JPS5994925A - Integrated power on reset circuit for electric controller - Google Patents

Integrated power on reset circuit for electric controller

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Publication number
JPS5994925A
JPS5994925A JP58189394A JP18939483A JPS5994925A JP S5994925 A JPS5994925 A JP S5994925A JP 58189394 A JP58189394 A JP 58189394A JP 18939483 A JP18939483 A JP 18939483A JP S5994925 A JPS5994925 A JP S5994925A
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JP
Japan
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circuit
voltage
power supply
threshold
gate
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Pending
Application number
JP58189394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ト−マス・アルフレツド・ブラウン
マ−ク・アンドリユウ・デイソスウエイ
ウイリアム・ペイル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS5994925A publication Critical patent/JPS5994925A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/22Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
    • H03K17/223Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied in field-effect transistor switches

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 〈発明の分野〉 本発明は、電気制御装置、詳しくは、電力が投入された
時または電力が中断して再び供給された時に初期状態に
リセット(および保持)することが必要である記憶装置
を含む論理素子によって制御を行う電気制御装置に関す
る。 更に、本発明は、制御論理回路が集積回路内にあ
る電気制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an electrical control device, and more particularly, to an electrical control device that resets to an initial state when power is applied or when power is interrupted and reapplied. The present invention relates to an electrical control device that performs control by means of a logic element including a memory device in which it is necessary to store and hold data. Furthermore, the invention relates to an electrical control device in which the control logic is in an integrated circuit.

〈従来技術の説明〉 本発明は、電力が最初に供給された時、でたらめな状態
になり、好ましくない制御命令を発生する慣れのある記
憶素子を有する電気制御装置に伴なう問題を扱っている
。 本発明は、電力が最初に投入された時または一時的
に中断した時に、前述のような記憶素子の初期状態が確
実に得られるようにする手段を扱っている。 この機能
は。
DESCRIPTION OF THE PRIOR ART The present invention addresses the problems associated with electrical control devices having storage elements that tend to go into random states and generate undesired control commands when power is first applied. There is. The present invention deals with means for ensuring that the initial state of the storage element as described above is obtained when power is first applied or temporarily interrupted. This feature is.

一般にパワーオン・リセット(FOR,)機能といわれ
ている。
This is generally referred to as the power-on reset (FOR) function.

所謂ダイナミック形の従来のパワーオン−リセット回路
においては、抵抗とコンデンサ間の分圧を検知して、I
Cがオンにされたことを決定していた。 例えば、コン
デンサがアースに接続され、抵抗が電源(Vdd)に接
続されていた場合には、RC接続点け、各目上アース電
位にあり、あるゆっくりした速度で電源電圧(Vdd)
に上昇する。 最初の″0″′状態と最後の$11 #
状態との間の遅延時間は、すべての記憶素子を既知の適
切な初期状態にリセットするに十分な初期設定期間を与
えている。
In the so-called dynamic type conventional power-on-reset circuit, the voltage division between the resistor and the capacitor is detected and the I
It had been determined that C was turned on. For example, if a capacitor is connected to ground and a resistor is connected to a power supply (Vdd), then the RC connection points are at ground potential, and at some slow rate the power supply voltage (Vdd) is
rise to First ``0'' state and last $11 #
The delay time between states provides an initialization period sufficient to reset all storage elements to a known, proper initial state.

従来の回路においては、正の電源電圧(Vdd)がFO
R回路のコンデンサの電圧よりも一層ゆっくりとした態
様で増大する場合には1回路をターンオンする時、FO
R回路は動作しないことがある。 この場合、この電圧
を感知するゲートへの入力は特別な減少もな(Vdd 
に等しくなることがあり、ゲートに対する入力は早過ぎ
て高レベル(すなわち u 1 t″)になり、該入力
で有効々ものとして1回路を保護し得る前に電圧感知ゲ
ートをオフにスイッチングする。 回路をターンオンす
る時に正の電源電圧(Vdd)がFOR回路のコンデン
サの電圧よりも急速に増大する場合には、その状態が続
いている限りFOR回路はターンオン時に動作するが、
FOR回路のコンデンサが放電するIcはあまりにも小
さすぎるようなわずかな時間の間だけ電源電圧が急に中
断した場合には。
In conventional circuits, the positive supply voltage (Vdd) is
When turning on one circuit, FO increases in a slower manner than the voltage on the capacitor of the R circuit.
The R circuit may not work. In this case, the input to the gate sensing this voltage is not particularly reduced (Vdd
, the input to the gate goes high (ie, u 1 t'') prematurely, switching off the voltage-sensing gate before it can effectively protect one circuit. If the positive power supply voltage (Vdd) increases more rapidly than the voltage of the capacitor of the FOR circuit when the circuit is turned on, as long as this condition continues, the FOR circuit will operate at turn-on;
If the supply voltage is abruptly interrupted for only a short period of time, the Ic that the FOR circuit's capacitor discharges is too small.

