JP2926921B2 - Power-on reset circuit - Google Patents

Power-on reset circuit

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JP2926921B2
JP2926921B2 JP2187763A JP18776390A JP2926921B2 JP 2926921 B2 JP2926921 B2 JP 2926921B2 JP 2187763 A JP2187763 A JP 2187763A JP 18776390 A JP18776390 A JP 18776390A JP 2926921 B2 JP2926921 B2 JP 2926921B2
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功 小宅
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【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、電源投入直後に電源電圧が安定するまでの
間デジタル回路の誤動作を防止するパワーオンリセット
回路に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power-on reset circuit that prevents a digital circuit from malfunctioning immediately after power-on until the power supply voltage is stabilized.

B.従来の技術 パワーオンリセット回路はその出力が例えばマイクロ
コンピュータのリセット端子に接続され、電源投入直後
はリセット端子をハイレベルにしてマイクロコンピュー
タをリセット状態にし、所定時間後、再び出力をローレ
ベルにしてマイクロコンピュータのリセットを解除す
る。このように、パワーオンリセット回路は、マイクロ
コンピュータなどが電源投入直後の不安定な電源電圧に
より誤動作するのを防止する。
B. Conventional technology The output of a power-on reset circuit is connected to, for example, a reset terminal of a microcomputer, and immediately after power-on, the reset terminal is set to a high level to reset the microcomputer, and after a predetermined time, the output is again set to a low level. To reset the microcomputer. As described above, the power-on reset circuit prevents a microcomputer or the like from malfunctioning due to an unstable power supply voltage immediately after power-on.

このパワーオンリセット回路として第6図に示すCR検
知型のものが知られており(特開昭60−19317号公報参
照)、以下その概要を説明する。
As this power-on reset circuit, a CR detection type shown in FIG. 6 is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-19317), and its outline will be described below.

インバータであるゲート回路106への入力回路が2系
統あり、片方は抵抗器103を介して電源Vccに接続され、
他方はコンデンサ104と抵抗器105との並列回路を介して
電源Veeに接続される。ここで、電源電圧Veeはゲート回
路106のスレッシュホールド電圧(以下、Vthと呼ぶ)よ
りも低い電圧である。電源VccおよびVeeが投入される
と、電源Vccによってコンデンサ104が充電され、その端
子電圧V104は徐々に増加する。V104<Vthのときはゲー
ト回路106の出力端子107はハイレベル、V104≧Vthにな
ると出力端子107はローレベルになる。
There are two input circuits to a gate circuit 106 which is an inverter, one of which is connected to a power supply Vcc via a resistor 103,
The other is connected to a power supply Vee via a parallel circuit of a capacitor 104 and a resistor 105. Here, the power supply voltage Vee is a voltage lower than a threshold voltage of the gate circuit 106 (hereinafter, referred to as Vth). When the power supplies Vcc and Vee are turned on, the capacitor 104 is charged by the power supply Vcc, and its terminal voltage V104 gradually increases. When V104 <Vth, the output terminal 107 of the gate circuit 106 is at a high level, and when V104 ≧ Vth, the output terminal 107 is at a low level.

このCR検知型パワーオンリセット回路では、電源が投
入されてから出力端子107がローレベルになるまでの時
間(以下、リセット時間と呼ぶ)は、コンデンサと抵抗
器のCR時定数によって決まるので電源電圧が速く立ち上
がるときはリセット時間も短くなる。そのため、マイク
ロコンピュータ側でリセット信号を検知できないおそれ
がある。これを解決するためにCR時定数を大きくするこ
とが考えられるが、基板上のコンデンサおよび抵抗器の
チップ面積が増大し集積化が困難になる。
In this CR detection type power-on reset circuit, the time from when the power is turned on to when the output terminal 107 becomes low level (hereinafter, referred to as a reset time) is determined by the CR time constant of the capacitor and the resistor. When the speed rises quickly, the reset time also becomes short. Therefore, the microcomputer may not be able to detect the reset signal. To solve this problem, it is conceivable to increase the CR time constant. However, the chip area of the capacitor and the resistor on the substrate increases, and integration becomes difficult.

CR検知型パワーオンリセット回路のこのような問題を
解決するため、従来から第7図に示す電圧検知型パワー
オンリセット回路が用いられている。
In order to solve such a problem of the CR detection type power-on reset circuit, a voltage detection type power-on reset circuit shown in FIG. 7 has been conventionally used.

