitor C2 becomes the oscillation detection signal SD.
リセット信号生成回路130は、発振検出信号SDの値が所定電圧値に達したときに出力を反転させることにより、リセット信号PORを生成する。このために、リセット信号生成回路130は、シュミットトリガインバータST1と、インバータ131,132とを備える。
The reset
シュミットトリガインバータST1は、キャパシタC2の一端に入力端が接続されている。シュミットトリガインバータST1の出力端にはインバータ131の入力端が接続され、さらに、インバータ131の出力端にはインバータ132の入力端が接続されている。ここで、シュミットトリガインバータとは、電位上昇時と下降時とでハイレベル/ローレベルのしきい値が異なるインバータである(例えば上昇時のしきい値2V、下降時のしきい値1V)。インバータ131の出力は停止信号STOPになり、インバータ132の出力はリセット信号PORになる。
The Schmitt trigger inverter ST1 has an input terminal connected to one end of the capacitor C2. The input end of the
次に、図1に示したパワーオンリセット回路100の動作について、電源立ち上げ時の電源ラインVDDの上昇が急峻な場合と緩やかな場合とに分けて説明する。
Next, the operation of the power-on
まず、電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合の動作を説明する。電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば1.0μsec程度の場合である。電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合、この電圧が上昇を開始してからダイオードD1の順方向電圧(例えば0.75V)に達するまでの時間は無視できる(後述)。 First, an operation when the voltage rise of the power supply line VDD is steep will be described. The case where the voltage rise of the power supply line VDD is steep is a case where the time from when the voltage starts to rise until it reaches a set value (for example, about 2.7 V to 3.6 V) is, for example, about 1.0 μsec. . When the voltage rise of the power supply line VDD is steep, the time from when this voltage starts to rise until it reaches the forward voltage (for example, 0.75 V) of the diode D1 can be ignored (described later).
電源の立ち上がり前には、キャパシタC2に電荷が蓄積されておらず、したがって発振検出信号SDはローレベルである。このため、電源立ち上がり時、シュミットトリガインバータST1の出力はハイレベルであり、したがって停止信号STOP(すなわち、シュミットトリガインバータST1の出力の反転値)はローレベルである。この結果、CR発振回路111において、NORゲートSW1は、インバータ111aから入力された信号の反転値を、インバータ111bに出力する。このため、CR発振回路111は、発振出力を開始する。
Before the power supply rises, no charge is accumulated in the capacitor C2, and therefore the oscillation detection signal SD is at a low level. For this reason, when the power is turned on, the output of the Schmitt trigger inverter ST1 is at a high level, and therefore the stop signal STOP (that is, the inverted value of the output of the Schmitt trigger inverter ST1) is at a low level. As a result, in the
停止信号STOPがローレベルであることより、インバータINV1では、スイッチ用pMOSトランジスタSW2はオンし、且つ、スイッチ用nMOSトランジスタSW3はオフする。したがって、インバータINV1は、CR発振回路111の出力を反転し、発振信号OSCとして出力する。
Since the stop signal STOP is at the low level, in the inverter INV1, the switching pMOS transistor SW2 is turned on and the switching nMOS transistor SW3 is turned off. Therefore, the inverter INV1 inverts the output of the
発振検出回路120のpMOSトランジスタT5は、発振信号OSCをゲートに入力し、該発振信号OSCがローレベルのときはオンし、ハイレベルのときはオフする。したがって、キャパシタC2には、発振信号OSCがローレベルのときは電荷が蓄積されるが、該発振信号OSCがハイレベルのときには電荷が蓄積されない。したがって、キャパシタC2の電荷蓄積量は、緩やかに増加する。
The pMOS transistor T5 of the
キャパシタC2に蓄積される電荷が増加すると、該キャパシタC2の端子間電圧の値、すなわち発振検出信号SDの電位も上昇する。電源立ち上げ直後は、シュミットトリガインバータST1の入力はローレベルであり、したがってインバータ132の出力はハイレベルである。このため、電源ラインVDDの電圧上昇とともに、リセット信号PORの電位も徐々に上昇する。そして、この発振検出信号SDの電圧値がシュミットトリガインバータST1のしきい値(上述のように、入力電圧の上昇時には例えば2V)に達すると、該シュミットトリガインバータST1の出力(したがってインバータ132の出力)は、ハイレベルからローレベルに反転する。これにより、リセット信号PORが生成される。そして、シュミットトリガインバータST1の出力反転により、リセット信号PORの電圧がローレベルに降下する。
When the charge stored in the capacitor C2 increases, the value of the voltage between the terminals of the capacitor C2, that is, the potential of the oscillation detection signal SD also increases. Immediately after the power is turned on, the input of the Schmitt trigger inverter ST1 is at a low level, and therefore the output of the
また、シュミットトリガインバータST1の出力がハイレベルからローレベルに反転すると、停止信号STOPはローレベルからハイレベルに反転する。したがって、CR発振回路111のNORゲートSW1は、出力がハイレベルに固定される。これにより、CR発振回路111の動作は停止する。さらに、停止信号STOPがハイレベルになると、pMOSトランジスタSW2はオフし、nMOSトランジスタSW3はオンする。したがって、インバータINV1が動作を停止するとともに、該インバータINV1の出力端(すなわち、pMOSトランジスタT1のドレイン)が電源ラインGNDに接続される。
When the output of the Schmitt trigger inverter ST1 is inverted from the high level to the low level, the stop signal STOP is inverted from the low level to the high level. Therefore, the output of the NOR gate SW1 of the
このため、発振検出回路120の入力はローレベルに固定される。したがって、pMOSトランジスタT5は常時オン状態なり、その結果キャパシタC2の端子間電圧(すなわち、発振検出信号SDの値)はハイレベルに固定される。これにより、リセット信号PORはローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
For this reason, the input of the
