JP4435790B2 - Semiconductor circuit and power-on reset device - Google Patents
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Description
本発明は、2次電池を使用する各種携帯機器の半導体回路および該半導体回路を有するパワーオンリセット装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor circuit of various portable devices using a secondary battery and a power-on reset device having the semiconductor circuit.
従来、電子機器の電源投入時に自動的にリセットを行わせるパワーオンリセット回路としては、抵抗とコンデンサを電源とグランド間に直列接続し、上記抵抗とコンデンサの中点にバッファを介してリセット出力線を接続するものがある。
電源を投入することにより、抵抗とコンデンサの時定数に基づいて上記中点の電位を上昇させていき、一定電位になったとき、バッファから出力線にリセット信号が出力されるようになっていた。
Conventionally, as a power-on reset circuit that automatically resets an electronic device when the power is turned on, a resistor and a capacitor are connected in series between the power source and the ground, and a reset output line is connected to the midpoint of the resistor and capacitor via a buffer. There is something to connect.
By turning on the power, the potential at the midpoint was raised based on the time constant of the resistor and capacitor, and when the potential became constant, a reset signal was output from the buffer to the output line. .
しかしながら、時定数を大きくするためには、高抵抗を使用する必要があり、高抵抗の場合には、雑音が存在する場合には誤動作するおそれもある。また、電源変動により、リセット信号が不安定になるおそれもあった。
そこで、リセット信号を安定して生成するために、例えば、特開2001−292054号公報に記載のパワーオンリセット回路が提案されている。
However, in order to increase the time constant, it is necessary to use a high resistance. In the case of a high resistance, there is a risk of malfunction if noise is present. In addition, the reset signal may become unstable due to power fluctuation.
Therefore, in order to stably generate the reset signal, for example, a power-on reset circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-292854 has been proposed.
上記公報に記載のパワーオンリセット回路は、図2に示すように、抵抗とコンデンサの代りに、トランジスタN1とN2からなる検出回路と、フリップフロップ回路(インバータNpとNmとコンデンサCp,Cm)とから構成される。
図2において、電源が投入されると、電源電圧VDDが順々に上昇して飽和値となり、MOSトランジスタN1がオンし、コンデンサCpの電荷がMOSトランジスタN1,N2を通してクランドVSSに放電されるので、フリップフロップ回路の入力電圧V1は低下し、フリップフロップの出力電圧PrはLレベルからHレベルに切り換わる。このように、図2の回路は、検出回路N1,N2の検出レベルが一定値になったときに、安定状態が反転するので、確実にリセット信号が得られる。
As shown in FIG. 2, the power-on reset circuit described in the above publication includes a detection circuit including transistors N1 and N2, a flip-flop circuit (inverters Np and Nm, and capacitors Cp and Cm) instead of resistors and capacitors. Consists of
In FIG. 2, when the power is turned on, the power supply voltage VDD rises and becomes a saturated value, the MOS transistor N1 is turned on, and the charge of the capacitor Cp is discharged to the ground VSS through the MOS transistors N1 and N2. The input voltage V1 of the flip-flop circuit decreases, and the output voltage Pr of the flip-flop is switched from the L level to the H level. As described above, the circuit shown in FIG. 2 can reliably obtain a reset signal because the stable state is inverted when the detection levels of the detection circuits N1 and N2 become constant values.
しかし、図2の回路においては、電源電圧が上昇すると、出力を変化させることは従来と同じであるが、容量比によるクリティカルな動作になるとともに、フリップフロップ回路Np,Nmのトランジスタを電源投入時にコンデンサCpとCmにより初期化されているため、コンデンサCp,Cmのためのレイアウトエリアを必要としている。 However, in the circuit of FIG. 2, when the power supply voltage rises, the output is changed as in the prior art. Since it is initialized by the capacitors Cp and Cm, a layout area for the capacitors Cp and Cm is required.
このように、従来のパワーオンリセット装置では、トランジスタが十分に動作する電圧になるまでリセット信号が出なかったり、あるいは上記公報に記載の技術のように、コンデンサおよび抵抗を使用することにより、コンデンサや抵抗のレイアウトエリアを多く必要とすると言う問題があった。
従って、できれば、パワーオンリセット装置の構成素子数を少なくし、レイアウト面積を縮小した構成のものにすることが望ましい。また、高抵抗を使用せずに、雑音が乗っても誤動作を起こさないようにすることが必要である。
As described above, in the conventional power-on reset device, the reset signal is not output until the voltage at which the transistor operates sufficiently, or the capacitor and the resistor are used as in the technique described in the above publication. In addition, there is a problem that a large layout area for resistors is required.
Therefore, if possible, it is desirable to reduce the number of constituent elements of the power-on reset device and reduce the layout area. In addition, it is necessary not to cause a malfunction even if noise is applied without using a high resistance.
