JP6299554B2 - Power-on reset circuit - Google Patents
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Description
本発明は、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.
パワーオンリセット回路は、電源が投入された直後において電源電圧が確保できない状態で回路の動作が安定しないことを回避するために、回路動作をリセット状態に保持し、動作電源が確保されてからリセット状態を解除するものである。近年、パワーオンリセットを行う対象となる回路は、微細化が進むにつれて回路に組み込むトランジスタの閾値電圧が低電圧化し、十分なリセットパルス幅を確保できなくなることがあった。 The power-on reset circuit keeps the circuit operation in the reset state and resets after the operating power is secured in order to avoid the unstable operation of the circuit when the power supply voltage cannot be secured immediately after the power is turned on. The state is released. In recent years, in a circuit to be subjected to power-on reset, as the miniaturization progresses, the threshold voltage of a transistor incorporated in the circuit is lowered, and a sufficient reset pulse width may not be ensured.
また、最近では、例えばICのインターフェースは5V,制御回路は1.8Vといった2電源構成のICが主流となりつつあるが、2電源用パワーオンリセット回路としては、従来、例えば5V系パワーオンリセット回路と同種の回路を1.8V系にも適用し、1.8Vから5Vへレベルシフトを介して、最後に論理をとり、リセット信号としたものがある。しかし、このものでは、リセット検出部が2つあり、回路規模が大きくなるという問題がある。 Recently, for example, an IC having a two power supply configuration such as an IC interface of 5V and a control circuit of 1.8V is becoming mainstream. As a power-on reset circuit for a two-power supply, for example, a 5V power-on reset circuit has been conventionally used. The same type of circuit is also applied to the 1.8V system, and the logic is finally obtained through a level shift from 1.8V to 5V to obtain a reset signal. However, this has the problem that there are two reset detection units and the circuit scale becomes large.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の電源で駆動する回路に対して、低電圧系トランジスタの閾値が低い場合でも十分なリセットパルス幅を確保でき、しかも、複数の電源が立ち上がった状態で確実にリセットを解除することができるようにしたパワーオンリセット回路を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to ensure a sufficient reset pulse width for a circuit driven by a plurality of power supplies even when the threshold voltage of a low-voltage transistor is low. Another object of the present invention is to provide a power-on reset circuit capable of reliably releasing a reset in a state where a plurality of power supplies are activated.
請求項1に記載のパワーオンリセット回路は、高電圧および低電圧の電源電圧の供給を受けて動作する回路を対象としたもので、高電圧の電源電圧が供給され、ゲート電圧が第1閾値電圧以上になるとオン動作するPチャンネル型の第1スイッチング素子と、高電圧の電源電圧が供給され前記第1スイッチング素子にゲート電圧を与えるための抵抗性素子と、抵抗性素子を介して高電圧の電源電圧が高圧側端子に与えられ、高圧側端子に接続されるゲートのゲート電圧が第2閾値電圧以上になるとオン動作するNチャンネル型の第2スイッチング素子と、高電圧の電源電圧が前記抵抗性素子および前記第2スイッチング素子を介して与えられ、低電圧の電源から与えられるゲート電圧が第3閾値電圧以上になるとオン動作するNチャンネル型の第3スイッチング素子と、低電圧の電源電圧が供給され、第1スイッチング素子がオフ状態で低電圧の回路をリセットするリセット信号を出力し、第1スイッチング素子がオン動作すると低電圧用のリセット信号を停止する低電圧用出力回路とを備えている。
The power-on reset circuit according to
上記構成を採用することにより、低電圧および高電圧の電源電圧が供給されると、第3スイッチング素子は、低電圧の電源からゲート電圧が与えられ、第3閾値電圧以上になるとオン動作する。第2スイッチング素子は、低電圧が与えられた状態で、高電圧が上昇して第2閾値電圧以上になるとオン動作して抵抗性素子を介して電流が流れるようになる。これにより、抵抗性素子の端子電圧が第1閾値電圧以上になると第1スイッチング素子がオン動作して抵抗性素子に電流が流れる。低電圧用出力回路は第1スイッチング素子がオン動作することで低電圧用のリセット信号を停止する。これにより、高電圧および低電圧の双方が立ち上がった時点でリセット信号を停止することができるので、低電圧系トランジスタの閾値が低い場合でも十分なリセットパルス幅を確保でき、しかも、複数の電源が立ち上がった状態で確実にリセットを解除することができる。 By adopting the above configuration, when the low voltage and the high power supply voltage are supplied, the third switching element is supplied with the gate voltage from the low voltage power supply and is turned on when the voltage exceeds the third threshold voltage. The second switching element is turned on when a high voltage rises and exceeds the second threshold voltage in a state where a low voltage is applied, and a current flows through the resistive element. As a result, when the terminal voltage of the resistive element becomes equal to or higher than the first threshold voltage, the first switching element is turned on and a current flows through the resistive element. The low voltage output circuit stops the low voltage reset signal when the first switching element is turned on. As a result, the reset signal can be stopped when both the high voltage and the low voltage rise, so that a sufficient reset pulse width can be secured even when the threshold voltage of the low voltage transistor is low, and a plurality of power supplies Reset can be reliably canceled in the standing state.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。この実施形態においては、動作電源として高電圧VDHが5Vの電源、低電圧VDLが1.8Vの電源として、これら高電圧VDHおよび低電圧VDLから給電されて動作するICを対象回路として説明する。なお、ここでいう高電圧、低電圧は、電圧の大小関係を相対的に表すもので、いわゆる高電圧あるいは低電圧の電圧範囲や電圧レベルを示すものではなく、同じ電圧でない複数の電源電圧が存在していることを表している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a description will be given using an IC that operates by supplying power from the high voltage VDH and the low voltage VDL as a power supply having a high voltage VDH of 5 V and a low voltage VDL of 1.8 V as an operation power supply. Note that the high voltage and low voltage referred to here represent relatively the magnitude relationship of the voltages, and do not indicate the so-called high voltage or low voltage range or voltage level. It means that it exists.