上述のように、この実施形態に係るパワーオンリセット回路100では、発振信号OSCがローレベルのときにのみキャパシタC2への電荷蓄積を行い、該キャパシタC2の端子間電圧(すなわち、発振検出信号SD)がシュミットトリガインバータST1のしきい値に達するとリセット信号PORを出力する。したがって、キャパシタC2のキャパシタンスを十分に大きくすることにより、電源の立ち上がり開始からリセット信号PORの生成までの時間を十分長くすることができる。したがって、電源ラインVDDの電圧が十分に上昇して半導体集積回路内の他の回路が通常動作できる状態になってから、リセット信号PORを出力することが容易になる。
As described above, in the power-on
また、リセット信号PORの出力後は、CR発振回路111の発振動作が停止するとともに、インバータINV1の動作も停止するので、半導体集積回路の消費電力を低減できるとともに、リセット信号PORの信号線にノイズを出力してしまうおそれもない。
Further, after the reset signal POR is output, the oscillation operation of the
次に、電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合の、パワーオンリセット回路100の動作を説明する。電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば10msec程度の場合である。
Next, the operation of the power-on
上述した電圧上昇が急峻な場合と同様、電源の立ち上がり前には、キャパシタC2に電荷が蓄積されておらず、その結果、停止信号STOPはローレベルである。したがって、CR発振回路111は、電源の立ち上げに伴って、発振信号の出力を開始する。また、上述の場合と同様、電源立ち上げ時には、pMOSトランジスタSW2はオンしており、nMOSトランジスタSW3はオフしている。
As in the case where the voltage rise is steep, the charge is not accumulated in the capacitor C2 before the power supply rises. As a result, the stop signal STOP is at a low level. Accordingly, the
CR発振回路111が出力する発振電圧は、電源ラインVDDの電圧上昇に伴って上昇する。その一方で、インバータINV1にはダイオードD1が設けられているので、発振信号OSCの電圧値は該ダイオードD1の順方向電圧よりも低くはならない。このため電源ラインVDDの電圧がダイオードD1の順方向電圧よりも低いとき、インバータINV1の出力はハイレベルに維持される。その結果、pMOSトランジスタT5はオフ状態を維持するので、キャパシタC2には電荷が蓄積されない。
The oscillation voltage output from the
その後、電源ラインVDDの電圧がダイオードD1の順方向電圧よりも高くなると、インバータINV1は周期的にローレベルを出力するようになり、キャパシタC2への電荷蓄積量が増加を始める。そして、キャパシタC2の端子間電圧の値、すなわち発振検出信号SDの電位がシュミットトリガインバータST1のしきい値に達すると、該シュミットトリガインバータST1の出力はハイレベルからローレベルに反転する。これにより、リセット信号PORが生成されるとともに、停止信号STOPがハイレベルになってCR発振回路111の動作が停止する。そして、リセット信号PORはローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
Thereafter, when the voltage of the power supply line VDD becomes higher than the forward voltage of the diode D1, the inverter INV1 periodically outputs a low level, and the charge accumulation amount in the capacitor C2 starts increasing. When the value of the voltage across the capacitor C2, that is, the potential of the oscillation detection signal SD reaches the threshold value of the Schmitt trigger inverter ST1, the output of the Schmitt trigger inverter ST1 is inverted from the high level to the low level. As a result, the reset signal POR is generated, and the stop signal STOP becomes high level, and the operation of the
上述のように、電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合には、電源ラインVDDの電圧がダイオードD1の順方向電圧よりも高くなるまで、キャパシタC2への電荷蓄積を開始しない。これにより、したがって、電源ラインVDDの電圧が十分に上昇して半導体集積回路内の他の回路が通常動作できる状態になってから、リセット信号PORを出力することができるようになる。 As described above, when the voltage rise of the power supply line VDD is moderate, the charge accumulation in the capacitor C2 is not started until the voltage of the power supply line VDD becomes higher than the forward voltage of the diode D1. As a result, the reset signal POR can be output after the voltage of the power supply line VDD has sufficiently increased so that other circuits in the semiconductor integrated circuit can normally operate.
加えて、電圧上昇が急峻な場合と同様、キャパシタC2のキャパシタンスによっても、リセット信号PORの生成までの時間を設定することができる。 In addition, the time until the generation of the reset signal POR can be set by the capacitance of the capacitor C2 as in the case where the voltage rise is steep.
また、電圧上昇が急峻な場合と同様の理由により、半導体集積回路の消費電力を低減できるとともに、リセット信号PORの信号線にノイズを出力してしまうおそれもない。 Further, for the same reason as when the voltage rises sharply, the power consumption of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and there is no possibility that noise is output to the signal line of the reset signal POR.
以上説明したように、この実施形態に係るパワーオンリセット回路100によれば、電源電圧立ち上がりの緩急に拘わらず安定してリセット信号を生成することができ、さらには、集積回路の消費電力上昇やノイズ増大を抑えることができる。
<第2の実施形態>
次に、この発明の第2の実施形態に係るパワーオンリセット回路について、図2を用いて説明する。
As described above, according to the power-on
<Second Embodiment>
Next, a power-on reset circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2は、この実施形態に係るパワーオンリセット回路の構成を示す回路図である。図2において、図1と同じ符号を付した構成部分は、それぞれ図1の場合と同じものを示している。 FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the power-on reset circuit according to this embodiment. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components as those in FIG.