FOR回路はこの過渡現象を無視し、このため記憶装置
の状態が乱される。 要約すると、抵抗素子とりアクタ
ンス素子(この場合には、容量性素子)との間の分圧に
よって電圧Vddを感知することに依存しているダイナ
ミックPAR回路は最悪状態の下においてフェイル・セ
イフでないのである。 そこで、本発明は、所謂「スタ
ティックJPOR,回路を使用し、Vdd  の感知を
電圧の変化速度に依存しない導電性の非リアクタンス素
子によって行なう。
The FOR circuit ignores this transient, which disturbs the state of the storage device. In summary, dynamic PAR circuits that rely on sensing voltage Vdd by a voltage divider between a resistive element and an actance element (in this case, a capacitive element) are not fail-safe under worst-case conditions. be. Therefore, the present invention uses a so-called "static JPOR" circuit, and senses Vdd by a conductive, non-reactive element that does not depend on the rate of change of voltage.

FOR回路は、制御装置に広く使用されている集積回路
構成に適合し得ることが望ましい。
It is desirable that the FOR circuit be compatible with integrated circuit configurations widely used in control devices.

この用途においては、FOR回路は、集積化できない部
品を使用せず、  ICを制御装置の残りの部分に接続
するピンを最少数、好ましくは全くないようにすること
が望ましい。
In this application, it is desirable that the FOR circuit uses no non-integrable components and has a minimum number of pins, preferably no pins, connecting the IC to the rest of the control device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

従って、本発明の目的は、電気制御装置忙使用される改
良されたパワーオン・リセット(FOR)回路を提供す
るにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved power-on-reset (FOR) circuit for use in electrical control systems.

本発明の他の目的は、電気制御装置に使用する集積回路
構成に適した改良されたFOR回路を提供するにある。
Another object of the invention is to provide an improved FOR circuit suitable for integrated circuit configurations used in electrical control equipment.

本発明の更に他の目的は、電源電圧の過渡状態に対して
改良された性能を有するFOR回路を提供するにある。
Yet another object of the present invention is to provide a FOR circuit with improved performance against power supply voltage transients.

本発明のこれらの目的および他の目的を達成するため、
ターンオン時にその論理素子を所定の初期状態に設定し
なければならない集積回路(IC)を含む電気制御装置
が設けられる。 この制御装置においては、IC用の電
力は外部電源によって供給され、その電圧はターンオン
後所定の速度以下で急速に増加する。 本発明の新規な
組合せは、外部電源に接続するために集積回路(IC)
上に設けられた第1および第2の電源端子の間に、電力
を供給されるように接続された少なくとも7つの記憶素
子を含むIC上の記憶素子内蔵回路と。
To achieve these and other objects of the invention,
An electrical control device is provided that includes an integrated circuit (IC) that must set its logic elements to a predetermined initial state upon turn-on. In this control device, power for the IC is supplied by an external power supply, the voltage of which increases rapidly below a predetermined speed after turn-on. The novel combination of the present invention uses an integrated circuit (IC) for connection to an external power source.
A memory element built-in circuit on an IC including at least seven memory elements connected to be supplied with power between first and second power supply terminals provided on the IC.

IC上のパワーオン・リセット(FOR)回路とを有す
る。 前記記憶素子内蔵回路はその状態をプリセットす
る端子を持つ。  FOR回路は、集積化し得る部品を
使用した導電性直列回路と、第1および第一の電源端子
間に接続され、電源電圧より小さな電圧を減じたものに
実質的に等しい電圧で動作するゲートとを有している。
and a power-on reset (FOR) circuit on the IC. The memory element built-in circuit has a terminal for presetting its state. A FOR circuit includes a conductive series circuit using components that can be integrated and a gate connected between first and first power supply terminals and operating at a voltage substantially equal to the power supply voltage less a voltage. have.

 このゲートは、その入力が直列回路の出力に接続され
ている。
This gate has its input connected to the output of the series circuit.

ゲートはFOR回路の出力を形成し、そして記憶素子内
蔵回路のセット端子に接続されている。
The gate forms the output of the FOR circuit and is connected to the set terminal of the circuit with built-in storage element.