図1は、上記した高電圧VDHおよび低電圧VDLの電源を使用する回路において、双方のパワーオンリセット信号を発生することができるパワーオンリセット回路1を示している。高電圧である5Vの電源端子VDHは、抵抗性素子である抵抗2、Nチャンネル型のMOSFET3、4を直列に介してグランド端子に接続されている。Nチャンネル型のMOSFET3は、第2スイッチング素子として機能するもので、ドレイン−ゲート間が短絡されている。Nチャンネル型のMOSFET4は、第3スイッチング素子として機能するもので、ゲートに低電圧である1.8Vの電源端子VD2が接続されている。
FIG. 1 shows a power-on
また、電源端子VDHは、Pチャンネル型のMOSFET5およびコンデンサ6を直列に介してグランド端子に接続されている。MOSFET5およびコンデンサ6は時定数回路を構成している。さらに、電源端子VDHは、Pチャンネル型のMOSFET7および抵抗性素子である抵抗8を直列に介してグランド端子に接続されている。MOSFET5および7のゲートは、抵抗2とMOSFET3の共通接続点に接続されている。MOSFET7は第1スイッチング素子として機能するものである。また、MOSFET5は第4スイッチング素子として機能するものである。
The power supply terminal VDH is connected to a ground terminal via a P-channel type MOSFET 5 and a
MOSFET5および7のドレイン端子は、AND回路9の2つの入力端子に接続されている。AND回路9の出力端子は高電圧系(5V系)のNAND回路10および11を直列に介して高電圧用のパワーオンリセット信号PORHを出力する出力端子に接続されている。インバータ回路11は高電圧用出力回路として機能するものである。なお、AND回路9、インバータ回路10、11はいずれも高電圧VDHから給電されている。
The drain terminals of the
レベルシフト回路12は、低電圧用のパワーオンリセット信号PORLを出力する出力段に設けられるものである。レベルシフト回路12は、2個のNチャンネル型MOSFET12a、12bと、2個のPチャンネル型のMOSFET12c、12dと、低電圧系(1.8V系)のインバータ回路12eを有する構成である。レベルシフト回路12は、低電圧用出力回路として機能するものである。
The
MOSFET12aのドレインは、MOSFET12cのドレイン−ソース間を介して低電圧VDLに接続され、MOSFET12dのゲートにも接続される。また、MOSFET12aのゲートはインバータ回路11の入力端子に接続され、ソースはグランドに接続される。
The drain of the
MOSFET12bのドレインは、MOSFET12dのドレイン−ソース間を介して低電圧VDLに接続され、MOSFET12cのゲートおよびインバータ回路12eの入力端子に接続される。また、MOSFET12bのゲートはインバータ回路10の入力端子に接続され、ソースはグランドに接続される。インバータ回路12eは低電圧VDLから給電され、出力端子は低電圧用のパワーオンリセット信号PORLを出力する出力端子に接続されている。
The drain of the
次に、上記構成の動作について図2〜図5も参照して説明する。なお、以下の説明では、高電圧VDHおよび低電圧VDLの2つの電源電圧のいずれが先に立ち上がるかに応じて、(a)低電圧VDLが先に立ち上がるケース、(b)高電圧VDHが先に立ち上がるケースに分けて説明する。また、(a)の低電圧VDLが先に立ち上がるケースでは、一般的な動作に加えて、(1)高電圧VDHが急峻に立ち上がるケース、(2)高電圧VDHがゆっくり立ち上がるケースについても述べる。 Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. In the following description, (a) the case where the low voltage VDL rises first according to which of the two power supply voltages, the high voltage VDH and the low voltage VDL rises first, and (b) the high voltage VDH first. It will be explained in the case of standing up. In addition, in the case where the low voltage VDL rises first in (a), in addition to the general operation, (1) the case where the high voltage VDH rises sharply and (2) the case where the high voltage VDH rises slowly will be described.
また、説明のために、各部の接続点(ノード)を次のように定める。MOSFET5とコンデンサ6の共通接続点をノードA、MOSFET7と抵抗8の共通接続点をノードB、AND回路9とインバータ回路10の共通接続点をノードC、インバータ回路10および11の共通接続点をノードDとする。
For the sake of explanation, the connection points (nodes) of each part are determined as follows. The common connection point of MOSFET 5 and
(a)低電圧VDLが先に立ち上がるケース
図2を参照して、この場合の動作について説明する。初期状態では、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHおよび低電圧系のパワーオンリセット信号PORLを出力する出力端子は、いずれもローレベルのリセット信号を出力しており、これを受けて、対象回路はリセット状態が保持されている。
(A) Case where the low voltage VDL rises first The operation in this case will be described with reference to FIG. In the initial state, the output terminals that output the high-voltage power-on reset signal PORH and the low-voltage power-on reset signal PORL both output a low-level reset signal. Holds the reset state.