この実施形態に係るパワーオンリセット回路200は、発振信号生成回路210の構成が、上述の第1の実施形態と異なる。この実施形態に係る発振信号生成回路210は、CR発振回路211と、インバータINV2と、昇圧検出回路212とを備える。
In the power-on
CR発振回路211は、直列接続された4個のインバータ211a〜211dを有するゲート列と、インバータ211aの出力端と該インバータ211aの入力端との間に接続された抵抗素子R1(例えば500kΩ)と、インバータ211cの出力端とインバータ211aの入力端との間に接続されたキャパシタC1(例えば1pF)とを備える。さらに、スイッチ回路として、インバータ211a,211b間にはNORゲートSW4が、インバータ211b,211c間にはNANDゲートSW5が、それぞれ設けられている。NORゲートSW4は、停止信号STOPがローレベルのときはインバータ211aの出力を反転し、停止信号STOPがハイレベルのときはインバータ211aの出力をローレベルに固定する。また、NANDゲートSW5は、昇圧検出信号SPがハイレベルのときはインバータ211bの出力を反転し、昇圧検出信号SPがローレベルのときはインバータ211bの出力をハイレベルに固定する。
The
インバータINV2は、pMOSトランジスタT3と、nMOSトランジスタT4とを備える。さらに、インバータINV2は、スイッチ回路としてのpMOSトランジスタSW6およびnMOSトランジスタSW7を備える。pMOSトランジスタT3は、CR発振回路211の出力(すなわち、インバータ211dの出力端)にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタSW6を介して電源ラインVDDにソースが接続されている。nMOSトランジスタT4は、CR発振回路211の出力にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT3のドレインにドレインが接続され、ソースが電源ラインGNDに接続されている。pMOSトランジスタSW6は、電源ラインVDDにソースが接続され、pMOSトランジスタT3のソースにドレインが接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。nMOSトランジスタSW7は、pMOSトランジスタT3のドレインにドレインが接続され、ソースが電源ラインGNDに接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。pMOSトランジスタT3のドレイン電圧は、発振信号生成回路110の出力信号、すなわち発振信号OSCになる。
The inverter INV2 includes a pMOS transistor T3 and an nMOS transistor T4. Further, the inverter INV2 includes a pMOS transistor SW6 and an nMOS transistor SW7 as switch circuits. In the pMOS transistor T3, the gate is connected to the output of the CR oscillation circuit 211 (that is, the output terminal of the
昇圧検出回路212は、キャパシタC3、抵抗素子R2、シュミットトリガインバータST2およびインバータ212aを有する。抵抗素子R2およびキャパシタC3は、電源ラインVDDに一端が接続されている。シュミットトリガインバータST2(例えば上昇時のしきい値2V、下降時のしきい値1V)は、入力端が抵抗素子R2の他端に接続されている。インバータ212aは、入力端がシュミットトリガインバータST2の出力端に接続され、且つ、出力端がキャパシタC3の他端に接続されている。インバータ212aとキャパシタC3との接続点電圧が、昇圧検出信号SPになる。昇圧検出信号SPは、上述のように、NANDゲートSW5に入力される。
The
他の構成は、上述の第1の実施形態に係るパワーオンリセット回路100(図1参照)と同様であるので、説明を省略する。 The other configuration is the same as that of the power-on reset circuit 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
次に、図2に示したパワーオンリセット回路200の動作について、電源立ち上げ時の電源ラインVDDの上昇が急峻な場合と緩やかな場合とに分けて説明する。
Next, the operation of the power-on
まず、電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合の動作を説明する。上述の第1の実施形態と同様、電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば1.0μsec程度の場合である。電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合、シュミットトリガインバータST2は昇圧検出信号SPの生成に寄与せず、キャパシタC3によって該昇圧検出信号SPが生成される(後述)。 First, an operation when the voltage rise of the power supply line VDD is steep will be described. Similar to the first embodiment described above, when the voltage rise of the power supply line VDD is steep, the time from when the voltage starts to rise until it reaches a set value (for example, about 2.7 V to 3.6 V). Is about 1.0 μsec, for example. When the voltage rise of the power supply line VDD is steep, the Schmitt trigger inverter ST2 does not contribute to the generation of the boost detection signal SP, and the boost detection signal SP is generated by the capacitor C3 (described later).
第1の実施形態と同様の理由により、電源の立ち上がり前、発振検出信号SDはローレベルであり、したがってシュミットトリガインバータST1の出力はハイレベル、停止信号STOPはローレベルである。CR発振回路211のNORゲートSW4は、インバータ211aから入力された信号の反転値を、インバータ211bに出力する。また、電源ラインVDDの電圧上昇により、キャパシタC3を介して昇圧検出信号SPの電圧が上昇してハイレベルになる。キャパシタC3による電圧上昇は、シュミットトリガインバータST2の動作よりも速いので、該シュミットトリガインバータST2は該昇圧検出信号SPの生成に寄与しない。昇圧検出信号SPがハイレベルまで上昇すると、NANDゲートSW5は、インバータ211bの出力を反転してインバータ211cに出力する状態になる。これにより、CR発振回路211が発振出力を開始する。
For the same reason as in the first embodiment, the oscillation detection signal SD is at a low level before the power supply rises. Therefore, the output of the Schmitt trigger inverter ST1 is at a high level and the stop signal STOP is at a low level. The NOR gate SW4 of the
停止信号STOPがローレベルであることより、インバータINV2では、pMOSトランジスタSW6はオンし、且つ、スイッチ用nMOSトランジスタSW7はオフする。したがって、インバータINV2は、CR発振回路211の出力を反転し、発振信号OSCとして出力する。
Since the stop signal STOP is at a low level, in the inverter INV2, the pMOS transistor SW6 is turned on and the switching nMOS transistor SW7 is turned off. Therefore, the inverter INV2 inverts the output of the
発振検出回路120のキャパシタC2は、第1の実施形態と同様、発振信号OSCがローレベルのときに電荷を蓄積する。そして、キャパシタC2の端子間電圧の値、すなわち発振検出信号SDの電位がシュミットトリガインバータST1のしきい値に達すると、該シュミットトリガインバータST1の出力がハイレベルからローレベルに反転し、これによりリセット信号PORが生成される。
Similar to the first embodiment, the capacitor C2 of the
また、シュミットトリガインバータST1の出力がハイレベルからローレベルに反転すると、停止信号STOPはローレベルからハイレベルに反転する。これにより、第1の実施形態と同様にして、CR発振回路211およびインバータINV2が動作を停止するとともに、該インバータINV2の出力端がローレベルに固定される。したがって、リセット信号PORはローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
When the output of the Schmitt trigger inverter ST1 is inverted from the high level to the low level, the stop signal STOP is inverted from the low level to the high level. As a result, as in the first embodiment, the
次に、電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合の、パワーオンリセット回路200の動作を説明する。電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば10msec程度の場合である。この場合は、シュミットトリガインバータST2が、昇圧検出信号SPの生成に寄与する(後述)。
Next, the operation of the power-on
上述した電圧上昇が急峻な場合と同様、電源の立ち上がり前には、キャパシタC2に電荷が蓄積されておらず、その結果、停止信号STOPはローレベルである。このため、電源立ち上げ時、pMOSトランジスタSW6はオンしており、また、nMOSトランジスタSW7はオフしている。また、停止信号STOPがローレベルなので、NORゲートSW4は、インバータ211aの出力を反転してインバータ211bに出力する状態にある。
As in the case where the voltage rise is steep, the charge is not accumulated in the capacitor C2 before the power supply rises. As a result, the stop signal STOP is at a low level. For this reason, when the power is turned on, the pMOS transistor SW6 is turned on and the nMOS transistor SW7 is turned off. Further, since the stop signal STOP is at a low level, the NOR gate SW4 is in a state of inverting the output of the inverter 211a and outputting it to the
