JPH1117509A - パワーオンリセット回路 - Google Patents

パワーオンリセット回路

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JPH1117509A
JPH1117509A JP9164157A JP16415797A JPH1117509A JP H1117509 A JPH1117509 A JP H1117509A JP 9164157 A JP9164157 A JP 9164157A JP 16415797 A JP16415797 A JP 16415797A JP H1117509 A JPH1117509 A JP H1117509A
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JP
Japan
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power supply
potential
mos transistor
potential level
channel mos
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JP9164157A
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English (en)
Inventor
Hiroki Nishi
宏樹 西
Yasuhiro Sakurai
保宏 桜井
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のパワーオンリセット回路は電源電圧の
立ち上がり速度や電源電圧の大きさがばらつきや変化に
大きく依存し、電源電圧の立ち上がり速度が遅くなった
り電源電圧が小さくなると動作を行なえなくなるという
課題があり、用いる回路システムの電源に依存するため
に汎用性に欠ける。 【解決手段】 パワーオンリセット回路は、電位レベル
比較回路が電源電圧の立ち上がり速度に依存せずに電位
レベル比較回路が電源電位レベルと基準電位レベルの電
位レベルを比較するので、出力信号が電源電圧の立ち上
がり速度のばらつきや大きな変化にまったく依存しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器において
電源供給を周期的に停止する機能を有する携帯電話やP
HSなどに代表される移動体通信機器の基準信号源とし
て用いる温度補償型水晶発振器において、電源投入時な
どに回路システムの初期状態を設定するパワーオンリセ
ット回路の構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
[背景説明]近年、携帯電話やPHSなどの移動体通信
機器に搭載するデジタル温度補償型水晶発振器などのよ
うな電子機器部品の電源電圧を低くして動作時の消費電
力を下げることで、携帯機器の動作時間を長くする要望
が大きい。
【0003】さらに、一般の電子機器と同様に移動体通
信機器では電源スイッチを“オン”や“オフ”すること
により動作時間と待機時間を分けることができ待機時間
には完全に動作を停止することで消費電力をほとんどゼ
ロにできる。
【0004】しかしながら、携帯電話の場合は動作時間
においては通話時間と待ち受け時間があり、待機時間の
ように待ち受け時間に電源スイッチを“オフ”し動作を
完全に停止することはできない。さらに、携帯電話は通
話時間よりも待ち受け時間の方が長い時間を占めるため
に、待ち受け時間の消費電力により携帯電話を使用でき
る時間が決まる。
【0005】ここで、待ち受け時間の消費電力を下げる
ために、待ち受け時間内においてもさらに動作時間と待
機時間があり、以下これらの時間を待ち受け動作時間と
待ち受け待機時間と記述する。待ち受け動作時間には移
動体通信機器に信号が送信されているかどうかの着信確
認をおこない、信号が送信されていることを確認すると
動作時間である通話時間になる。
【0006】しかし、待ち受け動作時間で信号が送信さ
れていることの確認ができないと、ふたたび待ち受け待
機時間になる。この待ち受け待機時間では、消費電力を
可能な限り少なくするために経過時間の計測をおこなう
回路以外の回路に対する電源電圧供給を停止する。
【0007】つまり、移動体通信機器は待ち受け時間内
において、待ち受け動作時間と待ち受け待機時間とを繰
り返しおこない待ち受け動作時間にのみ信号の送信を確
認して通話時間に切り替わり、信号の送信が確認されな
い場合は待ち受け待機時間に戻る。
【0008】このように、待ち受け時間内においても動
作時間と待機時間を交互におこなうので、待ち受け待機
時間から待ち受け動作時間に移行するときに、待ち受け
待機時間に電源電圧供給を停止していた回路に対して電
源電圧供給を開始する。
【0009】このとき、電源電圧供給を開始してから回
路システムの初期状態を設定するためにパワーオンリセ
ット回路を用いるが、このパワーオンリセット回路が電
源電圧供給の立ち上がりや電源電圧の大きさに依存する
と回路システムを安定な状態で起動できなくなる。
【0010】そして、電源電圧供給を開始してから安定
した動作状態になり信号の着信確認をおこなえるように
なるまでに時間がかかりすぎると結果的に待ち受け動作
時間が長くなってしまい、待ち受け時間における消費電
力も大きくなる。
【0011】このように、待ち受け時間における消費電
力を下げるためには、移動体通信機器に使用する電子機
器部品に対し動作補償している電源電圧内で、どのよう
な立ち上がりでも電源電圧供給を開始してから短時間で
安定した状態になる仕様が要求される。
【0012】[従来技術の説明:図9]つぎに従来技術
におけるパワーオンリセット回路の構成を図9を使用し
て説明する。図9は従来技術のパワーオンリセット回路
Pを示す回路図である。
【0013】図9に示すように、従来技術におけるパワ
ーオンリセット回路Pの構成は、コンデンサCと抵抗R
が高電位側電源VDDと低電位側電源VSSの間で直列
に接続し、コンデンサCと抵抗Rの接続点がインバータ
INVの入力に接続し、インバータINVの出力を信号
出力部OUTとする。さらに、図9ではコンデンサCが
高電位側電源VDD側に接続し、抵抗Rが低電位側電源
VSS側に接続する構成になっているが、コンデンサC
と抵抗Rを入れ替えて抵抗Rが高電位側電源VDD側に
接続し、コンデンサCが低電位側電源VSS側に接続す
る構成もある。
【0014】つぎに図9に示す従来技術のパワーオンリ
セット回路Pの動作について説明する。ただし、高電位
側電源VDDの電位を“ハイ”とし、低電位側電位VS
Sを“ロウ”と呼ぶ。
【0015】電源電圧供給を開始すると、初期状態にお
いては、コンデンサCに高電位側電源VDDの電位であ
る電荷が充電し、インバータINVには“ハイ”信号が
入力し、インバータINVの出力である信号信号出力部
OUTは“ロウ”信号を出力する。つぎに、コンデンサ
Cに充電している高電位側電源VDDの電位である電荷
は抵抗Rを介して低電位側電源VSSに放電し、インバ
ータINVに入力する信号レベルは“ハイ”信号から
“ロウ”信号に変化し、インバータINVの出力である
信号信号出力部OUTは“ハイ”信号を出力する。この
とき、信号信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロ
ウ”信号から“ハイ”信号に反転するのは、入力信号が
インバータINVのスレショルド電位を通過するときで
ある。
【0016】ここで、従来技術のパワーオンリセット回
路Pの信号信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロ
ウ”信号の間に回路システムの初期状態を設定するよう
に周辺回路のロジックを設計すると、電源供給を開始し
てから従来技術のパワーオンリセット回路Pの信号信号
出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信号から
“ハイ”信号に反転する間に回路システムの初期状態を
設定できる。
【0017】従来技術のパワーオンリセット回路Pが回
路システムの初期状態を設定するためには、パワーオン
リセット回路Pの信号信号出力部OUTにおける信号レ
ベルが必ず“ロウ”信号になり、電源電圧の立ち上がり
に従って“ハイ”信号に反転する必要があり、回路シス
テムの初期状態を確実に設定するためには電源電圧の立
ち上がりと従来技術のパワーオンリセット回路Pの信号
信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信号か
ら“ハイ”信号に反転するタイミングが重要である。
【0018】従来技術のパワーオンリセット回路Pの信
号信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信号
から“ハイ”信号に反転するタイミングは、抵抗Rの抵
抗値やコンデンサCの容量値やインバータINVのスレ
ッショルド電圧を変えることによりある程度任意に変え
られる。このとき、インバータINVのスレッショルド
電圧はこのインバータINVを構成するPチャンネルM
OSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタの
サイズやスレッショルド電圧を変えることで調節でき
る。
【0019】たとえば、電源電圧の立ち上がり速度とイ
ンバータINVのスレッショルド電圧が一定である場合
を考えると、電源電圧供給を開始する初期状態において
はコンデンサCに高電位側電源VDDの電位である電荷
が充電する。このとき、コンデンサCの容量値が大きく
なればコンデンサCに充電する電荷量は増え、コンデン
サCの容量値が小さくなればコンデンサCに充電する電
荷量は減り、コンデンサCの容量値によりこのコンデン
サCに充電する電荷量を増減できる。
【0020】つぎに、コンデンサCに充電している高電
位側電源VDDの電位である電荷は抵抗Rを介して低電
位側電源VSSに放電する。このとき、抵抗Rの抵抗値
が大きくなればコンデンサCから抵抗Rを介して電荷を
放電しきるまでの時間が長くなり、抵抗Rの抵抗値が小
さくなればコンデンサCから抵抗Rを介して電荷を放電
しきるまでの時間が短くなる。これは、コンデンサCに
充電している高電位側電源VDDの電位である電荷は電
流として低電位側電源VSSに放電するので、コンデン
サCと低電位側電源VSSの間に設ける抵抗Rの大きさ
により電流量を制限するからである。
【0021】つまり、抵抗RとコンデンサCが高電位側
電源VDDと低電位側電源VSSの間で直列に接続し、
抵抗Rが高電位側電源VDD側に接続しコンデンサCが
低電位側電源VSS側に接続する構成する場合、抵抗R
とコンデンサCの接続点の電位は抵抗Rの抵抗値とコン
デンサCの容量値との積で定義する時定数に従って変化
する。
【0022】このため、電源電圧の立ち上がり速度とイ
ンバータINVのスレッショルド電圧が一定である場
合、抵抗RとコンデンサCの接続点における電位つまり
インバータINVに対する入力信号の電位が高電位側電
源VDDの電位から低電位側電源VSSの電位に変化す
る間にインバータINVのスレッショルド電圧を通過す
るタイミングを変えられる。
【0023】また、電源電圧の立ち上がり速度と抵抗R
の抵抗値とコンデンサCの容量値が一定である場合を考
えると、インバータINVのスレッショルド電圧を変え
ることで抵抗RとコンデンサCの接続点における電位で
あるインバータINVの入力電位に対する信号信号出力
部OUTの信号レベルが反転するタイミングを調整でき
る。
【0024】つまり、従来技術のパワーオンリセット回
路Pの信号信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロ
ウ”信号から“ハイ”信号に反転するタイミングは、従
来の技術のパワーオンリセット回路Pを構成する抵抗R
とコンデンサCとインバータINVによりある程度任意
に変えられ、従来の技術のパワーオンリセット回路Pを
用いる回路システムに適した抵抗値や容量値やスレッシ
ョルド電圧を選択すれば、電源供給の開始時における初
期状態を設定できる。
【0025】しかし、後述するような要因によって電源
電圧の立ち上がり速度がばらつくと従来技術のパワーオ
ンリセット回路Pを構成する抵抗Rの抵抗値とコンデン
サCの容量値とインバータINVのスレッショルド電圧
の回路定数を設定することによる電源電圧の立ち上がり
速度とパワーオンリセット回路Pの信号信号出力部OU