この状態で、低電圧VDLが印加されると、MOSFET4は、ゲート電圧(第3閾値電圧)が印加されることでオン状態になる。この状態が図2中の開始時点の状態である。次に、この状態で高電圧VDHが印加されると、印加される電圧のレベルがMOSFET3の閾値電圧Vt(3)(第2閾値電圧)とMOSFET5の閾値電圧Vt(5)(第1閾値電圧)との和の電圧Va(=Vt(3)+Vt(5))を超えた時点で、抵抗2に電流が流れるようになる。これによって、抵抗2の端子間電圧が上昇し、MOSFET5の閾値電圧を超えるとコンデンサ6への充電動作が開始されてノードAの電位V(A)が上昇していく。
When the low voltage VDL is applied in this state, the
この後、さらに印加される高電圧VDHのレベルが上昇すると、MOSFET7のゲート−ソース間の電位が上昇するので、MOSFET7のオン抵抗Ron(7)が下がっていく。ノードBの電位V(B)は、抵抗8とMOSFET7のオン抵抗Ron(7)で定まる電位である。そして、ノードAの電位V(A)およびノードBの電位V(B)が共にAND回路9の閾値電圧Vt(9)を超えると、AND回路9の出力がハイレベルに反転する。これによって、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHがローレベルからハイレベルに反転し、高電圧回路系のパワーオンリセット状態が解除される。
Thereafter, when the level of the applied high voltage VDH further increases, the potential between the gate and the source of the
また、低電圧系のパワーオンリセット信号PORLは、初期状態でのリセット状態を指示するローレベルの信号となっている。この状態では、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHがローレベルを出力しており、このとき、ノードCはローレベル、ノードDはハイレベルとなっている。これにより、レベルシフト回路12においては、MOSFET12aがオン、MOSFET12bがオフ状態となっており、低電圧系のパワーオンリセット信号PORLがローレベルとなっている。
The low voltage power-on reset signal PORL is a low-level signal that indicates the reset state in the initial state. In this state, the high voltage power-on reset signal PORH outputs a low level. At this time, the node C is at a low level and the node D is at a high level. As a result, in the
そして、高圧系のパワーオンリセット信号PORHがハイレベルに変化した時点で、ノードCがハイレベル、ノードDがローレベルに変化しているので、MOSFET12aがオフ、MOSFET12bがオン状態に移行する。この結果、低電圧系のパワーオンリセット信号PORLもハイレベルに移行する。これにより、高電圧VDHおよび低電圧VDLのいずれも所定電圧に達した時点で、パワーオンリセット信号PORH、PORLの両者をハイレベルに移行させてリセット状態を解除させることができる。
When the high-voltage power-on reset signal PORH changes to high level, the node C changes to high level and the node D changes to low level, so that the
(b)高電圧VDHが先に立ち上がるケース
図3を参照してこのケースの動作について説明する。このケースでは、すでに高電圧VDHが立ち上がって印加された状態にあり、この状態で低電圧VDLが上昇していくケースである。高電圧VDHが印加された状態では、MOSFET4は、ドレイン端子に抵抗2およびMOSFET3を介して高電圧VDHが印加された状態となっている。低電圧VDLが印加されて、MOSFET4のゲート電圧が上昇して閾値電圧Vt(4)に達すると、MOSFET4はオン状態に移行し、電流が流れるようになる。
(B) Case where high voltage VDH rises first The operation of this case will be described with reference to FIG. In this case, the high voltage VDH has already been raised and applied, and the low voltage VDL rises in this state. In a state where the high voltage VDH is applied, the
これにより、抵抗2の電圧降下が発生してMOSFET5、7がオン状態に移行するようになる。すると、コンデンサ6はMOSFET5を介して充電動作が開始され、ノードAの電圧V(A)が徐々に上昇する。また、ノードBの電圧V(B)は、MOSFET7のオンと同時に高電圧VDH近くまで上昇する。
As a result, a voltage drop of the
この後、コンデンサ6の充電の進行によりノードAの電圧V(A)がAND回路9の閾値電圧Vt(9)を超えると、AND回路9の出力がハイレベルに斑点する。これによって、高電圧VDH系のパワーオンリセット信号PORHがローレベルからハイレベルに反転し、高電圧回路系のパワーオンリセットが解除される。
Thereafter, when the voltage V (A) of the node A exceeds the threshold voltage Vt (9) of the AND
また、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHがハイレベルに変化した時点で、MOSFET12aがオフ、MOSFET12bがオン状態に移行し、低電圧系のパワーオンリセット信号PORLもハイレベルに移行する。これにより、高電圧VDHおよび低電圧VDLのいずれも所定電圧に達した時点で、パワーオンリセット信号PORH、PORLの両者をハイレベルに移行させてパワーオンリセット状態を解除させることができる。
When the high voltage power-on reset signal PORH changes to high level, the
(1)低電圧VDLが立ち上がった状態で、高電圧VDHが急峻に立ち上がるケース
次に、上記の(a)のケースつまり低電圧VDLが先に立ち上がった状態で、高電圧VDHが印加されるときに、高電圧VDHが急峻に立ち上がるケースについて図4を参照して説明する。
(1) Case where the high voltage VDH rises sharply with the low voltage VDL rising Next, when the high voltage VDH is applied in the case (a) above, that is, the state where the low voltage VDL has risen first The case where the high voltage VDH rises sharply will be described with reference to FIG.