電源ラインVDDの電圧が緩やかに上昇するとき、上昇開始時におけるシュミットトリガインバータST2の出力はハイレベルである。したがって、インバータ212aの出力はローレベル(すなわち、電源ラインGNDに接続された状態)である。このため、キャパシタC3の状態に拘わらず、昇圧検出信号SPはローレベルになる。したがって、NANDゲートSW5の出力はハイレベルに固定される。この結果、CR発振回路211は、発振動作を行わない。
When the voltage of the power supply line VDD rises gently, the output of the Schmitt trigger inverter ST2 at the start of the rise is at a high level. Therefore, the output of the
その後、電源ラインVDDの値がシュミットトリガインバータST2の動作しきい値(例えば2V)を超えると、該シュミットトリガインバータST2の出力はローレベルになり、したがってインバータ212aの出力、すなわち昇圧検出信号SPの電圧がハイレベルになる。これにより、NANDゲートSW5は、インバータ211bの出力を反転してインバータ211cに出力する状態になる。この結果、CR発振回路211が、発振動作を開始する。
Thereafter, when the value of the power supply line VDD exceeds the operation threshold value (eg, 2V) of the Schmitt trigger inverter ST2, the output of the Schmitt trigger inverter ST2 becomes low level, and accordingly, the output of the
CR発振回路211が発振を開始すると、上述の第1の実施形態と同様にして、キャパシタC2への電荷蓄積が開始される。そして、キャパシタC2の端子間電圧の値、すなわち発振検出信号SDの電位がシュミットトリガインバータST1のしきい値に達すると、該シュミットトリガインバータST1の出力はハイレベルからローレベルに反転する。これにより、リセット信号PORが生成されるとともに、停止信号STOPがハイレベルになってCR発振回路211の動作が停止する。そして、リセット信号PORはローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
When the
このように、この実施形態では、電源ラインVDDの電圧がシュミットトリガインバータST2のしきい値よりも高くなった後で、CR発振回路211の動作が開始される。したがって、電源ラインVDDの電圧が十分に上昇した後(すなわち、半導体集積回路内の他の回路が通常動作できる状態になった後)で、リセット信号PORを出力することができるようになる。
Thus, in this embodiment, the operation of the
また、上述の第1の実施形態と同様、キャパシタC2のキャパシタンスによって、リセット信号PORの生成までの時間を設定することができる。 Similarly to the first embodiment described above, the time until the generation of the reset signal POR can be set by the capacitance of the capacitor C2.
さらに、第1の実施形態と同様の理由により、半導体集積回路の消費電力を低減できるとともに、リセット信号PORの信号線にノイズを出力してしまうおそれもない。
<第3の実施形態>
この発明の第3の実施形態に係るパワーオンリセット回路について、図3および図4を用いて説明する。
Furthermore, for the same reason as in the first embodiment, the power consumption of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and there is no possibility of noise being output to the signal line of the reset signal POR.
<Third Embodiment>
A power-on reset circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、第3の実施形態に係るパワーオンリセット回路の構成を示す回路図である。図3に示したように、この実施形態に係るパワーオンリセット回路300は、発振信号生成回路310と、発振検出回路320,330と、リセット信号生成回路340,350とを備える。これらの回路310〜350は、電源ラインVDD,GNDに接続され、電源立ち上げ時に電源ラインVDD,GND間の電圧変化を利用してリセット信号PORを生成する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power-on reset circuit according to the third embodiment. As shown in FIG. 3, the power-on
発振信号生成回路310は、電源ラインVDDの電圧が所定値まで達したときに、発振信号の出力を開始する。このために、発振信号生成回路310は、CR発振回路311と、インバータINV3,INV4とを備える。
The oscillation
CR発振回路311は、直列接続された4個のインバータ311a〜311dを有するゲート列と、インバータ311aの出力端と該インバータ311aの入力端との間に接続された抵抗素子R1(例えば500kΩ)と、インバータ311cの出力端とインバータ311aの入力端との間に接続されたキャパシタC1(例えば1pF)とを備える。さらに、インバータ311a,311b間には、スイッチ回路としてのNORゲートSW8が設けられている。NORゲートSW8は、停止信号STOPがローレベルのときはインバータ311aの出力を反転し、停止信号STOPがハイレベルのときはインバータ311aの出力をローレベルに固定する。
The
インバータINV3は、pMOSトランジスタT6と、nMOSトランジスタT7と、ダイオードD2とを備える。さらに、インバータINV2は、スイッチ回路としてのnMOSトランジスタSW9を備える。pMOSトランジスタT6は、CR発振回路311の出力(すなわち、インバータ311dの出力端)にゲートが接続され、且つ、電源ラインVDDにソースが接続されている。nMOSトランジスタT7は、CR発振回路311の出力にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT6のドレインにドレインが接続されている。ダイオードD2は、nMOSトランジスタT7のソースにアノードが接続され、且つ、カソードが電源ラインGNDに接続されている。この実施形態では、ダイオードD2として、ダイオード接続のnMOSトランジスタを使用した。nMOSトランジスタSW9は、pMOSトランジスタT6のドレインにドレインが接続され、ソースが電源ラインGNDに接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。pMOSトランジスタT6のドレイン電圧は、発振信号OSCBになる。
The inverter INV3 includes a pMOS transistor T6, an nMOS transistor T7, and a diode D2. Further, the inverter INV2 includes an nMOS transistor SW9 as a switch circuit. In the pMOS transistor T6, the gate is connected to the output of the CR oscillation circuit 311 (that is, the output terminal of the
インバータINV4は、pMOSトランジスタT8と、nMOSトランジスタT9と、ダイオードD3とを備える。さらに、インバータINV4は、スイッチ回路としてのpMOSトランジスタSW10およびnMOSトランジスタSW11を備える。pMOSトランジスタT8は、インバータINV3の出力(すなわち、pMOSトランジスタT6のドレイン)にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタSW10を介して電源ラインVDDにソースが接続されている。nMOSトランジスタT9は、インバータINV3の出力にゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT8のドレインにドレインが接続されている。ダイオードD3は、nMOSトランジスタT9のソースにアノードが接続され、且つ、カソードが電源ラインGNDに接続されている。この実施形態では、ダイオードD3として、ダイオード接続のnMOSトランジスタを使用した。pMOSトランジスタSW10は、電源ラインVDDにソースが接続され、pMOSトランジスタT8のソースにドレインが接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。nMOSトランジスタSW11は、pMOSトランジスタT8のドレインにドレインが接続され、ソースが電源ラインGNDに接続され、且つ、ゲートから停止信号STOPを入力する。pMOSトランジスタT8のドレイン電圧は、発振信号OSCになる。 The inverter INV4 includes a pMOS transistor T8, an nMOS transistor T9, and a diode D3. Further, the inverter INV4 includes a pMOS transistor SW10 and an nMOS transistor SW11 as switch circuits. In the pMOS transistor T8, the gate is connected to the output of the inverter INV3 (that is, the drain of the pMOS transistor T6), and the source is connected to the power supply line VDD via the pMOS transistor SW10. In the nMOS transistor T9, the gate is connected to the output of the inverter INV3, and the drain is connected to the drain of the pMOS transistor T8. The diode D3 has an anode connected to the source of the nMOS transistor T9 and a cathode connected to the power supply line GND. In this embodiment, a diode-connected nMOS transistor is used as the diode D3. In the pMOS transistor SW10, the source is connected to the power supply line VDD, the drain is connected to the source of the pMOS transistor T8, and the stop signal STOP is input from the gate. In the nMOS transistor SW11, the drain is connected to the drain of the pMOS transistor T8, the source is connected to the power supply line GND, and the stop signal STOP is input from the gate. The drain voltage of the pMOS transistor T8 becomes the oscillation signal OSC.