Tにおける信号レベルが“ロウ”信号から“ハイ”信号
に反転するタイミングを調整することができない。
【0026】ここで、電源電圧の立ち上がり速度とは、
電源供給を開始してから電源電圧の電位が安定した電位
にかかるまでの時間を意味しているが、移動体通信機器
の電源には通常電池を用い、この電池による電源供給を
直接用いたりレギュレータ回路を介して回路システムに
電源供給を行なっており、電池やレギュレータ回路の立
ち上がり特性が異なる場合に電源電圧が立ち上がる時間
もばらつく。
【0027】従来技術のパワーオンリセット回路Pの信
号信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信号
から“ハイ”信号に反転するタイミングは、抵抗Rとコ
ンデンサCとによる時定数で決まっている。このため、
電源電圧の立ち上がり時間がばらつくと、信号信号出力
部OUTにおける信号レベルが反転するタイミングもば
らつく。
【0028】また、移動体通信機器の電源には通常デカ
ップリング回路と呼ばれる各回路ブロックにおける雑音
などが原因である相互干渉を防止する回路が設けられ、
このデカップリング回路は抵抗とコンデンサを用いる積
分回路の構成をしている。このため、電源電圧の立ち上
がりもこの積分回路の影響でさらに遅くなり、電源電圧
の立ち上がりが遅くなると抵抗RとコンデンサCの接続
点における電位が低電位側電源VSSの電位と等しく変
化してしまい信号信号出力部OUTにおける信号レベル
は電源供給を開始してから“ハイ”信号を出力する。
【0029】つまり、従来技術のパワーオンリセット回
路Pは電源電圧の立ち上がり速度に依存してしまうため
に、異なる立ち上がり特性の電源に用いるためにはその
電源に適した回路定数に調整する必要があり、回路シス
テムを多くの移動体通信機器に用いる場合に汎用性に欠
ける。
【0030】[その他の従来技術の説明:図10]つぎ
に以上の説明と異なる従来技術におけるパワーオンリセ
ット回路の構成を図10を使用して説明する。図10は
その他の従来技術のパワーオンリセット回路Pを示す回
路図である。図10に示すその他の従来技術のパワーオ
ンリセット回路Pは電源電圧の立ち上がり速度にあまり
依存しない。
【0031】図10に示すその他の従来技術のパワーオ
ンリセット回路Pの構成は、抵抗RとNチャンネルMO
SトランジスタNMSが高電位側電源VDDと低電位側
電源VSSの間で直列に接続し、抵抗RとNチャンネル
MOSトランジスタNMSの接続点がNチャンネルMO
SトランジスタNMSのゲートとインバータINVの入
力に接続し、インバータINVの出力を信号出力部OU
Tとする。ここで、NチャンネルMOSトランジスタN
MSのゲートとドレインが接続するMOSトランジスタ
のダイオード接続になっている。
【0032】また、図10においては、抵抗Rが高電位
側電源VDD側に接続し、NチャンネルMOSトランジ
スタNMSが低電位側電源VSS側に接続する構成にな
っているが、PチャンネルMOSトランジスタPMSが
高電位側電源VDD側に接続し、抵抗Rが低電位側電源
VSS側に接続し、抵抗RとPチャンネルMOSトラン
ジスタPMSの接続点がPチャンネルMOSトランジス
タPMSのゲートに接続する構成もある。ここで、Pチ
ャンネルMOSトランジスタPMSのゲートとドレイン
が接続するMOSトランジスタのダイオード接続になっ
ている。
【0033】そして、NチャンネルMOSトランジスタ
NMSのゲートとドレインとが接続するMOSトランジ
スタのダイオード接続や、PチャンネルMOSトランジ
スタPMSのゲートとドレインが接続するMOSトラン
ジスタのダイオード接続をダイオードと置き換える構成
もある。
【0034】つぎに図10に示すその他の従来技術のパ
ワーオンリセット回路Pの動作について説明する。ただ
し、高電位側電源VDDの電位を“ハイ”とし、低電位
側電位VSSを“ロウ”と呼ぶ。
【0035】電源電圧供給を開始すると、初期状態にお
いては抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMS
の接続点における電位は高電位側電源VDDの電位にな
りインバータINVには“ハイ”信号が入力し、インバ
ータINVの出力である信号出力部OUTは“ロウ”信
号を出力する。つぎに、その他の従来技術のパワーオン
リセット回路Pに使用しているNチャンネルMOSトラ
ンジスタNMSはNチャンネルMOSトランジスタNM
Sのゲートとドレインが接続するMOSトランジスタの
ダイオード接続になっているので、抵抗RとNチャンネ
ルMOSトランジスタNMSの接続点における電位が高
電位側電源VDDの電位であるとNチャンネルMOSト
ランジスタNMSのダイオード接続に順方向電流が流れ
る。
【0036】このため、抵抗RとNチャンネルMOSト
ランジスタNMSの接続点における電位は、高電位側電
源VDDの電位から低電位側電源VSSの電位に変化す
るため、インバータINVに入力する信号レベルも“ハ
イ”信号から“ロウ”信号に変化し、インバータINV
の出力である信号出力部OUTは“ハイ”信号を出力す
る。このとき、信号出力部OUTにおける信号レベルが
“ロウ”信号から“ハイ”信号に反転するのは、入力信
号がインバータINVのスレショルド電位を通過すると
きである。
【0037】ここで、その他の従来技術のパワーオンリ
セット回路Pの信号出力部OUTにおける信号レベルが
“ロウ”信号の間に回路システムの初期状態を設定する
ように周辺回路のロジックを設計すると、電源供給を開
始してからその他の従来技術のパワーオンリセット回路
Pの信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信
号から“ハイ”信号に反転する間に回路システムの初期
状態を設定できる。
【0038】その他の従来技術のパワーオンリセット回
路Pが回路システムの初期状態を設定するためには、パ
ワーオンリセット回路Pの信号出力部OUTにおける信
号レベルが必ず“ロウ”信号になり、電源電圧の立ち上
がりに従って“ロウ”信号に反転する必要がある。した
がって、回路システムの初期状態を確実に設定するため
には電源電圧の立ち上がりとその他の従来技術のパワー
オンリセット回路Pの信号出力部OUTにおける信号レ
ベルが“ロウ”信号から“ハイ”信号に反転するタイミ
ングが重要である。
【0039】その他の従来技術のパワーオンリセット回
路Pの信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”
信号から“ハイ”信号に反転するタイミングは、抵抗R
の抵抗値やNチャンネルMOSトランジスタNMSのサ
イズやスレッショルド電圧そしてインバータINVのス
レッショルド電圧を変えることによりある程度任意に変
えられる。このとき、インバータINVのスレッショル
ド電圧はこのインバータINVを構成するPチャンネル
MOSトランジスタとNチャンネルMOSトランジスタ
のサイズやスレッショルド電圧を変えることで調節でき
る。また、図10ではNチャンネルMOSトランジスタ
NMSのダイオード接続を1段しか用いていないが、こ
の段数を増やすことでもその他の従来技術のパワーオン
リセット回路Pの信号出力部OUTにおける信号レベル
が反転するタイミングを変えられる。
【0040】たとえば、電源電圧の立ち上がり速度とイ
ンバータINVのスレッショルド電圧が一定である場合
を考えると、電源電圧供給を開始する初期状態において
は抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMSの接
続点における電位は高電位側電源VDDの電位である。
また、初期状態においては、NチャンネルMOSトラン
ジスタNMSのソースとドレイン間に印加している電圧
は小さいので、NチャンネルMOSトランジスタNMS
のダイオード接続は順方向に電流を流せない。
【0041】時間の経過とともに電源電圧が大きくなる
と、NチャンネルMOSトランジスタNMSのソースと
ドレインとの間に印加している電圧も大きくなり、Nチ
ャンネルMOSトランジスタNMSのダイオード接続は
順方向が“オン”するので順方向電流が流れ、抵抗Rと
NチャンネルMOSトランジスタNMSの接続点におけ
る電位が低電位側電源VSSの電位になる。
【0042】このとき、抵抗RとNチャンネルMOSト
ランジスタNMSの接続点における電位は、電源電圧を
抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMSによる
分圧で決まる。このため、抵抗Rの抵抗値が大きいと、
抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMSの接続
点における電位が低電位側電源VSSに近くなり、Nチ
ャンネルMOSトランジスタNMSのソースとドレイン
間に印加している電圧も小さくなるので、Nチャンネル
MOSトランジスタNMSのダイオード接続に順方向電
流が流れるまでの時間が長くなる。
【0043】これとは逆に、抵抗Rの抵抗値が小さいと
抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMSの接続
点における電位が低電位側電源VSSから遠くなりNチ
ャンネルMOSトランジスタNMSのソースとドレイン
間に印加している電圧も大きくなるので、Nチャンネル
MOSトランジスタNMSのダイオード接続に順方向電
流が流れるまでの時間が短くなる。
【0044】また、NチャンネルMOSトランジスタN
MSのチャネル長やチャネル幅を変えることによりサイ
ズを大きくすると、NチャンネルMOSトランジスタN
MSのダイオード接続に順方向電流が流れるまでの時間
が長くなり、サイズを小さくするとNチャンネルMOS
トランジスタNMSのダイオード接続に順方向電流が流
れるまでの時間が短くなる。
【0045】NチャンネルMOSトランジスタNMSの
スレッショルド電圧を大きくするとNチャンネルMOS
トランジスタNMSのダイオード接続に順方向電流が流
れるまでの時間が長くなり、スレッショルド電圧を小さ
くするとNチャンネルMOSトランジスタNMSのダイ
オード接続に順方向電流が流れるまでの時間が短くな
る。
【0046】そして、NチャンネルMOSトランジスタ
NMSを直列に接続し抵抗Rと低電位側電源VSSの間
に設け、NチャンネルMOSトランジスタNMSのダイ
オード接続の直列に接続する段数を増やすことにより、
直列に接続しているNチャンネルMOSトランジスタN
MSのダイオード接続に流れる順方向電流を減らし時間
を長くできる。
【0047】つまり、抵抗Rと、NチャンネルMOSト
ランジスタNMSとが高電位側電源VDDと低電位側電
源VSSの間で直列に接続し、抵抗Rが高電位側電源V
DD側に接続しNチャンネルMOSトランジスタNMS
が低電位側電源VSS側に接続する構成する場合、抵抗
RとNチャンネルMOSトランジスタNMSの接続点に
おける電位は電源電圧を抵抗RとNチャンネルMOSト
ランジスタNMSによる分圧による。
【0048】このため、電源電圧の立ち上がり速度と、
インバータINVのスレッショルド電圧とが一定である
場合、抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMS
の接続点における電位つまりインバータINVに対する
入力信号の電位が高電位側電源VDDの電位から低電位
側電源VSSの電位に変化する間にインバータINVの
スレッショルド電圧を通過するタイミングを変えられ
る。
【0049】さらに、電源電圧の立ち上がり速度と抵抗
Rの抵抗値とNチャンネルMOSトランジスタNMSと
の特性が一定である場合を考えると、インバータINV
のスレッショルド電圧を変えることによって、抵抗Rと
NチャンネルMOSトランジスタNMSの接続点におけ
る電位であるインバータINVの入力電位に対する信号
出力部OUTの信号レベルが反転するタイミングを調整
できる。
【0050】つまり、その他の従来の技術のパワーオン
リセット回路Pの信号出力部OUTにおける信号レベル
が“ロウ”信号から“ハイ”信号に反転するタイミング
は、その他の従来技術のパワーオンリセット回路Pを構
成する抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMS
とインバータINVによりある程度任意に変えられ、そ
の他の従来技術のパワーオンリセット回路Pを用いる回
路システムに適した回路定数を選択すれば、電源供給の
開始時における初期状態を設定できる。