第7図により電圧検知型パワーオンリセット回路の概
要を説明する。
The outline of the voltage detection type power-on reset circuit will be described with reference to FIG.

1bは電圧比較回路であり、電流源1、差動アンプ3b、
出力バッファ4により構成されている。なお、差動アン
プ3bのMOS型電界効果トランジスタ(以下、MOSFETまた
は単にトランジスタと呼ぶ)32はデプレッション型、そ
れ以外はエンハンスメント型MOSFETである。電圧比較回
路1bの入力端子14には電源電圧Vddを抵抗器11と抵抗器1
2とによって分圧した電圧Vdd′が印加され、入力端子15
には電源Vddからゲート保護用抵抗器13を介して電圧が
印加される。この入力端子15に印加される電圧は電圧比
較回路1bの基準電圧Vrefを決定する。
1b is a voltage comparison circuit, which includes a current source 1, a differential amplifier 3b,
An output buffer 4 is provided. The MOS field effect transistor (hereinafter, simply referred to as a MOSFET or simply a transistor) 32 of the differential amplifier 3b is a depletion type, and the others are enhancement type MOSFETs. The power supply voltage Vdd is connected to the input terminal 14 of the voltage comparison circuit 1b by the resistor 11 and the resistor 1.
2 and the divided voltage Vdd 'is applied, and the input terminal 15
Is applied with a voltage from the power supply Vdd via the gate protection resistor 13. The voltage applied to the input terminal 15 determines the reference voltage Vref of the voltage comparison circuit 1b.

ここで、電源がオンしているときのトランジスタ31の
ドレイン電流Id3は、トランジスタ32のドレイン電流Id3
2とトランジスタ33のドレイン電流Id33との和で、 Id31=Id32+Id33 と表わされる。上述したようにトランジスタ32はデプレ
ッション型、トランジスタ33はエンハンスメント型とし
て、電源投入時はトランジスタ32のMOS抵抗がトランジ
スタ33のMOS抵抗より小さくなるようにしているので、
電源投入時はトランジスタ32のドレイン電流Id32がトラ
ンジスタ33のドレイン電流Id33よりも大きくなり、トラ
ンジスタ34,35のゲート電位がそれらのVthよりも高くな
ってトランジスタ34,35はオン側に駆動される。
Here, the drain current Id3 of the transistor 31 when the power is on is the drain current Id3 of the transistor 32.
The sum of 2 and the drain current Id33 of the transistor 33 is expressed as Id31 = Id32 + Id33. As described above, the transistor 32 is a depletion type, and the transistor 33 is an enhancement type. When the power is turned on, the MOS resistance of the transistor 32 is smaller than the MOS resistance of the transistor 33.
When the power is turned on, the drain current Id32 of the transistor 32 becomes larger than the drain current Id33 of the transistor 33, and the gate potentials of the transistors 34 and 35 become higher than their Vth, so that the transistors 34 and 35 are driven on.

Id32>Id33であり、かつトランジスタ35がオン状態に
あると、トランジスタ35のドレインに接続されるトラン
ジスタ42のゲート電圧がそのVthまで上昇せず、トラン
ジスタ42はオフ側に駆動される。この結果、トランジス
タ42のドレイン電圧が上昇し、NOTゲート43のVthを越え
るので出力バッファ4はハイレベル信号を出力端子5へ
出力する。
If Id32> Id33 and the transistor 35 is on, the gate voltage of the transistor 42 connected to the drain of the transistor 35 does not increase to Vth, and the transistor 42 is driven off. As a result, the drain voltage of the transistor 42 rises and exceeds the Vth of the NOT gate 43, so that the output buffer 4 outputs a high-level signal to the output terminal 5.

このように、Id32>Id33の間はトランジスタ42がオフ
するので出力端子5はハイレベルになることがわかる。
As described above, since the transistor 42 is turned off while Id32> Id33, the output terminal 5 is at a high level.