発振検出回路320は、発振信号生成回路310が出力した発振信号OSCB,OSCを用いて電荷を蓄積し、この蓄積電荷が与える電圧を発振検出信号SD1として出力する。このために、発振検出回路320は、pMOSトランジスタT10,T11と、キャパシタC4とを備える。pMOSトランジスタT10は、pMOSトランジスタT6のドレインにゲートが接続され、且つ、電源ラインVDDにソースが接続されている。pMOSトランジスタT11は、pMOSトランジスタT8のドレインにゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT10のドレインにソースが接続されている。また、キャパシタC4(例えば1pF)は、pMOSトランジスタT11のドレインに一端が接続され、且つ、他端が電源ラインGNDに接続されている。キャパシタC4の一端の電圧が、発振検出信号SD1になる。
The
発振検出回路330は、発振信号生成回路310が出力した発振信号OSCB,OSCを用いて電荷を蓄積し、この蓄積電荷が与える電圧を発振検出信号SD2として出力する。このために、発振検出回路320は、pMOSトランジスタT12,T13,T14と、キャパシタC5とを備える。pMOSトランジスタT12は、pMOSトランジスタT6のドレインにゲートが接続され、且つ、電源ラインVDDにソースが接続されている。pMOSトランジスタT13は、pMOSトランジスタT8のドレインにゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT12のドレインにソースが接続されている。pMOSトランジスタT14は、pMOSトランジスタT6のドレインにゲートが接続され、且つ、pMOSトランジスタT13のドレインにソースが接続されている。また、キャパシタC5(例えば1pF)は、pMOSトランジスタT14のドレインに一端が接続され、且つ、他端が電源ラインGNDに接続されている。キャパシタC5の一端の電圧が、発振検出信号SD2になる。
The
リセット信号生成回路340は、発振検出信号SD1の値が所定電圧値に達したときに出力を反転させることにより、リセット信号POR1を生成する。このために、リセット信号生成回路340は、シュミットトリガインバータST3と、インバータ341,342とを備える。シュミットトリガインバータST3は、キャパシタC4の一端に入力端が接続されている。シュミットトリガインバータST3の出力端にはインバータ341の入力端が接続され、さらに、インバータ341の出力端にはインバータ342の入力端が接続されている。インバータ342の出力は、リセット信号POR1になる。
The reset
リセット信号生成回路350は、発振検出信号SD2の値が所定電圧値に達したときに出力を反転させることにより、リセット信号POR2を生成する。このために、リセット信号生成回路350は、シュミットトリガインバータST4と、インバータ351,352とを備える。シュミットトリガインバータST4は、キャパシタC5の一端に入力端が接続されている。シュミットトリガインバータST4の出力端にはインバータ351の入力端が接続され、さらに、インバータ351の出力端にはインバータ352の入力端が接続されている。インバータ351の出力は停止信号STOPになり、インバータ352の出力はリセット信号POR2になる。
The reset
次に、この実施形態に係るパワーオンリセット回路300の動作について、図4の信号波形図を用い、電源立ち上げ時の電源ラインVDDの上昇が急峻な場合と緩やかな場合とに分けて説明する。
Next, the operation of the power-on
まず、電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合の動作を説明する。電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば1.0μsec程度の場合である。電源ラインVDDの電圧上昇が急峻な場合、この電圧が上昇を開始してからダイオードD2,D3の順方向電圧に達するまでの時間は無視できる(後述)。 First, an operation when the voltage rise of the power supply line VDD is steep will be described. The case where the voltage rise of the power supply line VDD is steep is a case where the time from when the voltage starts to rise until it reaches a set value (for example, about 2.7 V to 3.6 V) is, for example, about 1.0 μsec. . When the voltage rise of the power supply line VDD is steep, the time from when this voltage starts to rise until it reaches the forward voltage of the diodes D2 and D3 can be ignored (described later).
第1の実施形態と同様にして、電源の立ち上がりとともに、CR発振回路311が発振出力を開始する(図4(A)、(B)参照)。このとき、停止信号STOPはローレベルなので、pMOSトランジスタSW10はオンしており、nMOSトランジスタSW9,SW11はオフしている。
As in the first embodiment, the
インバータINV3は、CR発振回路311の出力を反転し、発振信号OSCBとして出力する。
The inverter INV3 inverts the output of the
さらに、インバータINV4が、発振信号OSCBを反転し、発振信号OSCとして出力する。 Further, the inverter INV4 inverts the oscillation signal OSCB and outputs it as the oscillation signal OSC.