この場合には、図4(a)に示すように、高電圧VDHが短時間で電圧VDHに達するように変化する。この後は、上記した場合とほぼ同じで、高電圧VDHのレベルがMOSFET3の閾値電圧Vt(3)とMOSFET5の閾値電圧Vt(5)との和の電圧Vaを超えた時点で、抵抗2に電流が流れるようになる。これによって、抵抗2の端子間電圧が上昇し、MOSFET5の閾値電圧Vt(5)を超えるとコンデンサ6への充電動作が開始されてノードAの電位V(A)が上昇していく(図4(c))。
In this case, as shown in FIG. 4A, the high voltage VDH changes so as to reach the voltage VDH in a short time. Thereafter, in the same manner as described above, when the level of the high voltage VDH exceeds the sum of the voltage Va of the threshold voltage Vt (3) of the
ノードAの電圧V(A)は、コンデンサ6の充電動作により徐々に上昇していくが、ノードBの電圧V(B)は、高電圧VDHが急峻に立ち上がることで、図4(b)に示すように、高電圧VDHとほぼ同じ電圧レベルに短時間で達するので、AND回路9の閾値電圧Vt(9)に先に達している。そして、コンデンサ6の端子電圧が上昇して、ノードAの電位V(A)が閾値電圧Vt(9)に達するとAND回路9の出力がハイレベルに反転する。これによって、図4(d)に示すように、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHがローレベルからハイレベルに反転し、高電圧系のパワーオンリセット状態が解除される。
The voltage V (A) at the node A gradually rises due to the charging operation of the
(2)低電圧VDLが立ち上がった状態で、高電圧VDHがゆっくり立ち上がるケース
次に、低電圧VDLが立ち上がった状態で、その後、高電圧VDHがゆっくり立ち上がる場合について、図5を参照して説明する。この場合には、図5(a)に示すように、例えば高電圧VDHの上昇が、前述したコンデンサ6の充電によるノードAの電圧上昇よりも遅い状況を想定している。
(2) Case where the high voltage VDH rises slowly with the low voltage VDL rising Next, a case where the high voltage VDH rises slowly after the low voltage VDL has risen will be described with reference to FIG. . In this case, as shown in FIG. 5A, for example, it is assumed that the increase in the high voltage VDH is slower than the voltage increase at the node A due to the charging of the
図5(a)に示すように、高電圧VDHが緩やかな傾斜で上昇していき、高電圧VDHのレベルがMOSFET3の閾値電圧Vt(3)とMOSFET5の閾値電圧Vt(5)との和の電圧Vaを超えた時点で、抵抗2に電流が流れるようになる。これによって、抵抗2の端子間電圧が上昇し、MOSFET5の閾値電圧Vt(5)を超えるとコンデンサ6への充電動作が開始されてノードAの電位V(A)が上昇していく(図5(b))。なお、このように高電圧VDHがゆっくり上昇する場合には、回路においてはまだ論理セルも状態がしっかり定まらない不安定状態に近い。
As shown in FIG. 5A, the high voltage VDH rises with a gentle slope, and the level of the high voltage VDH is the sum of the threshold voltage Vt (3) of the
そして、ノードAの電圧V(A)は、高電圧VDHの上昇が遅いので、コンデンサ6の充電動作により徐々に上昇していって上昇中の高電圧VHDに追いつき、高電圧VDHの電圧と共に上昇していく。一方、ノードBの電圧V(B)は、高電圧VDHがゆっくり上昇していることから、MOSFET7のオン抵抗Ron(7)と抵抗8の抵抗値で決まるため、ノードAの電圧V(A)よりゆっくり上昇していく(図5(c))。
Then, the voltage V (A) at the node A rises slowly by the charging operation of the
そして、ノードBの電圧V(B)がMOSFET3の閾値電圧Vt(3)とMOSFET5の閾値電圧Vt(5)との和の電圧Vaより高い電圧VbでAND回路9の閾値電圧Vt(9)を横切るようになるので、出力をハイレベルに反転させることができる。これによって、図5(d)に示すように、高電圧VDH系のパワーオンリセット信号PORHがローレベルからハイレベルに反転し、論理セルの状態が安定した状態で高電圧回路系のパワーオンリセットを解除することができる。
Then, the threshold voltage Vt (9) of the AND
このような本実施形態によれば、低電圧VDL(例えば1.8V)と高電圧VDH(例えば5V)の2電源で動作するICに対して上記したパワーオンリセット回路1を構成したので、両電源のリセット検出回路を共用し、全体として回路を小型化すると共に、低電圧VDLが立ち上がってからのCR時定数を高電圧VDH系素子で構成することで、リセットパルス幅を確保することができ、対象回路に対して安定した動作を行わせることができる。
According to the present embodiment, since the power-on
(第2実施形態)
図6は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路21は、MOSFET5、コンデンサ6を設けておらず、AND回路9に代えてバッファ回路22を設けている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows the second embodiment, and the following description will be focused on differences from the first embodiment. The power-on
この構成においては、前提となる構成として、高電圧VDHおよび低電圧VDLを供給する電源ICが、所定のスルーレートで立ち上がるものを用いているケースである。この場合には、MOSFET5およびコンデンサ6による時定数回路を設けることなく第1実施形態と同様の作用により、高電圧VDH系のパワーオンリセット信号PORHおよび低電圧VDL系のパワーオンリセット信号PORLのリセットパルス幅を確保することができるので、対象回路に対して安定した動作を行わせることができる。
In this configuration, the premise is that the power supply IC that supplies the high voltage VDH and the low voltage VDL rises at a predetermined slew rate. In this case, the high voltage VDH system power-on reset signal PORH and the low voltage VDL system power-on reset signal PORL are reset by the same operation as in the first embodiment without providing a time constant circuit by the MOSFET 5 and the
(第3実施形態)
図7は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路31は、コンデンサ6の電荷を放電するための放電回路としてのMOSFET32を備えた構成としている。Pチャンネル型のMOSFET32は、コンデンサ6の両端子間に接続され、ゲートはMOSFET7のドレインに接続されている。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows the third embodiment. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. The power-on
上記構成において、第1実施形態と同様にして動作するケースにおいて、MOSFET32の動作に関係する部分について説明する。第1実施形態と同様にしてMOSFET7がオン状態に移行すると、MOSFET32は、ゲートがハイレベルに持ち上げられるので、オフ状態となる。この状態は、MOSFET32が設けられていない状態と等価になるので、第1実施形態と同様の動作を行わせることができる。これにより、リセットパルス幅を確保することができ、安定した動作を行わせることができる。
In the case where the above configuration operates in the same manner as in the first embodiment, portions related to the operation of the