ここで、トランジスタ32のゲートは抵抗13を介してVd
dと接続され、そのゲート電圧Vrefの上昇速度はVddの上
昇速度に依存する。一方、トランジスタ33のゲート電圧
は抵抗11と12で分圧されたVdd′であり、その上昇速度
はVrefよりも遅い。そのため、トランジスタ32のドレイ
ンソース電圧をVref′、トランジスタ33のドレインソー
ス電圧をVdd″とするとき、Vdd、Vdd′、Vdd″、Vref′
は第8図のように経時変化し、時刻t1においてVref′>
Vdd″となる。
Here, the gate of the transistor 32 is connected to Vd through the resistor 13.
d, the rate of rise of the gate voltage Vref depends on the rate of rise of Vdd. On the other hand, the gate voltage of the transistor 33 is Vdd 'divided by the resistors 11 and 12, and its rising speed is slower than Vref. Therefore, when the drain-source voltage of the transistor 32 is Vref 'and the drain-source voltage of the transistor 33 is Vdd ", Vdd, Vdd', Vdd", Vref '
The changes over time as FIG. 8, Vref at time t 1 '>
Vdd ".

時刻t1でトランジスタ33のドレインソース電圧Vdd″
がトランジスタ32のドレインソース電圧Vref′よりも低
くなると、すなわちトランジスタ33のMOS抵抗がトラン
ジスタ32よりも小さくなると、トランジスタ33のドレイ
ン電流Idはトランジスタ32のドレイン電流Id32よりも大
きくなる。そのため、トランジスタ32のドレイン電位は
低下し、トランジスタ34,35をオフ側に駆動する一方、I
d33をトランジスタ35が流しきれず、トランジスタ35の
ドレイン電位、すなわち、トランジスタ42のゲート電位
が上昇してトランジスタ42はオン側に移行する。さらに
この結果、トランジスタ42のドレイン電位が低下してNO
Tゲート43のVth以下になり、すなわち、出力バッファ4
はローレベル信号を出力端子5へ出力する。つまり、t
=t1でこのパワーオンリセット回路の出力はローレベル
に反転する。
At time t1, the drain-source voltage Vdd ″ of the transistor 33
Becomes lower than the drain-source voltage Vref ′ of the transistor 32, that is, when the MOS resistance of the transistor 33 becomes smaller than that of the transistor 32, the drain current Id of the transistor 33 becomes larger than the drain current Id32 of the transistor 32. As a result, the drain potential of the transistor 32 decreases, and the transistors 34 and 35 are driven to the off side.
The transistor 35 cannot fully flow d33, and the drain potential of the transistor 35, that is, the gate potential of the transistor 42 rises, and the transistor 42 shifts to the ON side. Further, as a result, the drain potential of the transistor 42 decreases and NO
Vth of the T gate 43 or lower, that is, the output buffer 4
Outputs a low level signal to the output terminal 5. That is, t
= T1, the output of this power-on reset circuit is inverted to a low level.

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来のパワーオンリセット
回路では、差動アンプ部にスレッシュホールド電圧Vth
の製造上のバラツキの多いデプレッション型MOSFETを用
いて基準電圧を生成する構成としているため、動作時の
電源電圧の変動と電源投入時の電源電圧の立ち上がり時
間の変動とによってパワーオンリセット回路のリセット
時間が大きく変化するという問題がある上、デプレッシ
ョン型MOSFETは製造工数が多くかかるという問題があ
る。
C. Problems to be Solved by the Invention However, in such a conventional power-on reset circuit, the threshold voltage Vth
Since the reference voltage is generated using a depletion-type MOSFET that has a lot of manufacturing variations, the power-on reset circuit is reset by fluctuations in the power supply voltage during operation and fluctuations in the rise time of the power supply voltage when the power is turned on. In addition to the problem that the time greatly changes, the depletion-type MOSFET also requires a large number of manufacturing steps.

本発明の技術的課題は、MOSFETのスレッシュホールド
電圧のバラツキの影響が少なくしてパワーオンリセット
回路のリセット時間を一定にし、さらに、パワーオンリ
セット回路の製造工数を低減することにある。
A technical object of the present invention is to reduce the influence of variations in threshold voltages of MOSFETs, to make the reset time of the power-on reset circuit constant, and to reduce the number of manufacturing steps of the power-on reset circuit.