発振検出回路320において、pMOSトランジスタT10は、発振信号OSCBがローレベルのときはオンし、発振信号OSCBがハイレベルのときはオフする。また、pMOSトランジスタT11は、発振信号OSCがローレベルのときはオンし、発振信号OSCBがハイレベルのときはオフする。ここで、発振信号OSCは、上述のように発振信号OSCBの反転によって得られるが、インバータINV4の動作遅延により完全な逆位相にはならない。このため、発振信号OSCB,OSCが同時にローレベルになってpMOSトランジスタT10,T11がともにオンする期間が発生する。これにより、キャパシタC4に電荷が蓄積されて、発振検出信号SD1の電位が上昇する(図4(C)参照)。そして、この発振検出信号SD1の電圧値がシュミットトリガインバータST3のしきい値(例えば2V)に達すると、該シュミットトリガインバータST3の出力はハイレベルからローレベルに反転する。これにより、リセット信号POR1が生成される(図4(D)参照)。
In the
一方、発振検出回路330において、pMOSトランジスタT12,T14は、発振信号OSCBがローレベルのときはオンし、発振信号OSCBがハイレベルのときはオフする。また、pMOSトランジスタT13は、発振信号OSCがローレベルのときはオンし、発振信号OSCBがハイレベルのときはオフする。上述の発振検出回路320の場合と同様、発振信号OSCB,OSCが同時にローレベルになったときに、キャパシタC5に電荷が蓄積される。ここで、発振検出回路330は、3個のpMOSトランジスタT12,T13,T14が直列接続されているので、発振検出回路320よりも、キャパシタC5への供給電流が小さくなる。このため、発振検出信号SD2は、発振検出信号SD1よりも緩やかに上昇する(図4(C)参照)。そして、シュミットトリガインバータST4は、シュミットトリガインバータST3よりも遅れて、出力をハイレベルからローレベルに反転する。これにより、リセット信号POR2が生成される(図4(E)参照)。
On the other hand, in the
また、シュミットトリガインバータST4の出力が反転すると、停止信号STOPはローレベルからハイレベルに反転する。これにより、CR発振回路311のNORゲートSW8の出力がハイレベルに固定され、CR発振回路311の動作が停止する(図4(B)参照)。さらに、停止信号STOPがハイレベルになると、pMOSトランジスタSW10はオフし、nMOSトランジスタSW9,SW11はオンする。したがって、インバータINV3,INV4が動作を停止するとともに、pMOSトランジスタT10〜T14の入力はローレベルに固定される。これにより、pMOSトランジスタT10〜T14は常時オン状態になるので、発振検出信号SD1,D2の値はハイレベルに固定される。この結果、リセット信号POR1,POR2はローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
When the output of the Schmitt trigger inverter ST4 is inverted, the stop signal STOP is inverted from the low level to the high level. As a result, the output of the NOR gate SW8 of the
次に、電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合の、パワーオンリセット回路300の動作を説明する。電源ラインVDDの電圧上昇が緩やかな場合とは、該電圧が上昇を開始してから設定値(例えば2.7V〜3.6V程度)に達するまでの時間が例えば10msec程度の場合である。
Next, the operation of the power-on
上述した電圧上昇が急峻な場合と同様、電源の立ち上がり前には、キャパシタC4,C5に電荷が蓄積されておらず、その結果、停止信号STOPはローレベルである。したがって、CR発振回路311は、電源の立ち上げに伴って、発振信号の出力を開始する。また、上述の場合と同様、電源立ち上げ時には、停止信号STOPがローレベルなので、pMOSトランジスタSW10はオンしており、nMOSトランジスタSW9,SW11はオフしている。
As in the case where the voltage rise is steep, the charges are not accumulated in the capacitors C4 and C5 before the power supply rises. As a result, the stop signal STOP is at a low level. Therefore, the
CR発振回路311が出力する発振電圧は、電源ラインVDDの電圧上昇に伴って上昇する。その一方で、インバータINV3にはダイオードD2が設けられているので、発振信号OSCBの電圧値は該ダイオードD2の順方向電圧よりも低くはならない。このため電源ラインVDDの電圧がダイオードD2の順方向電圧よりも低いとき、インバータINV3の出力はハイレベルに維持される。その結果、pMOSトランジスタT10,T12,14はオフ状態を維持する。同様に、インバータINV4にはダイオードD3が設けられているので、発振信号OSCの電圧値は該ダイオードD3の順方向電圧よりも低くはならず、したがって、電源ラインVDDの電圧がダイオードD3の順方向電圧よりも低いとき、インバータINV4の出力はハイレベルに維持される。その結果、pMOSトランジスタT11,T13はオフ状態を維持する。このような理由から、電源ラインVDDの電圧がダイオードD2,D3よりも低いときは、キャパシタC4,C5への電荷蓄積は行われない。
The oscillation voltage output from the
その後、電源ラインVDDの電圧がダイオードD2,D3の順方向電圧よりも高くなると、インバータINV3,INV4は周期的にローレベルを出力するようになり、キャパシタC4,C5への電荷蓄積量が増加を始める。そして、発振検出信号SD1の電位がシュミットトリガインバータST3のしきい値に達すると、リセット信号POR1が生成される。続いて、発振検出信号SD2の電位がシュミットトリガインバータST4のしきい値に達すると、リセット信号POR2が生成されるとともに、停止信号STOPがハイレベルになってCR発振回路311の動作が停止する。そして、リセット信号POR1,POR2はローレベルに固定されるとともに、停止信号STOPはハイレベルに固定される。
Thereafter, when the voltage of the power supply line VDD becomes higher than the forward voltage of the diodes D2 and D3, the inverters INV3 and INV4 periodically output a low level, and the charge accumulation amount in the capacitors C4 and C5 increases. start. When the potential of the oscillation detection signal SD1 reaches the threshold value of the Schmitt trigger inverter ST3, the reset signal POR1 is generated. Subsequently, when the potential of the oscillation detection signal SD2 reaches the threshold value of the Schmitt trigger inverter ST4, the reset signal POR2 is generated, and the stop signal STOP goes high to stop the operation of the
このように、この実施形態では、二種類のリセット信号POR1,POR2の時間差を設けて生成することができる。例えば、半導体集積回路に形成された内部レギュレータの起動信号として信号POR1を使用し、この内部レギュレータのリセット信号として信号POR2を使用することができる。この実施形態によれば、発振検出回路320,330に設けられるpMOSトランジスタの段数によって信号POR1,POR2の出力時間差を設定できるので、内部レギュレータを電源ラインVDDよりも低い電圧で使用するような場合でも、該内部レギュレータが確実に立ち上がってからリセットすることが可能になる。
Thus, in this embodiment, it can be generated by providing a time difference between the two types of reset signals POR1 and POR2. For example, the signal POR1 can be used as a start signal for an internal regulator formed in the semiconductor integrated circuit, and the signal POR2 can be used as a reset signal for the internal regulator. According to this embodiment, since the output time difference between the signals POR1 and POR2 can be set by the number of stages of the pMOS transistors provided in the
また、この実施形態によれば、上述の第1の実施形態と同様、ダイオードD2,D3を設けたので、電源ラインVDDの電圧が十分に上昇してからリセット信号POR1,POR2を出力することができるようになる。 Further, according to this embodiment, since the diodes D2 and D3 are provided as in the first embodiment, the reset signals POR1 and POR2 can be output after the voltage of the power supply line VDD has sufficiently increased. become able to.