そして、上記のようにして高電圧VDHおよび低電圧VDLが印加され、リセットパルスも解除された状態において、電源変動などの影響で一時的に電圧が低下するなどの事態が発生することがある。この場合には、低電圧VDLが低下した場合あるいは高電圧VDHが低下した場合のいずれにおいてもMOSFET7がオフすることでノードBの電位が低下する。
Then, in the state where the high voltage VDH and the low voltage VDL are applied and the reset pulse is also released as described above, a situation may occur in which the voltage temporarily decreases due to the influence of power supply fluctuation or the like. In this case, the potential of the node B is lowered by turning off the
これにより、Pチャンネル型のMOSFET32はゲート電位が低下することでオン状態に移行し、コンデンサ6の両端子間を短絡させることで電荷を急速に放電させる。この結果、ノードAの電位も低下する。また、AND回路9の出力はローレベルに反転することから高電圧系のパワーオンリセット信号PORHはローレベルに反転し、低電圧系のパワーオンリセット信号PORLもローレベルに反転する。これにより、対象回路のリセット状態を形成する。
As a result, the P-
この後、電源が復帰すると、コンデンサ6は電荷が放電されているので、再び前述と同様の動作を経てパワーオンリセット信号PORHおよびPORLをリセットパルス幅を確保した状態で解除させることができる。
Thereafter, when the power is restored, the
このような第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、放電回路としてMOSFET32を設けたことで、パワーオンリセットが解除された後の電源変動などによる一時的な電圧低下においても確実にパワーオンリセット動作を確保することができる。
According to the third embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and by providing the
(第4実施形態)
図8は第4実施形態を示すもので、以下、第3実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路41は、第3実施形態で用いていた1.8Vの低電圧VDLに代えて、3.3Vの低電圧VDLを適用しているICなどの対象回路に対応したものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows the fourth embodiment. Hereinafter, parts different from the third embodiment will be described. The power-on
この構成では、MOSFET4のゲートに直接接続されていた1.8Vの低電圧VDLに対して、別途設けるNチャンネル型のMOSFET42のゲートに3.3Vの低電圧VDLを入力する構成としている。MOSFET42は、ドレインが高電圧VDHに接続され、ソースは抵抗43および44の直列回路を介してグランドに接続されている。抵抗43と44とは分圧回路を構成しており、その共通接続点がMOSFET4のゲートに接続されている。また、この実施形態で用いるMOSFET42は、ディプレッション型のものを採用しており、閾値電圧Vt(42)は0Vである。また、抵抗43、44はそれぞれの抵抗値R(43)=R(44)に設定されている。
In this configuration, the low voltage VDL of 3.3 V is input to the gate of the N-
低電圧系のPチャンネル型MOSFETの閾値電圧とNチャンネル型MOSFETの閾値電圧の和は約1.2Vであり、高電圧系のNチャンネル型MOSFETの閾値電圧は0.7Vであるとすると、第1実施形態で示した構成では、確実なパワーオンリセットが期待できない。 The sum of the threshold voltage of the low-voltage P-channel MOSFET and the threshold voltage of the N-channel MOSFET is about 1.2V, and the threshold voltage of the high-voltage N-channel MOSFET is 0.7V. In the configuration shown in one embodiment, a reliable power-on reset cannot be expected.
そこで、この実施形態では、上記のように構成することで、これを解決している。すなわち、3.3Vの低電圧VDLをディプレッション型のNチャンネル型MOSFET42のゲートに与えるようにしている。これにより、3.3Vの低電圧VDLを抵抗43および44の直列回路に供給する。ここで、抵抗43および44の抵抗値を等しいものを用いることとすると、第1実施形態と同様の動作原理により確実にパワーオンリセット動作を行うことができるものである。
Therefore, this embodiment solves this problem by configuring as described above. That is, a low voltage VDL of 3.3 V is applied to the gate of the depletion type N-
なお、この実施形態において3.3Vの低電圧VDLをMOSFET42を介して印加する構成を採用しているのは、電源印加状態でパワーオンリセット回路41に常時電流が流れる状態を防止するためである。これは、例えば、CMOS回路などで行うIDDQ検査(静止電流検査)などにおいて、静止状態で電流が流れないようにすることができる利点がある。
In this embodiment, the configuration in which the low voltage VDL of 3.3 V is applied via the
また、この実施形態においても、第3実施形態と同様に、放電回路としてMOSFET32を設けたことで、パワーオンリセットが解除された後の電源変動などによる一時的な電圧低下においても確実にパワーオンリセット動作を確保することができる。
Also in this embodiment, as in the third embodiment, by providing the
(第5実施形態)
図9は第5実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路51は、第1実施形態の構成に、電流経路を制限して消費電力を低減するようにした回路を付加したものである。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows the fifth embodiment. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. The power-on
Nチャンネル型のMOSFET3のゲート・ソース間にはアナログスイッチ52が介在され、ゲートはNチャンネル型のMOSFET53のドレイン・ソース間を介してグランドに接続される。NOR回路54は、一方の入力端子に定常電流カットの信号が与えられるように設けられる。NOR回路54の出力端子は、アナログスイッチの一方のゲートに接続されると共に、インバータ回路55を介してアナログスイッチの他方のゲートおよびMOSFET53のゲートに接続される。NOR回路54は電流経路制御回路として機能する。
An
AND回路9に代えて、NAND回路56が設けられている。NAND回路56の入力端子は、ノードAおよびノードBに接続されている。NAND回路56の出力端子はNAND回路57の入力端子に接続されている。NAND回路57は3入力の回路で、残りの2つの入力端子には、NOR回路54の出力端子が接続され、そのNOR回路54の出力端子からインバータ回路58、59を直列に介して接続されている。
Instead of the AND
また、インバータ回路58の出力端子はコンデンサ60を介してグランドに接続されている。NAND回路57の出力端子はインバータ回路10の入力端子(ノードC部分)に接続されている。インバータ回路11の出力端子は、高電圧系のパワーオンリセット信号PORHを出力すると共に、この端子は抵抗61およびコンデンサ62の直列回路を介してグランドに接続されている。抵抗61とコンデンサ62の共通接続点は、NOR回路54の他方の入力端子に接続され、また、ダイオード63を順方向に介して高電圧VDHの電源端子に接続されている。抵抗61およびコンデンサ62により信号保持回路を構成している。
The output terminal of the
上記構成において、ローレベルの定常電流カット信号がNOR回路54に入力されている状態では、他の入力端子にもローレベルの信号が入力されている状態で出力はハイレベルとなる。この状態では、アナログスイッチ52はオン状態であり、MOSFET53はオフ状態となっており、構成としては第1実施形態における構成と同等となっている。
In the above configuration, when the low-level steady-state current cut signal is input to the NOR