そこで、本発明の目的は、これら従来の課題を解決し、コンデンサや抵抗を使用することなく、構成素子数が少なく、レイアウト面積を縮小した構成の半導体回路およびそのパワーオンリセット装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve these conventional problems, and to provide a semiconductor circuit having a reduced number of constituent elements and a reduced layout area, without using capacitors and resistors, and a power-on reset device thereof. It is in.
上記目的を達成するため、本発明による半導体回路を有するパワーオンリセット装置は、トランジスタが動作可能となる電源電圧の値になったことを知らせることを特徴としている。
また、本発明の半導体回路は、抵抗素子および容量素子を含むことなく、パワーオンリセット装置の特性を達成することを特徴としている。
また、トランジスタが動作可能となる電源電圧の値になったことを知らせ、電源電圧がゼロにおいて特定の制御を可能とすることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a power-on reset device having a semiconductor circuit according to the present invention is characterized by notifying that a value of a power supply voltage at which a transistor is operable has been reached.
The semiconductor circuit of the present invention is characterized in that the characteristics of the power-on reset device are achieved without including a resistance element and a capacitance element.
Further, it is notified that the value of the power supply voltage at which the transistor can operate is notified, and specific control can be performed when the power supply voltage is zero.
また、抵抗素子および容量素子を含むことなく、上記特性を達成することを特徴としている。
さらに、PチャネルMOSトランジスタM1,MPと、NチャネルMOSトランジスタM3,Mnと、抵抗(ディプレションMOSトランジスタM2)とからなることを特徴としている(図1参照)。
In addition, the above characteristics are achieved without including a resistance element and a capacitor element.
Further, it is characterized by comprising P-channel MOS transistors M1 and MP, N-channel MOS transistors M3 and Mn, and a resistor ( depletion MOS transistor M2 ) (see FIG. 1).
以上説明したように、本発明によれば、コンデンサや抵抗を使用することなく、構成素子数が少なく、レイアウト面積を縮小した構成の半導体回路およびそのパワーオンリセット装置を実現することができる。また、電源電圧が回路素子を動作させるに不十分な低い電圧レベルで回路をリセット状態にすることができるので、電源がトランジスタを動作させるに十分な電圧まで立ち上がったときに初期状態を用意しておくことができ、不確定な動作を引き起こすことがないという効果を奏する。また、少ないトランジスタの構成要素で上記作用を生じさせることができるので、構成要素のレイアウト面積を狭くすることができる。さらに、2次電池を電源として動作する半導体装置では、2次電池がゼロの場合から半導体装置の回路を構成するトランジスタが動作可能になる電圧までの間でも、決められた初期状態を生じさせることができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor circuit and a power-on reset device thereof having a configuration in which the number of constituent elements is small and the layout area is reduced without using capacitors or resistors. Also, the power supply voltage can reset the circuit at a low voltage level that is insufficient to operate the circuit elements, so prepare an initial state when the power supply rises to a voltage sufficient to operate the transistor. This is advantageous in that it does not cause uncertain movements. In addition, since the above effect can be generated with a small number of transistor components, the layout area of the components can be reduced. Furthermore, in a semiconductor device that operates using a secondary battery as a power source, a predetermined initial state is generated even when the secondary battery is zero to a voltage at which the transistors that constitute the circuit of the semiconductor device can operate. There is an effect that can be.
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例を示す半導体回路を有するパワーオンリセット装置の回路図である。
本実施例の回路構成は、図1に示すように、電源2とグランド3間にPチャネルMOSトランジスタM1、ディプレションMOSトランジスタM2、およびNチャネルMOSトランジスタM3からなる直列回路と、PチャネルMOSトランジスタMP、およびNチャネルMOSトランジスタMnからなるインバータ回路とを並列に接続した構成を有している。そして、PチャネルMOSトランジスタMPのソース側とNチャネルMOSトランジスタMnのソース側にパワーオンリセット出力線1を設けている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of a power-on reset device having a semiconductor circuit according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the circuit configuration of this embodiment includes a series circuit including a P-channel MOS transistor M1, a depletion MOS transistor M2, and an N-channel MOS transistor M3 between a
本実施例では、Pr0の電圧をゲート入力とするPチャネルMOSトランジスタMPとNチャネルMOSトランジスタMnのインバータ回路、およびPr00の電圧とPr0の電圧をそれぞれゲート入力とするPチャネルMOSトランジスタM1とNチャネルMOSトランジスタM3とで、フリップフロップを形成するとともに、ディプレションMOSトランジスタM2と直列接続されたPチャネルMOSトランジスタM1とNチャネルMOSトランジスタM3とで抵抗素子と容量素子の直列接続に類似させた時定数動作素子を形成している。 In this embodiment, an inverter circuit of a P-channel MOS transistor MP and an N-channel MOS transistor Mn having a Pr0 voltage as a gate input, and a P-channel MOS transistor M1 and an N-channel having a Pr00 voltage and a Pr0 voltage as gate inputs, respectively. When a flip-flop is formed with the MOS transistor M3, and a P-channel MOS transistor M1 and an N-channel MOS transistor M3 connected in series with the depletion MOS transistor M2 are similar to a series connection of a resistance element and a capacitive element A constant operating element is formed.