また、上述の第1の実施形態と同様、キャパシタC4,C5のキャパシタンスによって、リセット信号PORの生成までの時間を設定することができる。 Similarly to the first embodiment described above, the time until the generation of the reset signal POR can be set by the capacitances of the capacitors C4 and C5.
さらに、第1の実施形態と同様の理由により、半導体集積回路の消費電力を低減できるとともに、リセット信号PORの信号線にノイズを出力してしまうおそれもない。 Furthermore, for the same reason as in the first embodiment, the power consumption of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and there is no possibility of noise being output to the signal line of the reset signal POR.
なお、この実施形態では発振検出回路320,330のpMOSトランジスタの段数によってリセット信号POR1,POR2の出力時間差を設定したが、例えばキャパシタC4,C5のキャパシタンスの差により該出力時間差を設定することもできる。但し、半導体集積回路の小面積化を図るという観点からは、キャパシタC4,C5を可能な限り低キャパシタンスに(すなわち小面積に)形成するとともに、pMOSトランジスタの段数でリセット信号POR1,POR2の出力時間差を設定することが望ましい。
In this embodiment, the output time difference between the reset signals POR1 and POR2 is set according to the number of stages of the pMOS transistors of the
100,200,300 パワーオンリセット回路
110 発振信号生成回路
111 CR発振回路
111a〜111e,131,132,INV1 インバータ
120 発振検出回路
130 リセット信号生成回路
C1〜C5 キャパシタ
R1 抵抗素子
T1,T5 pMOSトランジスタ
T2 nMOSトランジスタ
SW1 NORゲート
SW2 スイッチ用pMOSトランジスタ
SW3 スイッチ用nMOSトランジスタ
ST1 シュミットトリガインバータ
100, 200, 300 Power-on
Claims (8)
前記第1、第2電源ライン間の電圧が所定値まで達したときに発振信号の出力を開始する発振信号生成回路と、
該発振信号生成回路が出力した前記発振信号を用いて電荷を蓄積し、該蓄積電荷が与える電圧を発振検出信号として出力する発振検出回路と、
前記発振検出信号の値が所定電圧値に達したときに出力を反転させることにより前記リセット信号を生成するリセット信号生成回路と、
を有することを特徴とするパワーオンリセット回路。 A power-on reset circuit having first and second power supply lines for supplying different voltages and generating a reset signal by using a voltage change between the first and second power supply lines when the power is turned on;
An oscillation signal generation circuit that starts outputting an oscillation signal when a voltage between the first and second power supply lines reaches a predetermined value;
An oscillation detection circuit for accumulating charge using the oscillation signal output by the oscillation signal generation circuit and outputting a voltage given by the accumulated charge as an oscillation detection signal;
A reset signal generation circuit that generates the reset signal by inverting the output when the value of the oscillation detection signal reaches a predetermined voltage value;
A power-on reset circuit comprising:
直列接続された1個または複数個の第1反転ゲートを有するゲート列と、いずれかの前記第1反転ゲートの出力端と初段の該第1反転ゲートの入力端との間に接続された帰還抵抗と、他のいずれかの前記第1反転ゲートの出力端と初段の該第1反転ゲートの入力端との間に接続された帰還キャパシタとを有するCR発振回路と、
該CR発振回路の出力に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第1トランジスタと、前記CR発振回路の出力に制御電極が接続され且つ前記第1トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第2導電型の第2トランジスタと、該第2トランジスタの第2主電極にアノードが接続され且つ前記第2電源ラインにカソードが接続された第1ダイオードとを有する第1インバータと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のパワーオンリセット回路。 The oscillation signal generation circuit is
A gate row having one or a plurality of first inversion gates connected in series, and a feedback connected between the output end of any one of the first inversion gates and the input end of the first inversion gate in the first stage A CR oscillation circuit having a resistor and a feedback capacitor connected between the output terminal of any one of the other first inversion gates and the input terminal of the first inversion gate of the first stage;
A first conductive type first transistor having a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit and a first main electrode connected to the first power supply line; a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit; A second transistor of the second conductivity type having a first main electrode connected to the second main electrode of the first transistor; an anode connected to the second main electrode of the second transistor; and a cathode connected to the second power line. A first inverter having a first diode connected to
The power-on reset circuit according to claim 1, comprising:
直列接続された1個または複数個の第2反転ゲートを有するゲート列と、該ゲート列中に配置された第1スイッチ回路と、いずれかの前記第2反転ゲートの出力端と初段の該第2反転ゲートの入力端との間に接続された帰還抵抗と、他のいずれかの前記第2反転ゲートの出力端と初段の該第2反転ゲートの入力端との間に接続された帰還キャパシタとを有するCR発振回路と、
該CR発振回路の出力に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第3トランジスタと、前記CR発振回路の出力に制御電極が接続され、前記第3トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続され且つ第2主電極が接地された第2導電型の第4トランジスタとを有する第2インバータと、
一端が前記第1電源ラインに接続された抵抗素子と、該抵抗素子の他端に入力端が接続された第1シュミットトリガインバータと、該第1シュミットトリガインバータの出力端に入力端が接続され且つ前記第1スイッチ回路の制御端子に出力端が接続された第3反転ゲートと、一端が前記第1電源ラインに接続され且つ他端が前記第3反転ゲートの出力端に接続された第1キャパシタとを有する昇圧検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のパワーオンリセット回路。 The oscillation signal generation circuit is
A gate row having one or a plurality of second inversion gates connected in series, a first switch circuit disposed in the gate row, an output terminal of any one of the second inversion gates, and the first stage A feedback resistor connected between the input terminal of the second inverting gate and a feedback capacitor connected between the output terminal of any other second inverting gate and the input terminal of the second inverting gate in the first stage A CR oscillation circuit having
A third electrode of a first conductivity type having a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit and a first main electrode connected to the first power supply line; and a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit; A second inverter having a second conductivity type fourth transistor having a first main electrode connected to a second main electrode of the third transistor and a second main electrode grounded;
A resistance element having one end connected to the first power supply line, a first Schmitt trigger inverter having an input end connected to the other end of the resistance element, and an input end connected to the output end of the first Schmitt trigger inverter And a first inversion gate having an output terminal connected to the control terminal of the first switch circuit, and a first end having one end connected to the first power supply line and the other end connected to the output terminal of the third inversion gate. A boost detection circuit having a capacitor;