この状態では、第1実施形態とほぼ同じ動作をすることで、一定期間インバータ回路11および12eはローレベル(リセット状態)の信号を出力した後に、ハイレベル(リセット解除)の信号を出力することで、パワーオンリセット信号を解除させるようになる。
In this state, the
そして、パワーオンリセット信号PORHがハイレベルになってリセット状態を解除すると、この回路構成においては、信号保持回路として機能するコンデンサ62の充電が開始され、コンデンサ62の端子電圧が上昇してNOR回路54にハイレベルの信号を入力するようになる。この結果、NOR回路54の出力はローレベルに反転し、アナログスイッチ52はオフ状態に移行し、MOSFET53はオン状態に移行する。
When the power-on reset signal PORH becomes high level and the reset state is released, in this circuit configuration, charging of the
すると、MOSFET3はオフ状態に移行し、これに伴ってMOSFET5、7もオフ状態に移行する。この状態では、高電圧VDHおよび低電圧VDLが正常に印加されている状態であるから、パワーオンリセット回路51の出力はハイレベルが保持された状態となっている。
Then, the
これにより、パワーオンリセット回路51を動作させた後に、パワーオンリセット信号を解除した状態では、MOSFET3、4、7などをオフさせることができるので、自動的に定常電流をカットした状態とすることができる。
Thus, in a state where the power-on reset signal is canceled after the power-on
なお、この構成においては、何らかの原因で高電圧VDHが低下した場合には、コンデンサ62の電荷がダイオード63を介して放電されるので、パワーオンリセット信号PORHおよびPORLをローレベルに反転してリセット状態を呈する信号とすることができる。これにより、高電圧VDHが復帰したときには、前述と同様にして動作させることで確実にパワーオンリセットを実施することができる。
このような第5実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、定常電流をカットすることができるので、省電力化を図ることができる。
In this configuration, when the high voltage VDH decreases for some reason, the charge of the
Also according to the fifth embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and it is possible to cut the steady current, so that power saving can be achieved.
(第6実施形態)
図10は第6実施形態を示すもので、以下、第2実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路71は、抵抗2および8に代えて抵抗性素子として機能するMOSFET72、73を設けた構成としている。MOSFET72はPチャンネル型のもので、ゲートはグランドに接続されている。また、MOSFET73はNチャンネル型のもので、ゲートは高電圧VDHに接続されている。MOSFET72および73はいずれも常時オンの状態に設けられ、抵抗としての機能を果たすものである。
(Sixth embodiment)
FIG. 10 shows the sixth embodiment. Hereinafter, parts different from the second embodiment will be described. The power-on
したがって、このような構成によっても、第2実施形態と同様の作用効果をえることができ、抵抗2、8を設けるのではなく、MOSFET72、73を設けることで抵抗としての機能を持たせた構成とすることができる。
Therefore, even with such a configuration, it is possible to obtain the same operational effects as in the second embodiment. A configuration in which
(第7実施形態)
図11は第7実施形態を示すもので、以下、第2実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路81は、抵抗2とMOSFET3との間に抵抗82を直列に介在させた構成としている。このパワーオンリセット回路81における基本的な動作については第2実施形態と同様である。
(Seventh embodiment)
FIG. 11 shows the seventh embodiment. Hereinafter, parts different from the second embodiment will be described. The power-on
そして、この構成により、MOSFET3および4のオン動作に伴い流れる電流が抵抗2および抵抗82を介して流れるようになり、抵抗2の端子間に発生する電圧を変更することができる。つまり、パワーオンリセットの解除電圧を高く設定することができるようになるものである。
With this configuration, the current that flows as the
したがって、このような第7実施形態によっても、第2実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、抵抗82を追加した構成とすることで、パワーオンリセットの解除電圧を高める(変更する)ことができるようになる。
Therefore, according to the seventh embodiment as well, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and the
(第8実施形態)
図12は第8実施形態を示すもので、以下、第2実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態におけるパワーオンリセット回路91は、3つの異なる電圧の電源を用いるICに対してパワーオンリセット信号を出力する回路を構成している。3つの電源は、高電圧VDH、低電圧VDL1、VDL2である。低電圧VDL1、VDL2としているのは、異なる電圧であることを示していて、低電圧VDL2は低電圧VDL1よりも高く、高電圧VDHよりも低い電圧の電源を想定している。
(Eighth embodiment)
FIG. 12 shows the eighth embodiment. Hereinafter, parts different from the second embodiment will be described. The power-on
この構成においては、第2実施形態における構成の低電圧VDLを低電圧VDL1として設定し、新たに低電圧VDL2を印加するための回路を付加している。回路構成としては、動作閾値電圧を設定するMOSFET3とMOSFET4との間に低電圧VDL2の立ち上がりを検出するためのNチャンネル型のMOSFET92を接続している。
In this configuration, the low voltage VDL of the configuration in the second embodiment is set as the low voltage VDL1, and a circuit for newly applying the low voltage VDL2 is added. As a circuit configuration, an N-
低電圧VDL2を入力する回路は、別途設けるNチャンネル型のMOSFET93と、これに直列に接続される抵抗94、95の直列回路である。MOSFET93のゲートに低電圧VDL2を入力する構成としている。MOSFET93は、ドレインが高電圧VDHに接続され、ソースは抵抗94および95の直列回路を介してグランドに接続されている。抵抗94と95との共通接続点がMOSFET92のゲートに接続されている。また、この実施形態で用いるMOSFET93は、ディプレッション型のものを採用しており、閾値電圧Vt(93)は0Vである。抵抗94および95の抵抗値を所定の比率に設定することでMOSFET92の動作条件を設定している。
The circuit for inputting the low voltage VDL2 is a series circuit of an N-
これにより、低電圧VDL1およびVDL2の双方が立ち上がるとMOSFET4および92が動作することで、これらMOSFET92、4および3の閾値電圧を超えるとMOSFET7が動作をする。この後は、第2実施形態と同様にして動作するので、3つの電源である高電圧VDH、低電圧VDL1、VDL2のすべてが立ち上がった状態でパワーオンリセット信号を解除させることができるようになる。
As a result, the
(他の実施形態)
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited only to one embodiment mentioned above, It can apply to various embodiment in the range which does not deviate from the summary, For example, it can deform | transform or expand as follows. .