【0051】図10に示すその他の従来技術のパワーオ
ンリセット回路Pは、電源電圧に対する分圧を用いてイ
ンバータINVの出力を反転しているので、電源電圧の
立ち上がり速度が変化したとしてもタイミングに多少の
ズレが生じるだけで、パワーオンリセット回路の動作に
は問題は起らない。
【0052】しかしながら、電源電圧の大きさがばらつ
くとその他の従来技術のパワーオンリセット回路Pを構
成する抵抗RとNチャンネルMOSトランジスタNMS
とインバータINVの回路定数を設定することによる電
源電圧の立ち上がり速度とパワーオンリセット回路Pの
信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”信号か
ら“ハイ”信号に反転するタイミングを調整することが
できない。
【0053】ここで、電源電圧のばらつきとは移動体通
信機器の電源には通常電池を用い、この電池による電源
供給を直接用いたりレギュレータ回路を介して回路シス
テムに電源供給を行なっており、電池やレギュレータ回
路の製造ばらつきや実装などにより回路システムに供給
する電源電圧はばらつく。
【0054】その他の従来技術のパワーオンリセット回
路Pの信号出力部OUTにおける信号レベルが“ロウ”
信号から“ハイ”信号に反転するタイミングは抵抗Rと
NチャンネルMOSトランジスタNMSによる電源電圧
の分圧で決まっているので、電源電圧がばらつくと、信
号出力部OUTにおける信号レベルが反転するタイミン
グもばらつく。
【0055】これは、NチャンネルMOSトランジスタ
NMSのダイオード接続の電圧依存性が大きいことによ
る。パワーオンリセット回路が回路システムの初期状態
を設定する時間はなるべく電源電圧が立ち上がりってい
る間で長い時間行いたい。たとえば、電源電圧が5.ゼ
ロVの場合に対して回路定数を設定するパワーオンリセ
ット回路をそのまま電源電圧が3.ゼロVの場合に用い
ると、NチャンネルMOSトランジスタNMSのダイオ
ード接続に流れる順方向電流が少なく抵抗RとNチャン
ネルMOSトランジスタNMSの接続点における電位が
インバータINVのスレッショルド電圧を通過しなくな
り、信号出力部OUTにおける信号レベルは電源電圧が
立ち上がっても“ロウ”信号を出力する。
【0056】つまり、その他の従来技術のパワーオンリ
セット回路Pは電源電圧に依存してしまうために、電源
電圧が異なる場合や電源電圧がばらつく場合にはその電
源に適した回路定数に調整する必要があり、回路システ
ムを多くの移動体通信機器に用いる場合に汎用性に欠け
てしまう。さらに、今後において移動体通信機器の消費
電力を下げる目的で電源電圧を下げた場合、Nチャンネ
ルMOSトランジスタNMSのダイオード接続に順方向
電流が流れずに、その他の従来技術のパワーオンリセッ
ト回路Pは動作できない。
【0057】
【発明が解決しようとする課題】携帯電話やPHSなど
の移動体通信機器で消費電流を下げる場合、待ち受け時
間の消費電力を下げるために、待ち受け時間内において
待ち受け待機時間では電子機器部品への電源電圧供給を
停止することと待ち受け動作時間では電子機器部品への
電源電圧供給を開始することを繰り返しおこない、消費
電力を可能な限り少なくしている。
【0058】このため、移動体通信機器に使用する電子
機器部品に対し電源投入後に短時間で安定した状態にな
る仕様に対して、電源電圧の立ち上がり速度がバラ付い
たり変化すると図9に示す従来技術のパワーオンリセッ
ト回路Pでは出力信号が電源電圧の立ち上がり速度のば
らつきに大きく依存し、電源電圧の立ち上がり速度が遅
くなると従来技術のパワーオンリセット回路Pは動作を
行なえなくなるという課題がある。
【0059】また、電源電圧の大きさがバラ付いたり変
化すると、図10に示すその他の従来技術のパワーオン
リセット回路Pでは出力信号が電源電圧の大きさのばら
つきに大きく依存し、さらに移動体通信機器の消費電力
を少なくするために電源電圧が小さくなると第2の従来
技術のパワーオンリセット回路Pは動作を行なえなくな
るという課題がある。
【0060】[発明の目的]本発明の目的は、移動体通
信機器に使用する電子機器部品に対する電源電圧供給を
開始した後に短時間で安定した状態になるという要求を
満足し、しかも電源電圧の立ち上がり速度や電源電圧の
大きさがバラ付いたり変化しても安定した動作を行なえ
るパワーオンリセット回路を提供することである。
【0061】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によるパワーオンリセット回路の構成は、下
記のとおりとする。
【0062】本発明のパワーオンリセット回路は、電源
電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増加ととも
に単調に変化する電位レベルとの電位レベル比較回路を
有することを特徴とする。
【0063】本発明のパワーオンリセット回路において
は、電源電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増
加とともに単調に変化する電位レベルとの電位レベル比
較回路を有し、電位レベル比較回路はオフセット型コン
パレータ回路で構成することを特徴とする。
【0064】本発明のパワーオンリセット回路において
は、電源電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増
加とともに単調に変化する電位レベルとの電位レベル比
較回路を有し、電位レベル比較回路はオフセット型コン
パレータ回路で構成し、オフセット型コンパレータ回路
はスレッショルド電圧が異なるMOSトランジスタで構
成することを特徴とする。
【0065】本発明のパワーオンリセット回路において
は、電源電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増
加とともに単調に変化する電位レベルとの電位レベル比
較回路を有し、電位レベル比較回路はオフセット型コン
パレータ回路で構成し、オフセット型コンパレータ回路
はチャネル領域の不純物濃度分布が異なるMOSトラン
ジスタで構成することを特徴とする。
【0066】本発明のパワーオンリセット回路において
は、電源電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増
加とともに単調に変化する電位レベルとの電位レベル比
較回路を有し、電位レベル比較回路はオフセット型コン
パレータ回路で構成し、オフセット型コンパレータ回路
はゲートの仕事関数が異なるMOSトランジスタで構成
することを特徴とする。
【0067】本発明のパワーオンリセット回路において
は、電源電圧依存性のない電位レベルと、電源電圧の増
加とともに単調に変化する電位レベルとの電位レベル比
較回路を有し、電位レベル比較回路は第1の第1導電型
MOSトランジスタと第1の第2導電型MOSトランジ
スタが第1の電源と第2の電源の間で直列に接続し、第
2の第1導電型MOSトランジスタと第2の第2導電型
MOSトランジスタが第1の電源と第2の電源のあいだ
で直列に接続し、第1の第1導電型MOSトランジスタ
のドレインが第1の第2導電型MOSトランジスタと第
2の第2導電型MOSトランジスタのゲートに接続する
ことを特徴とする。
【0068】[作用]本発明のパワーオンリセット回路
は、電源電圧依存性のない電位レベルと電位レベル比較
回路を有し、電源電圧の大きさにより出力信号の電位レ
ベルを切り換えられる。
【0069】この構成により、本発明のパワーオンリセ
ット回路は電源電圧の立ち上がり速度と電源電圧の大き
さにばらつきや変動があっても回路システムの初期状態
を設定することが安定して行なえる
【0070】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明の実施
形態のパワーオンリセット回路の最適な実施形態を説明
する。
【0071】[本発明の第1の実施形態の説明:図1]
はじめに、本発明の第1の実施の形態のパワーオンリセ
ット回路を詳しく説明する。図1は、本発明の第1の実
施形態におけるパワーオンリセット回路Pの構成を示す
回路図である。
【0072】図1に示すように、本発明の第1の実施形
態のパワーオンリセット回路Pは、電源電圧の増加とと
もに単調に変化する電位レベルを出力する電源電位検出
回路DDKと、電源電位検出回路DDKが出力する電位
レベルを比較し高低関係を出力する電位レベル比較回路
DLHとで構成する。
【0073】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHに接続し、電位レベル比較回路DL
Hに信号出力部OUTを設ける。
【0074】つぎに図1に示す本発明の第1の実施形態
のパワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0075】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加する。このとき電源電位検出回路DDKは、
電源電圧の増加に対応して、単調に増加または減少する
電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。以
下、電源電位検出回路DDKが電位レベル比較回路DL
Hに出力する電位レベルを電源電位レベルと呼ぶ。
【0076】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが、高電位側電源VDD
であるか低電位側電源VSSであるかにより異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合電源電圧の増加とと
もに電源電位レベルは増加をする。
【0077】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0078】電位レベル比較回路DLHは入力する電源
電位レベルの高低関係を比較し、電源電位レベルが高い
か低いかによって、信号出力部OUTに出力する出力信
号の電位レベルを変化する。以下、電位レベル比較回路
DLHが信号出力部OUTから出力する電位レベルを信
号電位レベルと呼ぶ。
【0079】電源電圧の立ち上がりとともに変化する電
源電位検出回路DDKが出力する電源電位レベルに対し
て、電位レベル比較回路DLHが出力する信号電位レベ
ルの切り換わる電源電位レベルを設定するか、電位レベ
ル比較回路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わ
る電源電位レベルが電源電圧の立ち上がりに対して時間
的に異なるように設定する。
【0080】グランドレベルが高電位側電源VDDであ
る場合、電源供給の開始状態では、つねに電源電位検出
回路DDKが出力する電源電位レベルを電位レベル比較
回路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電源
電位レベル以上に設定し、電源電圧が立ち上がる間また
は立ち上がり後に電源電位レベルは電位レベル比較回路
DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電源電位
レベル以下になるように設定する。
【0081】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKが出力する電源電位レベルが電位レベル比
較回路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電
源電位レベル以下の間に、信号出力部OUTからある電
位レベルの出力信号を出力し回路システムの初期状態を
設定し、電源電位レベルが信号電位レベルの切り換わる
電源電位レベル以上になると回路システムの初期状態の
設定を終了する。
【0082】また、グランドレベルが低電位側電源VS
Sである場合、電源供給の開始状態では常に電源電位検
出回路DDKが出力する電源電位レベルを電位レベル比
較回路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電
源電位レベル以下に設定し、電源電圧が立ち上がる間ま
たは立ち上がり後に電源電位レベルは電位レベル比較回
路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電源電
位レベル以上になるように設定する。
【0083】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKが出力する電源電位レベルが電位レベル比