D.課題を解決するための手段および作用 一実施例を示す第1図に対応づけて本発明を説明する
と、本発明は電源電圧に応じてゲートに印加されるゲー
ト電圧に従ったドレイン電流を得る第1のMOSFET33と、
この第1のMOSFET33とソースが並列に接続され、基準電
圧に応じてゲートに印加されるゲート電圧に従ったドレ
イン電流を得る第2のMOSFET32と、電源の投入に伴う第
1のMOSFETのゲート電圧の上昇により第1および第2の
MOSFETのドレイン電流の大きさが反転するまではリセッ
ト信号を出力する出力手段4,51とを備えるMOSFETを用い
たパワーオンリセット回路に適用し、第1および第2の
MOSFET33,32をエンハンスメント型で形成し、第1のMOS
FET33または第2のMOSFET32の基板にバイアス電圧を印
加することにより、上記技術的課題を達成する。
D. Means and Solution for Solving the Problems The present invention will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment. The present invention relates to a method of generating a drain current according to a gate voltage applied to a gate in accordance with a power supply voltage. A first MOSFET 33 to obtain;
The first MOSFET 33 and the source are connected in parallel, a second MOSFET 32 that obtains a drain current according to a gate voltage applied to the gate in accordance with a reference voltage, and a gate voltage of the first MOSFET when power is turned on. Of the first and second
The present invention is applied to a power-on reset circuit using a MOSFET having output means 4 and 51 for outputting a reset signal until the magnitude of the drain current of the MOSFET is inverted.
MOSFETs 33 and 32 are formed in an enhancement type, and the first MOS
The above technical problem is achieved by applying a bias voltage to the substrate of the FET 33 or the second MOSFET 32.

なお、本発明の構成を説明する上記D項では、本発明
を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これに
より本発明が実施例に限定されるものではない。
In the above section D describing the configuration of the present invention, although the drawings of the embodiments are used for easy understanding of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments.

E.実施例 −第1の実施例− 第1図は、本発明の第1の実施例を示す回路図であ
る。
E. Embodiment -First Embodiment- FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

1は電圧比較回路であり、電流源2と、差動アンプ3
および出力バッファ4から構成される。電流源2はトラ
ンジスタ21と22から構成され、差動アンプ3のトランジ
スタ31と出力バッファ4のトランジスタ41のゲートに一
定電圧を供給する。
Reference numeral 1 denotes a voltage comparison circuit, which includes a current source 2 and a differential amplifier 3
And an output buffer 4. The current source 2 includes transistors 21 and 22, and supplies a constant voltage to the transistor 31 of the differential amplifier 3 and the gate of the transistor 41 of the output buffer 4.

差動アンプ3はエンハンスメント型MOSFETトランジス
タ31〜35により構成され、トランジスタ32の基板電位は
電源Vddに、トランジスタ33の基板電位は同トランジス
タのソース電位に接続される。すなわち、トランジスタ
32の基板が逆バイアスされる。このように、トランジス
タ32の基板にのみバイアスをかけるのは次の理由によ
る。
The differential amplifier 3 includes enhancement-type MOSFET transistors 31 to 35. The substrate potential of the transistor 32 is connected to the power supply Vdd, and the substrate potential of the transistor 33 is connected to the source potential of the transistor. That is, the transistor
32 substrates are reverse biased. The reason why the bias is applied only to the substrate of the transistor 32 is as follows.

第2図は基板バイアス電圧Vbsとスレッシュホールド
電圧Vthの関係を示し、図示するように基板バイアス電
圧Vbsの絶対値が増加するにつれてスレッシュホールド
電圧Vthも増加する。しかし、Vthの増加率は、Vbsの絶
対値が増加すると減少する。すなわち、ΔVth1>ΔVth2
となる。したがって、予め半導体基板にバイアス電圧Vb
sをかけておけば、回路の動作中に何らかの影響で実効
的なバイアス値に変動が生じても、Vthは大きく変動す
ることはない。つまり、電圧比較回路1の基板電圧Vre
f′を決定するトランジスタ32のVthの安定化が図れる。
FIG. 2 shows the relationship between the substrate bias voltage Vbs and the threshold voltage Vth. As shown in the figure, as the absolute value of the substrate bias voltage Vbs increases, the threshold voltage Vth also increases. However, the rate of increase of Vth decreases as the absolute value of Vbs increases. That is, ΔVth1> ΔVth2
Becomes Therefore, the bias voltage Vb
By multiplying by s, even if the effective bias value fluctuates due to some influence during the operation of the circuit, Vth does not largely fluctuate. That is, the substrate voltage Vre of the voltage comparison circuit 1
Vth of the transistor 32 that determines f 'can be stabilized.