抵抗性素子は、抵抗やMOSFETのほかにもバイポーラトランジスタやダイオードなどの素子を用いることもできる。
レベルシフト回路は、異なる構成を採用できる。一般的なインバータ回路や、フリップフロップのような記憶機能を有する回路などを適用することができる。
As the resistive element, an element such as a bipolar transistor or a diode can be used in addition to the resistor and the MOSFET.
Different configurations can be adopted for the level shift circuit. A general inverter circuit, a circuit having a memory function such as a flip-flop, or the like can be used.
第5実施形態の構成に、放電回路としてMOSFET32を設けることができる。
第6〜8実施形態は、第1実施形態の構成に適用することもできる。
その他、上記各実施形態は、適宜組み合わせて構成することができる。
A
The sixth to eighth embodiments can also be applied to the configuration of the first embodiment.
In addition, each said embodiment can be comprised combining suitably.
図面中、1、21、31、41、51、71、81、91はパワーオンリセット回路、2、8は抵抗(抵抗性素子)、3はNチャンネル型のMOSFET(第2スイッチング素子)、4はNチャンネル型のMOSFET(第3スイッチング素子)、5はPチャンネル型のMOSFET(第4スイッチング素子、時定数回路)、6はコンデンサ(時定数回路)、7はPチャンネル型のMOSFET(第1スイッチング素子)、9はAND回路、10はインバータ回路、11はインバータ回路(高電圧用出力回路)、12はレベルシフト回路(低電圧用出力回路)、32はPチャンネル型のMOSFET(放電回路)、42はNチャンネル型のMOSFET(第5スイッチング素子)、43、44は抵抗(分圧回路)、54はNOR回路(電流経路制御回路)、61は抵抗(信号保持回路)、62はコンデンサ(信号保持回路)、72、73はMOSFET(抵抗性素子)、82は抵抗(抵抗性素子)、93,94は抵抗である。 In the drawing, 1, 21, 31, 41, 51, 71, 81, 91 are power-on reset circuits, 2, 8 are resistors (resistive elements), 3 is an N-channel MOSFET (second switching element), 4 Is an N-channel MOSFET (third switching element), 5 is a P-channel MOSFET (fourth switching element, time constant circuit), 6 is a capacitor (time constant circuit), and 7 is a P-channel MOSFET (first switching element). Switching element), 9 an AND circuit, 10 an inverter circuit, 11 an inverter circuit (high voltage output circuit), 12 a level shift circuit (low voltage output circuit), and 32 a P channel type MOSFET (discharge circuit) , 42 is an N-channel MOSFET (fifth switching element), 43 and 44 are resistors (voltage dividing circuit), and 54 is a NOR circuit (current path). Control circuit), 61 is the resistance (signal holding circuit), 62 denotes a capacitor (signal holding circuit), 72 and 73 are MOSFET (resistive element), 82 resistance (resistive element), 93 and 94 denote resistors.
Claims (9)
前記高電圧の電源電圧が供給され、ゲート電圧が第1閾値電圧以上になるとオン動作するPチャンネル型の第1スイッチング素子(7)と、
前記高電圧の電源電圧が供給され前記第1スイッチング素子にゲート電圧を与えるための抵抗性素子(2、72)と、
前記抵抗性素子(2、72)を介して前記高電圧の電源電圧が高圧側端子に与えられ、前記高圧側端子に接続されるゲートのゲート電圧が第2閾値電圧以上になるとオン動作するNチャンネル型の第2スイッチング素子(3)と、
前記高電圧の電源電圧が前記抵抗性素子および前記第2スイッチング素子を介して与えられ、前記低電圧の電源から与えられるゲート電圧が第3閾値電圧以上になるとオン動作するNチャンネル型の第3スイッチング素子(4)と、
前記低電圧の電源電圧が供給され、前記第1スイッチング素子がオフ状態で低電圧の回路をリセットするリセット信号を出力し、前記第1スイッチング素子がオン動作すると前記低電圧用のリセット信号を停止する低電圧用出力回路(12)と
を備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路(1、21、31、41、51、71、81、91)。 A power-on reset circuit intended for a circuit that operates by receiving supply of a high voltage and a low voltage,
A P-channel first switching element (7) that is turned on when the high-voltage power supply voltage is supplied and the gate voltage is equal to or higher than the first threshold voltage;
A resistive element (2, 72) that is supplied with the high-voltage power supply voltage and applies a gate voltage to the first switching element;
The high power supply voltage is applied to the high-voltage side terminal via the resistive element (2, 72), and N is turned on when the gate voltage of the gate connected to the high-voltage side terminal is equal to or higher than the second threshold voltage. A channel-type second switching element (3);
The N-channel type third that is turned on when the high-voltage power supply voltage is applied through the resistive element and the second switching element, and the gate voltage applied from the low-voltage power supply exceeds a third threshold voltage. A switching element (4);
The low-voltage power supply voltage is supplied, a reset signal for resetting a low-voltage circuit is output when the first switching element is in an off state, and the low-voltage reset signal is stopped when the first switching element is turned on. A power-on reset circuit (1, 21, 31, 41, 51, 71, 81, 91).