較回路DLHが出力する信号電位レベルの切り換わる電
源電位レベル以上の間に信号出力部OUTからある電位
レベルの出力信号を出力し回路システムの初期状態を設
定し、電源電位レベルが信号電位レベルの切り換わる電
源電位レベル以下になると回路システムの初期状態の設
定を終了する。
【0084】[本発明の第2の実施形態の説明:図2]
つぎに、本発明の第2の実施の形態のパワーオンリセッ
ト回路を詳しく説明する。図2は、本発明の第2の実施
形態におけるパワーオンリセット回路Pの構成を示す回
路図である。
【0085】図2に示すように、本発明の第2の実施形
態のパワーオンリセット回路Pは、電源電圧の増加とと
もに単調に変化する電位レベルを出力する電源電位検出
回路DDKと、電源電圧依存性のない電位レベルを出力
する基準電位発生回路KDHと、電源電位検出回路DD
Kと基準電位発生回路KDHとが出力する2つの電位レ
ベルを比較し高低関係を出力する電位レベル比較回路D
LHとで構成する。
【0086】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHに接続し、基準電位発生回路KDH
が電位レベル比較回路DLHに接続し、電位レベル比較
回路DLHに信号出力部OUTを設ける。
【0087】つぎに図2に示す本発明の第2の実施形態
のパワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0088】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加するこのとき電源電位検出回路DDKは、電
源電圧の増加に対応して単調に増加、または減少する電
源電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。
【0089】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが、高電位側電源VDD
であるか低電位側電源VSSであるかにより異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合、電源電圧の増加と
ともに電源電位レベルは増加をする。
【0090】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0091】また、基準電位発生回路KDHは電源電圧
に依存せずにある一定の電位レベルを電位レベル比較回
路DLHに出力しする。以下、基準電位発生回路KDH
が電源電圧に依存せず出力するある一定の電位レベルを
基準電位レベルと呼ぶ。ただし、基準電位発生回路KD
Hは電源電圧が設定する基準電位レベル以上の電圧値に
なるまでは電源電位レベルとほとんど等しい値を保って
変化をする。
【0092】電位レベル比較回路DLHは、入力する電
源電位レベルと基準電位レベルとの比較を行ない、どち
らの電位レベルが高いかによって信号出力部OUTに出
力する出力信号の電位レベルを変化する。
【0093】電源電位検出回路DDKが出力する電源電
位レベルと基準電位発生回路KDHが出力する基準電位
レベルは異なる電位レベルに設定するか、電源電圧の立
ち上がりに対して時間的に異なる変化をするように設定
する。
【0094】グランドレベルが高電位側電源VDDであ
る場合、電源供給の開始状態では、つねに基準電位発生
回路KDHの出力する基準電位レベルを、電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベル以下に設定し、電
源電圧が立ち上がる間または立ち上がり後に、基準電位
発生回路KDHの出力する基準電位レベルは、電源電位
検出回路DDKの出力する電源電位レベル以上の電位レ
ベルになるように設定する。
【0095】電位レベル比較回路DLHは、基準電位発
生回路KDHの出力する基準電位レベルが電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベル以下のあいだに、
信号出力部OUTからある電位レベルの出力信号を出力
して回路システムの初期状態を設定し、基準電位発生回
路KDHの出力する基準電位レベルは電源電位検出回路
DDKの出力する電源電位レベル以上の電位レベルにな
ると回路システムの初期状態の設定を終了する。
【0096】また、グランドレベルが低電位側電源VS
Sである場合、電源供給の開始状態では常に基準電位発
生回路KDHの出力する基準電位レベルを電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベル以上に設定し、電
源電圧が立ち上がる間または立ち上がり後に基準電位発
生回路KDHの出力する基準電位レベルは、電源電位検
出回路DDKの出力する電源電位レベルより低い電位レ
ベルになるように設定する。
【0097】電位レベル比較回路DLHは、基準電位発
生回路KDHの出力する基準電位レベルが電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベル以上のあいだに、
信号出力部OUTからある電位レベルの出力信号を出力
し回路システムの初期状態を設定し、基準電位発生回路
KDHの出力する基準電位レベルは電源電位検出回路D
DKの出力する電源電位レベルより低い電位レベルにな
ると回路システムの初期状態の設定を終了する。
【0098】携帯電話やPHSなどの移動体通信機器で
消費電流を下げる場合、待ち受け時間の消費電力を下げ
るために、待ち受け時間内において、待ち受け待機時間
では電子機器部品への電源電圧供給を停止することと待
ち受け動作時間では電子機器部品への電源電圧供給を開
始することを繰り返しおこない、消費電力を可能な限り
少なくしている。
【0099】このため、移動体通信機器に使用する電子
機器部品に対し電源投入後に短時間で安定した状態にな
る仕様に対して、電源電圧の立ち上がり速度がバラ付い
たり変化しても図1に示す本発明の第1の実施形態のパ
ワーオンリセット回路Pは、電位レベル比較回路DLH
が電源電圧の立ち上がり速度に依存せずに、電位レベル
比較回路DLHが電源電位レベルと基準電位レベルの電
位レベルを比較するので、出力信号が電源電圧の立ち上
がり速度のばらつきや大きな変化にまったく依存しな
い。
【0100】また、電源電圧の大きさがバラ付いたり変
化しても図1に示す本発明の第1の実施形態のパワーオ
ンリセット回路Pは、電源電位検出回路DDKと基準電
位発生回路KDHはそれぞれグランドレベルに対する電
位レベルの信号を出力しているので、電位レベル比較回
路DLHが出力する出力信号は電源電圧の大きさのばら
つきや大きな変化にまったく依存しない。
【0101】図1に示す本発明の第1の実施形態のパワ
ーオンリセット回路Pを用いれば、移動体通信機器に使
用する電子機器部品に対する電源電圧供給を開始した後
に短時間で安定した状態になるという要求を満足し、し
かも電源電圧の立ち上がり速度や電源電圧の大きさがバ
ラ付いたり変化しても安定した動作を行なえる回路シス
テムを提供できる。
【0102】
【実施例】
[本発明の第1の実施例の説明:図3、図4、図5]つ
ぎに図面を用いて、本発明の第1の実施例を詳述する。
図3は、本発明の第1の実施例におけるパワーオンリセ
ット回路Pの構成を示す回路図である。
【0103】図3に示す本発明の第1の実施例のパワー
オンリセット回路Pは、電源電圧の増加とともに単調に
変化する電源電位レベルを出力する電源電位検出回路D
DKと電源電位検出回路DDKが出力する電源電位レベ
ルを比較し高低関係を信号電位レベルとして出力する電
位レベル比較回路DLHとで構成する。
【0104】電源電位検出回路DDKの構成は、第1の
抵抗R1と第2の抵抗R2を高電位側電源VDDと低電
位側電源VSSの間で直列に接続し、第1の抵抗R1と
第2の抵抗R2の接続点を電源電位検出回路DDKの出
力として電位レベル比較回路DLHに接続する。
【0105】電位レベル比較回路DLHは、第1のPチ
ャネル型MOSトランジスタMP1と第1のNチャネル
型MOSトランジスタMN1が高電位側電源VDDと低
電位側電源VSSのあいだで直列に接続し、第2のPチ
ャネル型MOSトランジスタMP2と第2のNチャネル
型MOSトランジスタMN2が高電位側電源VDDと低
電位側電源VSSのあいだで直列に接続し、第1のPチ
ャネル型MOSトランジスタMP1のドレインが第1の
Nチャネル型MOSトランジスタMN1と第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタMN2のゲートに接続し、さ
らに、高電位側電源VDDが第2のPチャネルMOSト
ランジスタMP2のゲートに接続する。
【0106】ただし、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧がゼロVでも“オン”す
るデプレッション型PチャネルMOSトランジスタを用
い、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のスレ
ショルド電圧は第2のPチャネルMOSトランジスタM
P2のスレショルド電圧より低ければ、デプレッション
型PチャネルMOSトランジスタまたはエンハンスメン
ト型PチャネルMOSトランジスタを用いる。
【0107】つぎに図4を用いて、スレッショルド電圧
が異なる第1のPチャネルMOSトランジスタMP1と
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造の例
を説明する。第1のPチャネルMOSトランジスタMP
1と第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造
について説明する。図4は、本発明の第1の実施例にお
ける第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の構造
を示す断面図である。
【0108】図4に示す本発明の第1の実施例における
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0109】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦAである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0110】また、図5は、本発明の第1の実施例にお
ける第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造
を示す断面図である。
【0111】図5に示す本発明の第1の実施例における
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0112】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦBである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0113】ここで、図4に示す本発明の第1の実施例
における第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の
構造と図5に示す本発明の第1の実施例における第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2の構造はゲート電
極Gに用いる金属の仕事関数が異なり、チャネル領域の
不純物濃度分布を等しい。
【0114】ただし、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1のゲート電極Gに用いる金属の仕事関数ΦA
は第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲート
電極Gに用いる金属の仕事関数ΦBより高いエネルギー
準位をもつとする。
【0115】ここで、ゲート電極Gに用いる金属の仕事
関数を異ならせるためには、異なる仕事関数を有する金
属を2種類選択して用いればよく、たとえば、アルミニ
ウムなどを用いたり、モリブデンやタングステンなどの
高融点金属から組み合わせることで可能である。
【0116】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHの第1のPチャネル型MOSトラン
ジスタMP1のゲートに接続し、第2のNチャネル型M
OSトランジスタMN2のドレインに信号出力部OUT
を設ける。