さらに、差動アンプ3のトランジスタ33のゲートには
電源電圧Vddを抵抗器11と12とによって分圧した電圧Vd
d′が入力端子14を介して印加される。また、差動アン
プ3のトランジスタ32のゲートは抵抗器13と入力端子15
とを介して接地電位Vssに接続され、基準電位Vrefが印
加される。
Further, a voltage Vd obtained by dividing the power supply voltage Vdd by the resistors 11 and 12 is connected to the gate of the transistor 33 of the differential amplifier 3.
d 'is applied via input terminal 14. The gate of the transistor 32 of the differential amplifier 3 is connected to the resistor 13 and the input terminal 15.
To the ground potential Vss, and the reference potential Vref is applied.

トランジスタ31は、トランジスタ32とトランジスタ33
のドレイン電流を供給し、トランジスタ32とトランジス
タ33のドレイン電流の和が常に一定となるように制御す
る。
Transistor 31 is composed of transistors 32 and 33
Is controlled so that the sum of the drain currents of the transistors 32 and 33 is always constant.

出力バッファ4はトランジスタ41,42とNOTゲート43.4
4から構成され、差動アンプ3からの出力を増幅してイ
ンバータ51へ出力し、出力端子5にパワーオンリセット
信号が出力される。
Output buffer 4 is composed of transistors 41 and 42 and NOT gate 43.4
4, the output from the differential amplifier 3 is amplified and output to the inverter 51, and the power-on reset signal is output to the output terminal 5.

次に、第1図に示す回路の各部の電圧変化を示す第3
図を参照して第1の実施例の動作を説明する。
Next, FIG. 3 shows a voltage change of each part of the circuit shown in FIG.
The operation of the first embodiment will be described with reference to the drawings.

第8図の説明と同様、電源電圧をVdd、トランジスタ3
3のゲート電圧をVdd′、ドレインソース電圧をVdd″,
トランジスタ32のドレインソース電圧をVref′とすると
き、これらの経時変化は第3図のように示すことができ
る。
As in the description of FIG. 8, the power supply voltage is Vdd, and the transistor 3
3, the gate voltage is Vdd ′, the drain-source voltage is Vdd ″,
When the drain-source voltage of the transistor 32 is Vref ', these changes with time can be shown as in FIG.

第3図において、トランジスタ32のドレインソース電
圧Vref′は一定値をとり、トランジスタ33のドレインソ
ース電圧Vdd″はそのゲート電圧Vdd′に依存する。時刻
t=0で電源Vddが投入されると、電圧比較回路1の入
力端子14の電圧Vdd′は第3図に示すように上昇する。
時刻t=t2まではトランジスタ33のドレインソース電圧
Vdd″はトランジスタ32のドレインソース電圧Vref′よ
り低く、すなわち、トランジスタ33のMOS抵抗はトラン
ジスタ32のMOS抵抗より小さいので、トランジスタ33の
ドレイン電流Idはトランジスタ32のドレイン電流Idより
も大きい。この結果、トランジスタ35のドレイン電流Id
はトランジスタ33のドレイン電流Idを流しきれず、トラ
ンジスタ33のドレイン電位は高くなり、トランジスタ42
のゲート電圧が上昇してトランジスタ42はオン側に移行
する。これによってトランジスタ42のドレイン電位は低
下し、NOTゲート43のVth以下になる。すなわち、出力バ
ッファ4はローレベル信号をインバータ51へ出力する。
インバータ51はこの入力信号をローレベルからハイレベ
ルに反転して出力端子5へ出力する。つまり、時刻t=
t2まではパワーオンリセット回路の出力はハイレベルと
なる。
3, the drain-source voltage Vref 'of the transistor 32 takes a constant value, and the drain-source voltage Vdd "of the transistor 33 depends on its gate voltage Vdd'. When the power supply Vdd is turned on at time t = 0, The voltage Vdd 'at the input terminal 14 of the voltage comparison circuit 1 rises as shown in FIG.
Until time t = t2, the drain-source voltage of the transistor 33
Vdd ″ is lower than the drain-source voltage Vref ′ of the transistor 32, that is, since the MOS resistance of the transistor 33 is smaller than the MOS resistance of the transistor 32, the drain current Id of the transistor 33 is larger than the drain current Id of the transistor 32. , The drain current Id of the transistor 35
Cannot flow the drain current Id of the transistor 33, the drain potential of the transistor 33 increases,
And the transistor 42 shifts to the ON side. As a result, the drain potential of the transistor 42 decreases and becomes equal to or lower than Vth of the NOT gate 43. That is, the output buffer 4 outputs a low level signal to the inverter 51.
Inverter 51 inverts this input signal from low level to high level and outputs it to output terminal 5. That is, time t =
Until t2, the output of the power-on reset circuit becomes high level.