前記高電圧の電源電圧が供給され、前記第1スイッチング素子がオフ状態で高電圧用のリセット信号を出力し、前記第1スイッチング素子がオン動作すると前記高電圧用のリセット信号を停止する高電圧用出力回路(11)を設けたことを特徴とするパワーオンリセット回路(1、21、31、41、51、71、81、91)。 The power-on reset circuit according to claim 1,
A high voltage that is supplied with the high-voltage power supply voltage, outputs a high-voltage reset signal when the first switching element is off, and stops the high-voltage reset signal when the first switching element is turned on. Power-on reset circuit (1, 21, 31, 41, 51, 71, 81, 91), characterized in that an output circuit (11) is provided.
前記高電圧の電源電圧が供給されると共に前記抵抗性負荷(2、72)からゲート電圧が供給され、前記第1閾値電圧以上になるとオン動作するPチャンネル型の第4スイッチング素子(5)と、
前記第4スイッチング素子を介して前記高電圧の電源電圧が供給されるコンデンサ(6)と、
前記第4スイッチング素子(5)がオン動作して前記コンデンサ(6)への充電動作が開始され、前記高電圧用出力回路(11)による前記リセット信号を停止する動作に対して、前記コンデンサ(6)の端子電圧が第4閾値電圧未満では無効化し、前記コンデンサの端子電圧が第4閾値電圧以上になると有効化する時定数回路(5、6)と
を備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路(1、31、41、51)。 The power-on reset circuit according to claim 1 or 2,
A P-channel type fourth switching element (5) which is turned on when the high power supply voltage is supplied and a gate voltage is supplied from the resistive load (2, 72) and becomes equal to or higher than the first threshold voltage; ,
A capacitor (6) to which the high power supply voltage is supplied via the fourth switching element;
The fourth switching element (5) is turned on to start the charging operation to the capacitor (6), and in response to the operation of stopping the reset signal by the high voltage output circuit (11), 6) a power-on circuit comprising: a time constant circuit (5, 6) which is invalidated when the terminal voltage of 6) is less than a fourth threshold voltage and is activated when the terminal voltage of the capacitor becomes equal to or higher than the fourth threshold voltage. Reset circuit (1, 31, 41, 51).
前記第1スイッチング素子がオフ状態にあるときに前記コンデンサの充電電荷を放電するように設けられた放電回路(32)を備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路(31、41)。 The power-on reset circuit according to claim 3,
A power-on reset circuit (31, 41) comprising a discharge circuit (32) provided to discharge the charge of the capacitor when the first switching element is in an off state.
前記高電圧の電源電圧が供給され、前記低電圧の電源電圧がゲート電圧として与えられる第5スイッチング素子(42)と、
前記第5スイッチング素子に直列に接続され、前記第5スイッチング素子のオン状態で現れる端子電圧を分圧して前記第3スイッチング素子のゲート電圧として出力する分圧回路(43、44)とを備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路(41)。 The power-on reset circuit according to any one of claims 1 to 4,
A fifth switching element (42) to which the high power supply voltage is supplied and the low power supply voltage is applied as a gate voltage;
A voltage dividing circuit (43, 44) connected in series to the fifth switching element and dividing a terminal voltage appearing in an ON state of the fifth switching element and outputting the divided voltage as a gate voltage of the third switching element; A power-on reset circuit (41).
前記第5スイッチング素子(42)は、閾値電圧がゼロであることを特徴とするパワーオンリセット回路(41)。 The power-on reset circuit according to claim 5,
A power-on reset circuit (41), wherein the fifth switching element (42) has a threshold voltage of zero.
前記高電圧用出力回路の前記リセット信号の出力レベルを保持する信号保持回路(61、62)と、
前記信号保持回路の出力状態が前記リセット信号の停止状態を保持している場合に、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子をオフさせる電流経路制御回路(54)と
を備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路(51)。 The power-on reset circuit according to any one of claims 1 to 6,
A signal holding circuit (61, 62) for holding the output level of the reset signal of the high voltage output circuit;
A current path control circuit (54) for turning off the first switching element, the second switching element, and the third switching element when the output state of the signal holding circuit holds the reset signal stop state; A power-on reset circuit (51).
前記抵抗性素子は、抵抗素子(2、8)もしくはトランジスタ(72、73)を抵抗負荷として接続したものを用いることを特徴とするパワーオンリセット回路(71)。 The power-on reset circuit according to any one of claims 1 to 7,
A power-on reset circuit (71) using the resistive element (2, 8) or a transistor (72, 73) connected as a resistive load.
前記抵抗性素子(2)と前記第2スイッチング素子(3)との間に高圧側のリセット信号を停止するための電圧を高く設定するリセット停止電圧調整用の抵抗性素子(82)を直列に設けたことを特徴とするパワーオンリセット回路(81)。 The power-on reset circuit according to any one of claims 1 to 8,
A reset stop voltage adjusting resistive element (82) for setting a high voltage for stopping the reset signal on the high voltage side is connected in series between the resistive element (2) and the second switching element (3). A power-on reset circuit (81) provided.
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