【0117】つぎに図3に示す本発明の第1の実施例の
パワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0118】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加するこのとき電源電位検出回路DDKは電源
電圧の増加に対応して、第1の抵抗R1と第2の抵抗R
2により電源電圧を分圧し単調に増加または減少する電
源電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。
【0119】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが高電位側電源VDDで
あるか低電位側電源VSSであるかによって異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合、電源電圧の増加と
ともに電源電位レベルは増加をする。
【0120】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0121】電位レベル比較回路DLHは、MOSトラ
ンジスタを用いるコンパレータ回路の構成になっており
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートと
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力するゲート電圧の高低により、信号出力部OUTか
ら出力する信号電位レベルが大きく変わる。
【0122】また、電位レベル比較回路DLHにおける
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力する電位レベルは、ゲート−ソース間電圧が電源電
圧に依存しないようにソースの高電位側電源VDDの電
位レベルを入力する。
【0123】ここで、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧が少なくともゼロVで
“オン”するデプレッション型PチャネルMOSトラン
ジスタを用い、第1のPチャネルMOSトランジスタM
P1のスレショルド電圧は第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のスレショルド電圧より低いPチャネル
MOSトランジスタを用いる。
【0124】このため、電位レベル比較回路DLHは第
1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートに入
力するゲート電圧が、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタMP
2のスレショルド電圧の差より高い場合は信号出力部O
UTの出力信号は高電位側電源VDDに近い電位を出力
し、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲー
トに入力するゲート電圧が第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートに入力するゲート電圧が、第1
のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャ
ネルMOSトランジスタMP2のスレショルド電圧の差
より低い場合は信号出力部OUTの出力信号は低電位側
電源VSSに近い電位を出力する。
【0125】ここで、第1の抵抗R1の抵抗値と第2の
抵抗R2の抵抗値の比、および第1のPチャネルMOS
トランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2とのスレショルド電圧の差を調整し、電源電
圧に対する電位レベル比較回路DLHの出力する信号電
位レベルの切り換わりを制御する。
【0126】たとえば、第1のPチャネルMOSトラン
ジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタM
P2とのスレショルド電圧の差は、第1のPチャネルM
OSトランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2の構造はゲート電極Gに用いる金属の仕
事関数だけ異なる方法を用いる。
【0127】この場合、ゲート電極Gに使用する金属の
仕事関数は金属そのものが有する値であり、プロセスバ
ラつきなど製造工程による影響を受けなく、第1のPチ
ャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネルM
OSトランジスタMP2とのスレショルド電圧の差がプ
ロセスばらつきなど製造工程による影響を受けなくな
る。
【0128】電源供給の開始状態では常に電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電源
VDDの電位レベルから、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下に設定する。
【0129】そして、電源電圧が立ち上がるあいだまた
は立ち上がり後に、電源電位検出回路DDKの出力する
電源電位レベルを、高電位側電源VDDの電位レベルか
ら第1のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2とのスレショルド
電圧の差だけ低い電位レベル以上の電位レベルになるよ
うに設定する。
【0130】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電
源VDDの電位レベルから第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下の間に、信号出力部OUTから高電位側電源VDDに
近い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態を
設定する。
【0131】そして、電位レベル比較回路DLHは、電
源電位検出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高
電位側電源VDDの電位レベルから第1のPチャネルM
OSトランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位
レベル以上の電位レベルになると低電位側電源VSSに
近い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態の
設定を終了する。
【0132】また、図3に示す本発明の第1の実施例の
パワーオンリセット回路Pで電源電位検出回路DDKを
電位レベル比較回路DLHの第2のPチャネル型MOS
トランジスタMP2に接続し、基準電位検出回路を電位
レベル比較回路DLHの第1のPチャネル型MOSトラ
ンジスタMP1に接続する構成も考えられ、この構成の
場合は、信号出力部OUTから出力する信号の電位レベ
ル変化が上記の関係と反対になる。
【0133】さらに、図3に示す本発明の第1の実施例
のパワーオンリセット回路Pの電源電位検出回路DDK
の構成で、電源電位検出回路DDKの出力と高電位側電
源VDDと低電位側電源VSSの両方または一方の電源
の間にコンデンサを設けて、電源電圧の立ちあがりに対
して電源電位検出回路DDKの出力を時間的に遅らせる
ことも可能である。
【0134】[本発明の第2の実施例の説明:図4、図
5、図6]つぎに図面を用いて、本発明の第2の実施例
を詳述する。図6は、本発明の第2の実施例におけるパ
ワーオンリセット回路Pの構成を示す回路図である。
【0135】図6に示す本発明の第2の実施例のパワー
オンリセット回路Pは、電源電圧の増加とともに単調に
変化する電源電位レベルを出力する電源電位検出回路D
DKと電源電位検出回路DDKが出力する電源電位レベ
ルを比較し高低関係を信号電位レベルとして出力する電
位レベル比較回路DLHとで構成する。
【0136】電源電位検出回路DDKは、電源電圧を電
源電位レベルとして電位レベル比較回路DLHに出力
し、電位レベル比較回路DLHは第1のPチャネル型M
OSトランジスタMP1と第1のNチャネル型MOSト
ランジスタMN1が高電位側電源VDDと低電位側電源
VSSの間で直列に接続し、第2のPチャネル型MOS
トランジスタMP2と第2のNチャネル型MOSトラン
ジスタMN2が高電位側電源VDDと低電位側電源VS
Sのあいだで直列に接続し、第1のPチャネル型MOS
トランジスタMP1のドレインが第1のNチャネル型M
OSトランジスタMN1と第2のNチャネル型MOSト
ランジスタMN2のゲートに接続し、高電位側電源VD
Dが第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲー
トに接続する。
【0137】ただし、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧がゼロVでも“オン”す
るデプレッション型PチャネルMOSトランジスタを用
い、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のスレ
ショルド電圧は第2のPチャネルMOSトランジスタM
P2のスレショルド電圧より低ければ、デプレッション
型PチャネルMOSトランジスタまたはエンハンスメン
ト型PチャネルMOSトランジスタを用いる。
【0138】つぎにスレッショルド電圧が異なる第1の
PチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネ
ルMOSトランジスタMP2の構造の例を説明する。第
1のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチ
ャネルMOSトランジスタMP2の構造について説明す
る。図4は、本発明の第1の実施例における第1のPチ
ャネルMOSトランジスタMP1の構造を示す断面図で
ある。
【0139】図4に示す本発明の第2の実施例における
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0140】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦAである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0141】また、図5は、本発明の第2の実施例にお
ける第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造
を示す断面図である。
【0142】図5に示す本発明の第2の実施例における
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0143】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦBである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0144】ここで、図4に示す本発明の第2の実施例
における第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の
構造と図5に示す本発明の第1の実施例における第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2の構造はゲート電
極Gに用いる金属の仕事関数が異なり、チャネル領域の
不純物濃度分布を等しい。
【0145】ただし、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1のゲート電極Gに用いる金属の仕事関数ΦA
は第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲート
電極Gに用いる金属の仕事関数ΦBより高いエネルギー
準位をもつとする。
【0146】ここで、ゲート電極Gに用いる金属の仕事
関数を異ならせるためには、異なる仕事関数を有する金
属を2種類選択して用いればよく、たとえば、アルミニ
ウムなどを用いたり、モリブデンやタングステンなどの
高融点金属から組み合わせることで可能である。
【0147】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHの第1のPチャネル型MOSトラン
ジスタMP1のゲートに接続し、第2のNチャネル型M
OSトランジスタMN2のドレインに信号出力部OUT
を設ける。