次にt=t2になると、トランジスタ33のドレインソー
ス電圧Vdd″がトランジスタ32のドレインソース電圧Vre
f′を越えるので、トランジスタ32のMOS抵抗はトランジ
スタ33のMOS抵抗より小さくなり、トランジスタ32のド
レイン電流Idがトランジスタ33のドレイン電流より増加
する。従って、トランジスタ32のドレイン電位、すなわ
ち、トランジスタ35のゲート電圧が上昇し、トランジス
タ35はオン側に駆動される。そして、トランジスタ42の
ゲート電圧が低下してトランジスタ42がオフ側に移行す
ると、トランジスタ42のドレイン電位が上昇し、NOTゲ
ート43のVthを越える。すなわち、出力バッファ4はハ
イレベル信号をインバータ51へ出力する。インバータ51
はこの入力のハイレベル信号をローレベルに反転して出
力端子5へ出力する。
Next, when t = t2, the drain-source voltage Vdd ″ of the transistor 33 becomes the drain-source voltage Vre of the transistor 32.
Since it exceeds f ', the MOS resistance of the transistor 32 becomes smaller than the MOS resistance of the transistor 33, and the drain current Id of the transistor 32 increases more than the drain current of the transistor 33. Therefore, the drain potential of the transistor 32, that is, the gate voltage of the transistor 35 increases, and the transistor 35 is driven to the ON side. Then, when the gate voltage of the transistor 42 decreases and the transistor 42 shifts to the off side, the drain potential of the transistor 42 increases and exceeds the Vth of the NOT gate 43. That is, the output buffer 4 outputs a high-level signal to the inverter 51. Inverter 51
Inverts the input high level signal to a low level and outputs it to the output terminal 5.

このように、第1の実施例のパワーオンリセット回路
の出力は、時刻t=t2まではハイレベル、t=t2以後は
ローレベルになる。そしてこのとき、基準電圧Vref′を
形成するMOSトランジスタ32をエンハンスメント型とし
かつその基板にバイアス電圧を印加しているから、基準
電圧Vref′が電源電圧の影響を受けることがなく、所定
のリセットパルスを生成できる。
As described above, the output of the power-on reset circuit of the first embodiment is at a high level until time t = t2, and at a low level after t = t2. At this time, since the MOS transistor 32 forming the reference voltage Vref 'is of the enhancement type and a bias voltage is applied to its substrate, the reference voltage Vref' is not affected by the power supply voltage and the predetermined reset pulse Can be generated.

−第2の実施例− 第4図は第2の実施例を示す回路図である。第1の実
施例と同一の部材に対しては同符号を付して相違点を中
心に説明する。
Second Embodiment FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will focus on differences.

第1の実施例と同様に、差動アンプ3aは全てエンハン
スメント型MOSFETにより構成し、トランジスタ133の基
板電位は電源Vddに、トランジスタ132の基板電位は同ト
ランジスタのソース電位にされる。すなわち、上述した
と同様の理由によりトランジスタ133の基板のみを逆バ
イアスする。さらに、トランジスタ132のゲートには電
源電圧Vddを抵抗器11と12とによって分圧した電圧Vdd′
が、電圧比較回路1aの入力端子15を介して印加され、ト
ランジスタ1332のゲートには抵抗器13および入力端子14
を介して接地電圧Vssが印加される。
As in the first embodiment, the differential amplifier 3a is entirely constituted by an enhancement type MOSFET, and the substrate potential of the transistor 133 is set to the power supply Vdd, and the substrate potential of the transistor 132 is set to the source potential of the transistor. That is, only the substrate of the transistor 133 is reverse-biased for the same reason as described above. Further, a voltage Vdd ′ obtained by dividing the power supply voltage Vdd by the resistors 11 and 12 is provided at the gate of the transistor 132.
Is applied through the input terminal 15 of the voltage comparison circuit 1a, and the resistor 13 and the input terminal 14
Is applied with the ground voltage Vss.

第5図は、第4図に示す回路各部の電圧の経時変化を
示すタイムチャートであり、第4図,第5図により第2
の実施例の動作を説明する。
FIG. 5 is a time chart showing the change over time of the voltage of each part of the circuit shown in FIG. 4, and FIG.
The operation of this embodiment will be described.