以下、動作を説明する。
PチャネルMOSトランジスタM1のゲートがディプレションMOSトランジスタM2のドレインPr00、NチャネルMOSトランジスタM3のゲートがPr00の電圧より高いディプレションMOSトランジスタM2のソースPr0となっていることにより、パワーオンリセット出力線1には、電源電圧VDDが特定のレベルに達するまでPr0の電圧レベルは電源2とグランド3の中間レベルとなり、上記特定のレベル以上の電源電圧VDDが供給されると、電源電圧VDDとほぼ同じH'レベルを出力するようになっている。
The operation will be described below.
Since the gate of the P-channel MOS transistor M1 is the drain Pr00 of the depletion MOS transistor M2, and the gate of the N-channel MOS transistor M3 is the source Pr0 of the depletion MOS transistor M2 higher than the voltage of Pr00, a power-on reset is performed. The voltage level of Pr0 is an intermediate level between the
PチャネルMOSトランジスタMPとNチャネルMOSトランジスタMnで構成されるインバータは、Pr0を入力としてPr0の上記中間レベルよりも高い電圧を入力電圧の閾値とするように、PチャネルMOSトランジスタMPとNチャネルMOSトランジスタMnのトランジスタサイズ値が設定されている。すなわち、上記インバータの出力(Pr)1は、入力のPr0が中間レベルのときには‘H’レベルを出力し、上記特定のレベル以上になると‘L’レベルを出力するようになっている。 The inverter composed of the P-channel MOS transistor MP and the N-channel MOS transistor Mn receives the Pr0 as an input and uses a voltage higher than the intermediate level of Pr0 as a threshold of the input voltage so that the P-channel MOS transistor MP and the N-channel MOS The transistor size value of the transistor Mn is set. In other words, the output (Pr) 1 of the inverter outputs a 'H' level when the input Pr0 is at an intermediate level, and outputs an 'L' level when the input Pr0 is above the specified level.
なお、ディプレションMOSトランジスタM2は、消費電流を抑える働きと、電圧降下を生じさせるために設けられるので、このトランジスタM2を抵抗素子などで置き換えることも可能である。
また、スタンバイモードを持つ電源装置に利用する際には、ディプレションMOSトランジスタM2とグランド3の間にスタンバイ時にオフするトランジスタを構成要素として付加することができる。
Note that the depletion MOS transistor M2 is provided to reduce current consumption and cause a voltage drop, so that the transistor M2 can be replaced with a resistance element or the like.
When used in a power supply device having a standby mode, a transistor that is turned off during standby can be added as a component between the depletion MOS transistor M2 and the ground 3.
このように、パワーオンリセット出力1は、電源電圧VDDが特定レベル以上になったことを検知することができるので、本実施例の回路では、構成素子数が少なく、かつレイアウト面積を縮小した構成で、パワーオンリセット信号を生成することができる。 As described above, the power-on reset output 1 can detect that the power supply voltage VDD has exceeded a specific level. Therefore, in the circuit of this embodiment, the number of constituent elements is small and the layout area is reduced. Thus, a power-on reset signal can be generated.
本発明の第1の特徴は、電源装置の電源立ち上がり時に信号を発生するパワーオンリセット装置において、電源電圧の値がPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタが動作可能となる値になったことを知らせる出力手段を有することである。
第1の特徴によれば、電源電圧が回路素子を動作させるに不十分な低い電圧レベルにおいて、回路をリセット状態にすることができるので、電源がトランジスタを動作させるに十分な電圧まで立ち上がったときに初期状態を用意しておくことができ、その結果、不確定な動作を引き起こすことがない、という効果を奏する。
A first feature of the present invention is that, in a power-on reset device that generates a signal when the power supply of the power supply device rises, the value of the power supply voltage becomes a value that enables the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor to operate. It has an output means to inform.
According to the first feature, when the power supply voltage rises to a voltage sufficient to operate the transistor, the circuit can be reset at a low voltage level that is insufficient to operate the circuit element. The initial state can be prepared in the above, and as a result, there is an effect that an uncertain operation is not caused.
本発明の第2の特徴は、上記の半導体回路において、抵抗素子および容量素子を含むことなく、それ以外の例えばトランジスタ素子等により、電源電圧がPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタが動作可能となる値になったことを知らせる手段を構成することである。
第2の特徴によれば、抵抗素子および容量素子を含むことなく、少ないトランジスタの構成素子で第1の特徴による作用を生じさせることができるので、構成要素のレイアウト面積を狭くすることができる。
The second feature of the present invention is that in the semiconductor circuit described above, the power supply voltage can be operated by a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor without including a resistor element and a capacitor element, for example, by a transistor element or the like. The means for notifying that the value is reached is configured.