【0148】つぎに図6に示す本発明の第2の実施例の
パワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0149】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加するこのとき電源電位検出回路DDKは電源
電圧の増加に対応して、単調に増加または減少する電源
電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。
【0150】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが高電位側電源VDDで
あるか低電位側電源VSSであるかによって異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合、電源電圧の増加と
ともに電源電位レベルは増加をする。
【0151】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0152】電位レベル比較回路DLHは、MOSトラ
ンジスタを用いるコンパレータ回路の構成になっており
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートと
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力するゲート電圧の高低により、信号出力部OUTか
ら出力する信号電位レベルが大きく変わる。
【0153】また、電位レベル比較回路DLHにおける
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力する電位レベルは、ゲート−ソース間電圧が電源電
圧に依存しないようにソースの高電位側電源VDDの電
位レベルを入力する。
【0154】ここで、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧が少なくともゼロVで
“オン”するデプレッション型PチャネルMOSトラン
ジスタを用い、第1のPチャネルMOSトランジスタM
P1のスレショルド電圧は第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のスレショルド電圧より低いPチャネル
MOSトランジスタを用いる。
【0155】このため、電位レベル比較回路DLHは第
1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートに入
力するゲート電圧が、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタMP
2のスレショルド電圧の差より高い場合は信号出力部O
UTの出力信号は高電位側電源VDDに近い電位を出力
し、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲー
トに入力するゲート電圧が第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートに入力するゲート電圧が、第1
のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャ
ネルMOSトランジスタMP2のスレショルド電圧の差
より低い場合は信号出力部OUTの出力信号は低電位側
電源VSSに近い電位を出力する。
【0156】ここで、第1の抵抗R1の抵抗値と第2の
抵抗R2の抵抗値の比と、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差を調整して、電源電圧
に対する電位レベル比較回路DLHの出力する信号電位
レベルの切り換わりを制御する。
【0157】ここでたとえば、第1のPチャネルMOS
トランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2とのスレショルド電圧の差は、第1のPチャ
ネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネルMO
SトランジスタMP2の構造はゲート電極Gに用いる金
属の仕事関数だけ異なる方法を用いる。
【0158】この場合、ゲート電極Gに使用する金属の
仕事関数は金属そのものが有する値であり、プロセスバ
ラつきなど製造工程による影響を受けなく、第1のPチ
ャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネルM
OSトランジスタMP2とのスレショルド電圧の差がプ
ロセスばらつきなど製造工程による影響を受けなくな
る。
【0159】電源供給の開始状態では常に電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電源
VDDの電位レベルから、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下に設定する。
【0160】そして、電源電圧が立ち上がるあいだまた
は立ち上がり後に、電源電位検出回路DDKの出力する
電源電位レベルを、高電位側電源VDDの電位レベルか
ら第1のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2とのスレショルド
電圧の差だけ低い電位レベル以上の電位レベルになるよ
うに設定する。
【0161】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電
源VDDの電位レベルから第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下の間に信号出力部OUTから高電位側電源VDDに近
い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態を設
定する。
【0162】そして、電位レベル比較回路DLHは、電
源電位検出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高
電位側電源VDDの電位レベルから第1のPチャネルM
OSトランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位
レベル以上の電位レベルになると低電位側電源VSSに
近い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態の
設定を終了する。
【0163】また、図6に示す本発明の第2の実施例の
パワーオンリセット回路Pで電源電位検出回路DDKを
電位レベル比較回路DLHの第2のPチャネル型MOS
トランジスタMP2に接続し、基準電位検出回路を電位
レベル比較回路DLHの第1のPチャネル型MOSトラ
ンジスタMP1に接続する構成も考えられ、この構成の
場合は、信号出力部OUTから出力する信号の電位レベ
ル変化が上記の関係と反対になる。
【0164】さらに、図6に示す本発明の第2の実施例
のパワーオンリセット回路Pの電源電位検出回路DDK
の構成において、電源電位検出回路DDKの出力と高電
位側電源VDDと低電位側電源VSSの両方または一方
の電源の間にコンデンサを設けて、電源電圧の立ちあが
りに対して電源電位検出回路DDKの出力を時間的に遅
らせることも可能である。
【0165】[本発明の第3の実施例の説明:図4、図
5、図7]つぎに図面を用いて、本発明の第3の実施例
を詳述する。図7は、本発明の第3の実施例におけるパ
ワーオンリセット回路Pの構成を示す回路図である。
【0166】図7に示す本発明の第3の実施例のパワー
オンリセット回路Pは、電源電圧の増加とともに単調に
変化する電源電位レベルを出力する電源電位検出回路D
DKと電源電位検出回路DDKが出力する電源電位レベ
ルを比較し高低関係を信号電位レベルとして出力する電
位レベル比較回路DLHとで構成する。
【0167】電源電位検出回路DDKの構成は、第1の
抵抗R1と第2の抵抗R2を高電位側電源VDDと低電
位側電源VSSの間で直列に接続し、第1の抵抗R1と
第2の抵抗R2の接続点を電源電位検出回路DDKの出
力として電位レベル比較回路DLHに接続する。
【0168】電位レベル比較回路DLHは第1のPチャ
ネル型MOSトランジスタMP1と第1のNチャネル型
MOSトランジスタMN1が高電位側電源VDDと低電
位側電源VSSの間で直列に接続し、第2のPチャネル
型MOSトランジスタMP2と第2のNチャネル型MO
SトランジスタMN2が高電位側電源VDDと低電位側
電源VSSのあいだで直列に接続し、第1のNチャネル
型MOSトランジスタMN1のドレインが第1のPチャ
ネル型MOSトランジスタMP1と第2のPチャネル型
MOSトランジスタMP2のゲートに接続する。
【0169】ただし、第2のNチャネルMOSトランジ
スタMN2はスレショルド電圧がゼロVでも“オン”す
るデプレッション型NチャネルMOSトランジスタを用
い、第1のNチャネルMOSトランジスタMN1のスレ
ショルド電圧は第2のNチャネルMOSトランジスタM
N2のスレショルド電圧より高ければ、デプレッション
型NチャネルMOSトランジスタまたはエンハンスメン
ト型NチャネルMOSトランジスタを用いる。
【0170】つぎに、スレッショルド電圧が異なる第1
のNチャネルMOSトランジスタMN1と第2のNチャ
ネルMOSトランジスタMN2の構造の例を説明する。
第1のNチャネルMOSトランジスタMN1と第2のN
チャネルMOSトランジスタMN2の構造について説明
する。図4は、本発明の第3の実施例における第1のN
チャネルMOSトランジスタMN1の構造を示す断面図
である。
【0171】図4に示す本発明の第3の実施例における
第1のNチャネルMOSトランジスタMN1の構造は、
バルク領域Bを低濃度P型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度N型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度N型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0172】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦAである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN1のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0173】また、図5は、本発明の第3の実施例にお
ける第2のNチャネルMOSトランジスタMN2の構造
を示す断面図である。
【0174】図5に示す本発明の第3の実施例における
第2のNチャネルMOSトランジスタMN2の構造は、
バルク領域Bを低濃度P型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度N型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度N型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0175】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦBである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN2のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0176】ここで、図4に示す本発明の第3の実施例
における第1のNチャネルMOSトランジスタMN1の
構造と図5に示す本発明の第3の実施例における第2の
NチャネルMOSトランジスタMN2の構造はゲート電
極Gに用いる金属の仕事関数が異なり、チャネル領域の
不純物濃度分布を等しい。
【0177】ただし、第1のNチャネルMOSトランジ
スタMN1のゲート電極Gに用いる金属の仕事関数ΦA
は第2のNチャネルMOSトランジスタMN2のゲート
電極Gに用いる金属の仕事関数ΦBより低いエネルギー
準位をもつとする。
【0178】ここで、ゲート電極Gに用いる金属の仕事
関数を異ならせるためには、異なる仕事関数を有する金
属を2種類選択して用いればよく、例えば、アルミニウ
ムなどを用いたり、モリブデンやタングステンなどの高
融点金属から組み合わせることで可能である。
【0179】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHの第1のNチャネル型MOSトラン