電源Vddが投入されてからt=t3まではトランジスタ1
33のドレインソース電圧Vref′がトランジスタ132のド
レインソース電圧Vdd″より高い、すなわちトランジス
タ133のMOS抵抗はトランジスタ132のMOS抵抗より大き
く、トランジスタ132のドレイン電流Idはトランジスタ1
33のドレイン電流Idより大きい。したがって、トランジ
スタ34,35のゲート電圧を決定するトランジスタ132のド
レイン電位が高くなり、トランジスタ34,35はオン側に
駆動される。そして、トランジスタ35のドレイン電位が
低くなり、トランジスタ42をオフ側に駆動する。これに
よってトランジスタ42のドレイン電位が上昇してNOTゲ
ート43のVthを越えると、出力バッファ4はハイレベル
信号を出力端子5へ出力する。
The transistor 1 is used until t = t3 after the power supply Vdd is turned on.
33, the drain-source voltage Vref ′ is higher than the drain-source voltage Vdd ″ of the transistor 132, that is, the MOS resistance of the transistor 133 is larger than the MOS resistance of the transistor 132, and the drain current Id of the transistor 132 is
It is larger than the drain current Id of 33. Therefore, the drain potential of the transistor 132 that determines the gate voltage of the transistors 34 and 35 increases, and the transistors 34 and 35 are driven to the ON side. Then, the drain potential of the transistor 35 decreases, and the transistor 42 is turned off. As a result, when the drain potential of the transistor 42 rises and exceeds the Vth of the NOT gate 43, the output buffer 4 outputs a high-level signal to the output terminal 5.

次に、t=t3になると、トランジスタ133のドレイン
ソース電圧Vref′がトランジスタ132のドレインソース
電圧Vdd″より低くなると、トランジスタ132よりもトラ
ンジスタ133のMOS抵抗が小さくなり、トランジスタ133
のドレイン電流Idがトランジスタ132のドレイン電流Id
よりも大きくなる。トランジスタ132のドレイン電流Id
が減少すると、そのドレイン電位が低下してトランジス
タ35をオフ側に駆動するので、トランジスタ35はトラン
ジスタ133のドレイン電流を流しきれず、ドレイン電位
が上昇してトランジスタ43がオン状態になる。さらに、
トランジスタ42のドレイン電位が低下してNOTゲート43
のVthよりも低くなり、出力バッファ4は出力端子5か
らローレベル信号を出力する。
Next, when t = t3, when the drain-source voltage Vref ′ of the transistor 133 becomes lower than the drain-source voltage Vdd ″ of the transistor 132, the MOS resistance of the transistor 133 becomes smaller than that of the transistor 132, and
Is the drain current Id of the transistor 132
Larger than. Drain current Id of transistor 132
Decreases, the drain potential of the transistor decreases, and the transistor 35 is driven to the off side. Therefore, the transistor 35 cannot fully flow the drain current of the transistor 133, the drain potential increases, and the transistor 43 is turned on. further,
The drain potential of the transistor 42 drops and the NOT gate 43
, And the output buffer 4 outputs a low-level signal from the output terminal 5.

このように、第2の実施例のパワーオンリセット回路
は、時刻t=t3まではハイレベル信号を、t=t3以後は
ローレベルを出力し、上述したと同様の理由により電源
電圧に影響を受けずに安定したりリセットパルスを出力
できる。
As described above, the power-on reset circuit of the second embodiment outputs a high-level signal until time t = t3, and outputs a low-level signal after t = t3, and affects the power supply voltage for the same reason as described above. It can stabilize without receiving and output reset pulse.

なお、第1,第2の実施例では、トランジスタ32,132に
基板バイアスをかけたが、逆にトランジスタ33,133に基
板バイアスをかけても同様な効果が得られる。また、差
動アンプ3,3aのトランジスタ32,33,132,133にPチャネ
ルMOSFETを用いたが、NチャネルMOSFETを用いて構成し
てもよい。なおこのとき、トランジスタ21,22,31,41も
NチャネルMOSFETにし、トランジスタ34,35,42はPチャ
ネルMOSFETにするとともに、電源とグランドを逆にする
必要がある。
Although the substrate bias is applied to the transistors 32 and 132 in the first and second embodiments, the same effect can be obtained by applying a substrate bias to the transistors 33 and 133. Further, although P-channel MOSFETs are used for the transistors 32, 33, 132, and 133 of the differential amplifiers 3, 3a, they may be configured using N-channel MOSFETs. At this time, the transistors 21, 22, 31, and 41 must also be N-channel MOSFETs, and the transistors 34, 35, and 42 must be P-channel MOSFETs, and the power supply and the ground must be reversed.