According to the second feature, since the effect of the first feature can be generated with a small number of transistor constituent elements without including a resistance element and a capacitor element, the layout area of the constituent elements can be reduced.
本発明の第3の特徴は、2次電池充電・放電を制御する半導体装置において、トランジスタが動作可能となる電源電圧の値になったことを知らせ、電源電圧がゼロにおいて特定の制御を行う手段を有することである。
2次電池を電源として動作する半導体装置では、2次電池の電圧がゼロの場合から半導体装置の回路を構成するトランジスタが動作可能となる電圧までの間でも、決められた初期状態を生じさせることができる。
According to a third aspect of the present invention, in a semiconductor device that controls charging / discharging of a secondary battery, means for performing a specific control when the power supply voltage is zero, informing that the value of the power supply voltage at which the transistor is operable is reached. It is to have.
In a semiconductor device that operates using a secondary battery as a power source, a predetermined initial state is generated even when the voltage of the secondary battery is zero to a voltage at which a transistor constituting the circuit of the semiconductor device can operate. Can do.
本発明の第4の特徴は、上記第3の特徴を有する半導体回路において、抵抗素子および容量素子を含むことなく上記特性を達成することである。
また、本発明の第5の特徴は、図1に示す回路構成により、上記特性を達成することである。
第4および第5の特徴によれば、上記事項と全く同じ効果を奏する。
A fourth feature of the present invention is that the semiconductor circuit having the third feature achieves the above characteristics without including a resistance element and a capacitance element.
A fifth feature of the present invention is that the above characteristics are achieved by the circuit configuration shown in FIG.
According to the 4th and 5th characteristic, there exists the completely same effect as the said matter.
1:パワーオンリセット出力線
2:電源
3:グランド
M1,Mp:PチャネルMOSトランジスタ
M3,Mn:NチャネルMOSトランジスタ
M2:ディプレションMOSトランジスタ
VDD:電源電圧
VSS:グランド電圧
Pr0:インバータ回路入力電圧
Pr00:PチャネルMOSトランジスタM1のゲート入力電圧
1: Power-on reset output line 2: Power supply 3: Ground M1, Mp: P channel MOS transistor M3, Mn: N channel MOS transistor M2: Depletion MOS transistor VDD: Power supply voltage VSS: Ground voltage Pr0: Inverter circuit input voltage Pr00: Gate input voltage of the P-channel MOS transistor M1
Claims (2)
前記第一のPチャネルMOSトランジスタのドレイン出力と該抵抗の他方の端子の電圧をゲート入力とする第二のPチャネルMOSトランジスタと第二のNチャネルMOSトランジスタとからなり、該第二のPチャネルMOSトランジスタのドレインと該第二のNチャネルMOSトランジスタのドレイン間に出力端子を有するインバータ回路とを備え、
前記インバータ回路の閾値を前記電源の電圧と前記グランドの電圧の前記中間レベルの電圧より高くし、該抵抗の他方の端子の電圧が前記電源の電圧と前記グランドの電圧の中間レベルの電圧のときは‘H’レベルを、該抵抗の他方の端子の電圧が前記閾値以上のときは‘L’レベルを、前記インバータ回路の前記出力端子から出力するようにしたことを特徴とする半導体回路を有するパワーオンリセット装置。 A first P-channel MOS transistor, a resistor, and a first N-channel MOS transistor are connected in series between a power supply and a ground, and the gate of the first P-channel MOS transistor is connected to one terminal of the resistor. And the gate of the first N-channel MOS transistor is connected to the other terminal of the resistor, and the voltage of the other terminal of the resistor is maintained until the voltage of the power source reaches a predetermined voltage. When the voltage of the power supply becomes equal to or higher than the predetermined voltage, the voltage of the power supply is approximately the same as the voltage of the power supply,
The second P-channel MOS transistor comprises a second P-channel MOS transistor and a second N-channel MOS transistor having the drain output of the first P-channel MOS transistor and the voltage of the other terminal of the resistor as gate inputs. An inverter circuit having an output terminal between the drain of the MOS transistor and the drain of the second N-channel MOS transistor;
When the threshold value of the inverter circuit is set higher than the intermediate level voltage between the power supply voltage and the ground voltage, and the voltage at the other terminal of the resistor is the intermediate voltage between the power supply voltage and the ground voltage. Has a semiconductor circuit characterized in that the 'H' level is output from the output terminal of the inverter circuit when the voltage at the other terminal of the resistor is equal to or higher than the threshold value. Power-on reset device.
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