ジスタMN1のゲートに接続し、基準電位発生回路KD
Hが電位レベル比較回路DLHの第2のNチャネル型M
OSトランジスタMN2のゲートに接続し、第2のPチ
ャネル型MOSトランジスタMP2のドレインに信号出
力部OUTを設ける。
【0180】つぎに図7に示す本発明の第3の実施例の
パワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0181】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加するこのとき電源電位検出回路DDKは電源
電圧の増加に対応して、第1の抵抗R1と第2の抵抗R
2により電源電圧を分圧し単調に増加または減少する電
源電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。
【0182】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが高電位側電源VDDで
あるか低電位側電源VSSであるかによって異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合、電源電圧の増加と
ともに電源電位レベルは増加をする。
【0183】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0184】電位レベル比較回路DLHは、MOSトラ
ンジスタを用いるコンパレータ回路の構成になっており
第1のNチャネルMOSトランジスタMN1のゲートと
第2のNチャネルMOSトランジスタMN2のゲートに
入力するゲート電圧の高低により、信号出力部OUTか
ら出力する信号電位レベルが大きく変わる。
【0185】また、電位レベル比較回路DLHにおける
第2のNチャネルMOSトランジスタMN2のゲートに
入力する電位レベルは、ゲート−ソース間電圧が電源電
圧に依存しないように、ソースの高電位側電源VDDの
電位レベルを入力する。
【0186】ここで、第2のNチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧が少なくともゼロVで
“オン”するデプレッション型NチャネルMOSトラン
ジスタを用い、第1のNチャネルMOSトランジスタM
N1のスレショルド電圧は第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN2のスレショルド電圧より高いNチャネル
MOSトランジスタを用いる。
【0187】このため、電位レベル比較回路DLHは第
1のNチャネルMOSトランジスタMN1のゲートに入
力するゲート電圧が、第1のNチャネルMOSトランジ
スタMN1と第2のNチャネルMOSトランジスタMN
2のスレショルド電圧の差より高い場合は信号出力部O
UTの出力信号は高電位側電源VDDに近い電位を出力
し、第1のNチャネルMOSトランジスタMN1のゲー
トに入力するゲート電圧が第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN2のゲートに入力するゲート電圧が、第1
のNチャネルMOSトランジスタMN1と第2のNチャ
ネルMOSトランジスタMN2のスレショルド電圧の差
より高い場合は信号出力部OUTの出力信号は低電位側
電源VSSに近い電位を出力する。
【0188】ここで、第1の抵抗R1の抵抗値と第2の
抵抗R2の抵抗値の比と、第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN1と第2のNチャネルMOSトランジスタ
MN2とのスレショルド電圧の差を調整して、電源電圧
に対する電位レベル比較回路DLHの出力する信号電位
レベルの切り換わりを制御する。
【0189】たとえば、第1のNチャネルMOSトラン
ジスタMN1と第2のNチャネルMOSトランジスタM
N2とのスレショルド電圧の差は、第1のNチャネルM
OSトランジスタMN1と第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN2の構造はゲート電極Gに用いる金属の仕
事関数だけ異なる方法を用いる。
【0190】この場合、ゲート電極Gに使用する金属の
仕事関数は金属そのものが有する値であり、プロセスバ
ラつきなど製造工程による影響を受けなく、第1のNチ
ャネルMOSトランジスタMN1と第2のNチャネルM
OSトランジスタMN2とのスレショルド電圧の差がプ
ロセスばらつきなど製造工程による影響を受けなくな
る。
【0191】電源供給の開始状態では常に電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電源
VDDの電位レベルから、第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN1と第2のNチャネルMOSトランジスタ
MN2とのスレショルド電圧の差だけ高い電位レベル以
上に設定する。
【0192】そして、電源電圧が立ち上がるあいだまた
は立ち上がり後に、電源電位検出回路DDKの出力する
電源電位レベルを、高電位側電源VDDの電位レベルか
ら第1のNチャネルMOSトランジスタMN1と第2の
NチャネルMOSトランジスタMN2とのスレショルド
電圧の差だけ高い電位レベル以下の電位レベルになるよ
うに設定する。
【0193】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電
源VDDの電位レベルから第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN1と第2のNチャネルMOSトランジスタ
MN2とのスレショルド電圧の差だけ高い電位レベル以
上の間に信号出力部OUTから高電位側電源VDDに近
い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態を設
定する。
【0194】そして、電位レベル比較回路DLHは、電
源電位検出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高
電位側電源VDDの電位レベルから第1のNチャネルM
OSトランジスタMN1と第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN2とのスレショルド電圧の差だけ高い電位
レベル以下の電位レベルになると低電位側電源VSSに
近い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態の
設定を終了する。
【0195】また、図7に示す本発明の第3の実施例の
パワーオンリセット回路Pで電源電位検出回路DDKを
電位レベル比較回路DLHの第2のNチャネル型MOS
トランジスタMN2に接続し、基準電位検出回路を電位
レベル比較回路DLHの第1のNチャネル型MOSトラ
ンジスタMN1に接続する構成も考えられ、この構成の
場合は、信号出力部OUTから出力する信号の電位レベ
ル変化が上記の関係と反対になる。
【0196】さらに、図7に示す本発明の第3の実施例
のパワーオンリセット回路Pの電源電位検出回路DDK
の構成において、電源電位検出回路DDKの出力と高電
位側電源VDDと低電位側電源VSSの両方または一方
の電源の間にコンデンサを設けて、電源電圧の立ちあが
りに対して電源電位検出回路DDKの出力を時間的に遅
らせることも可能である。
【0197】[本発明の第4の実施例の説明:図4、図
5、図8]つぎに図面を用いて、本発明の第4の実施例
を詳述する。図8は、本発明の第4の実施例におけるパ
ワーオンリセット回路Pの構成を示す回路図である。
【0198】図8に示す本発明の第4の実施例のパワー
オンリセット回路Pは、電源電圧の増加とともに単調に
変化する電源電位レベルを出力する電源電位検出回路D
DKと電源電位検出回路DDKが出力する電源電位レベ
ルを比較し高低関係を信号電位レベルとして出力する電
位レベル比較回路DLHとで構成する。
【0199】電源電位検出回路DDKは、電源電圧を電
源電位レベルとして電位レベル比較回路DLHに出力
し、電位レベル比較回路DLHは第1のPチャネル型M
OSトランジスタMP1と第1のNチャネル型MOSト
ランジスタMN1が高電位側電源VDDと低電位側電源
VSSの間で直列に接続し、第2のPチャネル型MOS
トランジスタMP2と第2のNチャネル型MOSトラン
ジスタMN2が高電位側電源VDDと低電位側電源VS
Sのあいだで直列に接続し、第1のNチャネル型MOS
トランジスタMN1のドレインが第1のPチャネル型M
OSトランジスタMP1と第2のPチャネル型MOSト
ランジスタMP2のゲートに接続する。
【0200】ただし、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧がゼロVでも“オン”す
るデプレッション型PチャネルMOSトランジスタを用
い、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のスレ
ショルド電圧は第2のPチャネルMOSトランジスタM
P2のスレショルド電圧より低ければ、デプレッション
型PチャネルMOSトランジスタまたはエンハンスメン
ト型PチャネルMOSトランジスタを用いる。
【0201】つぎにスレッショルド電圧が異なる第1の
PチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネ
ルMOSトランジスタMP2の構造の例を説明する。第
1のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチ
ャネルMOSトランジスタMP2の構造について説明す
る。図4は、本発明の第1の実施例における第1のPチ
ャネルMOSトランジスタMP1の構造を示す断面図で
ある。
【0202】図8に示す本発明の第4の実施例における
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0203】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦAである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0204】また、図5は、本発明の第4の実施例にお
ける第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造
を示す断面図である。
【0205】図5に示す本発明の第4の実施例における
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2の構造は、
バルク領域Bを低濃度N型半導体で形成し、このバルク
領域Bに高濃度P型半導体でソース領域Sとドレイン領
域Dを形成し、ソース領域Sとドレイン領域Dの間に低
濃度P型半導体でチャネル領域Cを形成する。
【0206】そして、チャネル領域Cの上に絶縁物Oを
介して仕事関数がΦBである金属でゲート電極Gを形成
し、ゲート電極Gとソース領域Sとドレイン領域Dとバ
ルク領域Bのそれぞれを、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートとソースとドレインとバルクと
する。
【0207】ここで、図4に示す本発明の第4の実施例
における第1のPチャネルMOSトランジスタMP1の
構造と図5に示す本発明の第1の実施例における第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2の構造はゲート電
極Gに用いる金属の仕事関数が異なり、チャネル領域の
不純物濃度分布を等しい。
【0208】ただし、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1のゲート電極Gに用いる金属の仕事関数ΦA
は第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲート
電極Gに用いる金属の仕事関数ΦBより高いエネルギー
準位をもつとする。
【0209】ここで、ゲート電極Gに用いる金属の仕事
関数を異ならせるためには、異なる仕事関数を有する金
属を2種類選択して用いればよく、たとえば、アルミニ
ウムなどを用いたり、モリブデンやタングステンなどの
高融点金属から組み合わせることで可能である。
【0210】そして、電源電位検出回路DDKが電位レ
ベル比較回路DLHの第1のNチャネル型MOSトラン