F.発明の効果 以上説明したように本発明によれは、エンハンスメン
ト型MOSFETを用いて差動増幅器を構成し、さらに基準電
圧が印加されるトランジスタまたは電源電圧が印加され
るトランジスタのいずれか一方の基板をバイアスする回
路としたので、動作中のスレッシュホールド電圧の変動
による影響が少なくなり、電源の立ち上がり時間によっ
てパワーオンリセット回路のリセット時間の変動が減少
する。また、エンハンスメント型MOSFETにより構成した
ことにより、製造工数が低減される。
F. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a differential amplifier is configured using an enhancement-type MOSFET, and furthermore, one of a transistor to which a reference voltage is applied and a transistor to which a power supply voltage is applied. Since the circuit is used to bias the substrate, the influence of the fluctuation of the threshold voltage during operation is reduced, and the fluctuation of the reset time of the power-on reset circuit is reduced by the rise time of the power supply. In addition, the configuration using the enhancement type MOSFET reduces the number of manufacturing steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
基板バイアス電圧とスレッシュホールド電圧の関係を示
す図、第3図は第1の実施例を示す第1図の回路各部の
電圧の経時変化を示すタイムチャート、第4図は第2の
実施例を示す回路図、第5図は第4図に示す回路各部の
電圧の経時変化を示すタイムチャート、第6図は従来の
CR型パワーオンリセット回路の回路図、第7図は従来の
電圧検知型パワーオンリセット回路の回路図、第8図は
第7図に示す回路各部の電圧の経時変化を示すタイムチ
ャートである。 1:電圧比較回路、2:電流源 3:差動アンプ、4:出力バッファ 5:出力、11,12,13:抵抗器 21,22,31〜35,41,42:MOSFET 43,44:NOTゲート、51:インバータ
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a substrate bias voltage and a threshold voltage, and FIG. 3 is a circuit of FIG. 1 showing a first embodiment. FIG. 4 is a circuit diagram showing the second embodiment, FIG. 4 is a circuit diagram showing the second embodiment, FIG. 5 is a time chart showing the temporal change of the voltage of each circuit shown in FIG. 4, and FIG. Traditional
FIG. 7 is a circuit diagram of a CR type power-on reset circuit, FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional voltage detection type power-on reset circuit, and FIG. 8 is a time chart showing a temporal change of the voltage of each circuit shown in FIG. 1: Voltage comparison circuit, 2: Current source 3: Differential amplifier, 4: Output buffer 5: Output, 11, 12, 13: Resistor 21, 22, 31 to 35, 41, 42: MOSFET 43, 44: NOT Gate, 51: inverter

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電源電圧に応じてゲートに印加されるゲー
ト電圧に従ったドレイン電流を得る第1のMOSFETと、 この第1のMOSFETとソースが並列に接続され、基準電圧
に応じてゲートに印加されるゲート電圧に従ったドレイ
ン電流を得る第2のMOSFETと、 電源の投入を伴う第1のMOSFETのゲート電圧の上昇によ
り第1および第2のMOSFETのドレイン電流の大きさが反
転するまではリセット信号を出力する出力手段とを具備
するMOSFETを用いたパワーオンリセット回路において、 前記第1および第2のMOSFETをエンハンスメント型で形
成し、第1または第2のMOSFETの基板にバイアス電圧を
印加することを特徴とするMOSFETを用いたパワーオンリ
セット回路。
A first MOSFET for obtaining a drain current according to a gate voltage applied to a gate according to a power supply voltage; a first MOSFET and a source connected in parallel; A second MOSFET that obtains a drain current according to an applied gate voltage, and until the magnitudes of the drain currents of the first and second MOSFETs are inverted due to a rise in the gate voltage of the first MOSFET accompanying power-on. Is a power-on reset circuit using a MOSFET having output means for outputting a reset signal, wherein the first and second MOSFETs are formed of an enhancement type, and a bias voltage is applied to a substrate of the first or second MOSFET. A power-on reset circuit using a MOSFET, which is applied.
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