The power-on reset circuit according to claim 1, comprising:
前記第1トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第5トランジスタと、
該第5トランジスタの第2主電極に一端が接続され且つ前記第2電源ラインに他端が接続された第2キャパシタと、
を備えることを特徴とする請求項2または3に記載のパワーオンリセット回路。 The oscillation detection circuit is
A fifth transistor of the first conductivity type having a control electrode connected to the second main electrode of the first transistor and a first main electrode connected to the first power line;
A second capacitor having one end connected to the second main electrode of the fifth transistor and the other end connected to the second power supply line;
The power-on reset circuit according to claim 2, further comprising:
直列接続された1個または複数個の第4反転ゲートを有するゲート列と、いずれかの前記第4反転ゲートの出力端と初段の該第4反転ゲートの入力端との間に接続された帰還抵抗と、他のいずれかの前記第4反転ゲートの出力端と初段の該第4反転ゲートの入力端との間に接続された帰還キャパシタとを有するCR発振回路と、
該CR発振回路の出力に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第6トランジスタと、前記CR発振回路の出力に制御電極が接続され且つ前記第6トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第2導電型の第7トランジスタと、該第7トランジスタの第2主電極にアノードが接続され且つ前記第2電源ラインにカソードが接続された第2ダイオードとを有する第3インバータと、
前記第6トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第8トランジスタと、前記第6トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第8トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第2導電型の第9トランジスタと、該第9トランジスタの第2主電極にアノードが接続され且つ前記第2電源ラインにカソードが接続された第3ダイオードとを有する第4インバータと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のパワーオンリセット回路。 The oscillation signal generation circuit is
A gate row having one or a plurality of fourth inversion gates connected in series, and a feedback connected between the output end of any of the fourth inversion gates and the input end of the first inversion gate of the first stage A CR oscillation circuit having a resistor and a feedback capacitor connected between an output terminal of any one of the other fourth inverting gates and an input terminal of the first inverting gate of the first stage;
A sixth conductive transistor having a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit and a first main electrode connected to the first power supply line; a control electrode connected to the output of the CR oscillation circuit; A second transistor of the second conductivity type having a first main electrode connected to the second main electrode of the sixth transistor; an anode connected to the second main electrode of the seventh transistor; and a cathode connected to the second power line. A third inverter having a second diode connected to
An eighth transistor of a first conductivity type having a control electrode connected to the second main electrode of the sixth transistor and a first main electrode connected to the first power supply line; and a second main electrode of the sixth transistor. A ninth transistor of a second conductivity type having a control electrode connected and a first main electrode connected to a second main electrode of the eighth transistor; an anode connected to the second main electrode of the ninth transistor; A fourth inverter having a third diode having a cathode connected to the second power supply line;
The power-on reset circuit according to claim 1, comprising:
前記第6トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第10トランジスタと、前記第8トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第10トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第1導電型の第11トランジスタと、該第11トランジスタの第2主電極に一端が接続され且つ前記第2電源ラインに他端が接続された第3キャパシタとを有する第1検出回路と、
前記第6トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第1電源ラインに第1主電極が接続された第1導電型の第12トランジスタと、前記第8トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第12トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第1導電型の第13トランジスタと、前記第6トランジスタの第2主電極に制御電極が接続され且つ前記第13トランジスタの第2主電極に第1主電極が接続された第1導電型の第14トランジスタと、該第14トランジスタの第2主電極に一端が接続され且つ前記第2電源ラインに他端が接続された第4キャパシタとを有する第2検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載のパワーオンリセット回路。 The oscillation detection circuit is
A tenth transistor of a first conductivity type having a control electrode connected to a second main electrode of the sixth transistor and a first main electrode connected to the first power supply line; and a second main electrode of the eighth transistor. An eleventh transistor of a first conductivity type having a control electrode connected thereto and a first main electrode connected to a second main electrode of the tenth transistor; and one end connected to the second main electrode of the eleventh transistor; A first detection circuit having a third capacitor with the other end connected to the second power supply line;
A twelfth conductivity type twelfth transistor having a control electrode connected to the second main electrode of the sixth transistor and a first main electrode connected to the first power supply line; and a second main electrode of the eighth transistor. A control electrode connected to the second main electrode of the twelfth transistor and a first main electrode connected to the first main electrode; a control electrode connected to the second main electrode of the sixth transistor; A fourteenth transistor of a first conductivity type having a first main electrode connected to a second main electrode of the thirteenth transistor; one end connected to the second main electrode of the fourteenth transistor; A second detection circuit having a fourth capacitor with an end connected;
The power-on reset circuit according to claim 6.
前記第3キャパシタの一端の電圧を反転する第3シュミットトリガインバータと、
前記第4キャパシタの一端の電圧を反転する第4シュミットトリガインバータと、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のパワーオンリセット回路。 The reset signal generation circuit includes:
A third Schmitt trigger inverter that inverts the voltage at one end of the third capacitor;
A fourth Schmitt trigger inverter for inverting the voltage at one end of the fourth capacitor;
The power-on reset circuit according to claim 7, comprising:
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