ジスタMN1のゲートに接続し、基準電位発生回路KD
Hが電位レベル比較回路DLHの第2のNチャネル型M
OSトランジスタMN2のゲートに接続し、第2のPチ
ャネル型MOSトランジスタMP2のドレインに信号出
力部OUTを設ける。
【0211】つぎに図6に示す本発明の第2の実施例の
パワーオンリセット回路Pの動作について説明する。
【0212】電源供給を開始後時間の経過とともに電源
電圧は増加するこのとき電源電位検出回路DDKは電源
電圧の増加に対応して、単調に増加または減少する電源
電位レベルを電位レベル比較回路DLHに出力する。
【0213】電源電位レベルの増加と減少とは、本発明
のパワーオンリセット回路Pを用いる回路システムの基
準レベルであるグランドレベルが高電位側電源VDDで
あるか低電位側電源VSSであるかによって異なり、グ
ランドレベルが高電位側電源VDDである場合電源電圧
の増加とともに電源電位レベルは減少し、グランドレベ
ルが低電位側電源VSSである場合、電源電圧の増加と
ともに電源電位レベルは増加をする。
【0214】そして、電源電圧が立ち上がる間は電源電
位検出回路DDKが出力する電源電位レベルは単調増加
または単調減少し、電源電圧が立ち上がりある一定の電
圧になると電源電位検出回路DDKも電源電圧に対応し
てある一定の電源電位レベルを出力する。
【0215】電位レベル比較回路DLHは、MOSトラ
ンジスタを用いるコンパレータ回路の構成になっており
第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートと
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力するゲート電圧の高低により、信号出力部OUTか
ら出力する信号電位レベルが大きく変わる。
【0216】また、電位レベル比較回路DLHにおける
第2のPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートに
入力する電位レベルは、ゲート−ソース間電圧が電源電
圧に依存しないようにソースの高電位側電源VDDの電
位レベルを入力する。
【0217】ここで、第2のPチャネルMOSトランジ
スタMP2はスレショルド電圧が少なくともゼロVで
“オン”するデプレッション型PチャネルMOSトラン
ジスタを用い、第1のPチャネルMOSトランジスタM
P1のスレショルド電圧は第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のスレショルド電圧より低いPチャネル
MOSトランジスタを用いる。
【0218】このため、電位レベル比較回路DLHは第
1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートに入
力するゲート電圧が、第1のPチャネルMOSトランジ
スタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタMP
2のスレショルド電圧の差より高い場合は信号出力部O
UTの出力信号は高電位側電源VDDに近い電位を出力
し、第1のPチャネルMOSトランジスタMP1のゲー
トに入力するゲート電圧が第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2のゲートに入力するゲート電圧が、第1
のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャ
ネルMOSトランジスタMP2のスレショルド電圧の差
より低い場合は信号出力部OUTの出力信号は低電位側
電源VSSに近い電位を出力する。
【0219】ここで、第1の抵抗R1の抵抗値と第2の
抵抗R2の抵抗値の比と、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差を調整して、電源電圧
に対する電位レベル比較回路DLHの出力する信号電位
レベルの切り換わりを制御する。
【0220】たとえば、第1のPチャネルMOSトラン
ジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタM
P2とのスレショルド電圧の差は、第1のPチャネルM
OSトランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2の構造はゲート電極Gに用いる金属の仕
事関数だけ異なる方法を用いる。
【0221】この場合、ゲート電極Gに使用する金属の
仕事関数は金属そのものが有する値であり、プロセスバ
ラつきなど製造工程による影響を受けなく、第1のPチ
ャネルMOSトランジスタMP1と第2のPチャネルM
OSトランジスタMP2とのスレショルド電圧の差がプ
ロセスばらつきなど製造工程による影響を受けなくな
る。
【0222】電源供給の開始状態では常に電源電位検出
回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電源
VDDの電位レベルから、第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下に設定する。
【0223】そして、電源電圧が立ち上がるあいだまた
は立ち上がり後に、電源電位検出回路DDKの出力する
電源電位レベルを、高電位側電源VDDの電位レベルか
ら第1のPチャネルMOSトランジスタMP1と第2の
PチャネルMOSトランジスタMP2とのスレショルド
電圧の差だけ低い電位レベル以上の電位レベルになるよ
うに設定する。
【0224】電位レベル比較回路DLHは、電源電位検
出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高電位側電
源VDDの電位レベルから第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP1と第2のPチャネルMOSトランジスタ
MP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位レベル以
下の間に信号出力部OUTから高電位側電源VDDに近
い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態を設
定する。
【0225】そして、電位レベル比較回路DLHは、電
源電位検出回路DDKの出力する電源電位レベルを、高
電位側電源VDDの電位レベルから第1のPチャネルM
OSトランジスタMP1と第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタMP2とのスレショルド電圧の差だけ低い電位
レベル以上の電位レベルになると低電位側電源VSSに
近い信号電位レベルを出力し回路システムの初期状態の
設定を終了する。
【0226】また、図8に示す本発明の第4の実施例の
パワーオンリセット回路Pで電源電位検出回路DDKを
電位レベル比較回路DLHの第2のPチャネル型MOS
トランジスタMP2に接続し、基準電位検出回路を電位
レベル比較回路DLHの第1のPチャネル型MOSトラ
ンジスタMP1に接続する構成も考えられ、この構成の
場合は、信号出力部OUTから出力する信号の電位レベ
ル変化が上記の関係と反対になる。
【0227】さらにまた、図8に示す本発明の第4の実
施例のパワーオンリセット回路Pの電源電位検出回路D
DKの構成で、電源電位検出回路DDKの出力と高電位
側電源VDDと低電位側電源VSSの両方または一方の
電源の間にコンデンサを設けて、電源電圧の立ちあがり
に対して電源電位検出回路DDKの出力を時間的に遅ら
せることも可能である。
【0228】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のパワーオンリセット回路は、電源電圧依存性のない電
位レベルと電位レベル比較回路を有し、電源電圧の大き
さにより出力信号の電位レベルを切り換えることができ
る。
【0229】このようなパワーオンリセット回路構成に
より、本発明においては、電源電圧の立ち上がり速度と
電源電圧の大きさにばらつきや変動があっても回路シス
テムの初期状態を設定することが安定して行うことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるパワーオンリ
セット回路の構成を示すブロック回路図である。
【図2】本発明の第2の実施形態におけるパワーオンリ
セット回路の構成を示すブロック回路図である。
【図3】本発明の第1の実施例におけるパワーオンリセ
ット回路の構成を示す回路図である。
【図4】本発明の実施例における第1のPチャネルMO
Sトランジスタまたは第1のNチャネルMOSトランジ
スタの構造を示す断面図である。
【図5】本発明の実施例における第2のPチャネルMO
Sトランジスタまたは第2のNチャネルMOSトランジ
スタの構造を示す断面図である。
【図6】本発明の第2の実施例におけるパワーオンリセ
ット回路の構成を示す回路図である。
【図7】本発明の第3の実施例におけるパワーオンリセ
ット回路の構成を示す回路図である。
【図8】本発明の第4の実施例におけるパワーオンリセ
ット回路の構成を示す回路図である。
【図9】従来技術におけ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10】第2の従来技術におけるパワーオンリセット
回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
P パワーオンリセット回路 MP1 第1のPチャンネルMOSトランジスタ MP2 第2のPチャンネルMOSトランジスタ NP1 第1のNチャンネルMOSトランジスタ NP2 第2のNチャンネルMOSトランジスタ OUT 信号出力部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧依存性のない電位レベルと電位
    レベル比較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。
  2. 【請求項2】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有することを特徴とするパワーオン
    リセット回路。
  3. 【請求項3】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有し、 電位レベル比較回路はオフセット型コンパレータ回路で
    構成することを特徴とするパワーオンリセット回路。
  4. 【請求項4】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有し、 電位レベル比較回路はオフセット型コンパレータ回路で
    構成し、オフセット型コンパレータ回路はスレッショル
    ド電圧が異なるMOSトランジスタで構成することを特
    徴とするパワーオンリセット回路。
  5. 【請求項5】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有し、 電位レベル比較回路はオフセット型コンパレータ回路で
    構成し、オフセット型コンパレータ回路はチャネル領域
    の不純物濃度分布が異なるMOSトランジスタで構成す
    ることを特徴とするパワーオンリセット回路。
  6. 【請求項6】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有し、 電位レベル比較回路はオフセット型コンパレータ回路で
    構成し、 オフセット型コンパレータ回路はゲートの仕事関数が異
    なるMOSトランジスタで構成することを特徴とするパ
    ワーオンリセット回路。
  7. 【請求項7】 電源電圧依存性のない電位レベルと、電
    源電圧の増加とともに単調に変化する電位レベルとの電
    位レベル比較回路を有し、 電位レベル比較回路は第1の第1導電型MOSトランジ
    スタと第1の第2導電型MOSトランジスタが第1の電
    源と第2の電源の間で直列に接続し、 第2の第1導電型MOSトランジスタと第2の第2導電
    型MOSトランジスタが第1の電源と第2の電源の間で
    直列に接続し、 第1の第1導電型MOSトランジスタのドレインが第1
    の第2導電型MOSトランジスタと第2の第2導電型M
    OSトランジスタのゲートに接続することを特徴とする
    パワーオンリセット回路。
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