FOR,回路は、相対的に高いしきい値と相対的に低い
しきい値とを有し1作動状態になった時プリセット・パ
ルスを発生し、高い方のしきい値を越えた時プリセット
・パルスを、終了させる。 この第1のしきい値は、タ
ーンオン時に記憶素子内蔵回路をリセットするのに十分
な時間が得られるように、電源の電圧増加速度に関連し
て設定される。
The FOR circuit has a relatively high threshold and a relatively low threshold, and generates a preset pulse when the higher threshold is exceeded. Terminate the pulse. This first threshold value is set in relation to the voltage increase rate of the power supply so that sufficient time is obtained to reset the storage element built-in circuit at turn-on.

本発明の第一の態様によると、PAR回路の低い方のし
きい値は、記憶素子内蔵回路を確実に動作させるのに必
要な最低電圧以上の電源電圧に対応しており、そして、
しきい値開の差は、電源電圧の一時的中断時に、記憶素
子内蔵回路をリセットするのに十分な時間が得られるよ
うに、最低の電圧増加速度に関連して設定される。
According to the first aspect of the present invention, the lower threshold of the PAR circuit corresponds to a power supply voltage that is equal to or higher than the minimum voltage necessary to reliably operate the circuit with a built-in memory element, and
The threshold opening difference is set in relation to the lowest voltage increase rate so that sufficient time is available to reset the storage element built-in circuitry during a temporary interruption of the power supply voltage.

一実施例においては、FOR回路のゲートは、2つのし
きい値を有するヒステリシス・ゲートである。
In one embodiment, the gate of the FOR circuit is a hysteresis gate with two thresholds.

他の実施例においては、ヒステリシス・ゲートと(直列
回路の素子を切り離すための)半導体スイッチとを使用
して、しきい値開の差を設定する。
In other embodiments, hysteresis gates and semiconductor switches (to isolate elements of a series circuit) are used to set the threshold opening difference.

他の実施例においては、FOR回路は、ゲートの出力に
応答して、第1のしきい値を越えた時に電源電圧に対し
て直列回路の出力電圧を減少させて、FOR回路の第1
および第2のしきい値開に差を形成する半導体スイッチ
を有している。
In another embodiment, the FOR circuit is responsive to the output of the gate to reduce the output voltage of the series circuit with respect to the power supply voltage when the first threshold is exceeded to reduce the output voltage of the series circuit with respect to the supply voltage.
and a semiconductor switch forming a difference between the second threshold value and the second threshold value.

本発明の新規で特有の特徴は1本願の特許請求の範囲に
記載されている。 しかしながら1本発明は他の目的お
よび利点とともに次の記載および添付図面を参照するこ
とにより良く理解され得るであろう。
The novel and distinctive features of the invention are pointed out in the appended claims. However, the invention, together with other objects and advantages, may be better understood by reference to the following description and accompanying drawings.

〔好適実施例の説明〕[Description of preferred embodiment]

第1図参照すると、負荷および電源線路状態を考慮して
所定の時間シーケンスで複合負荷に電力を供給する電気
制御装置が示されている。 この装置は、パワーオン・
リセット(FOR)回路17、クロックおよび(POJ
保持回路18.および制御論理回路16を有し、これら
のすべては制御用集積回路(IC)11上に設けられて
いる。
Referring to FIG. 1, an electrical control system is shown that provides power to a composite load in a predetermined time sequence taking into account load and power line conditions. This device is powered on.
Reset (FOR) circuit 17, clock and (POJ
Holding circuit 18. and a control logic circuit 16, all of which are provided on the control integrated circuit (IC) 11.

制御用ICは、/e2θV、≦θHz の交流電源から
負荷回路12への電力の供給を制御する。 P。
The control IC controls the supply of power to the load circuit 12 from an AC power supply of /e2θV, ≦θHz. P.

R回路17は、一つのFET素子TI、T2と1反転ヒ
ステリシス・ゲートS1とを有している。
R circuit 17 has one FET element TI, T2 and one inverting hysteresis gate S1.

まず電源電力が供給されると、パワーオン・リセット(
FOR)回路17はリセット・パルスを発生し、このリ
セット・パルスはクロックおよびP。
First, when power is supplied, the power-on reset (
FOR) circuit 17 generates a reset pulse which is connected to the clock and P.

R保持(C−H)回路18に供給される。 C−H回路
は、/、2θHzのディジタル信号を発生する/20H
zタイミング回路19と、クロック作動式データ・フリ
ップフロップFF1と、セット/リセット・ラッチSR
1と、インバータ1102とを有している。  FOR
回路17からリセット・パルスが印加されると、C−H
回路18は、制御論理回路16を初期設定するリセット
・パルスを発生し。
It is supplied to the R hold (C-H) circuit 18. The C-H circuit generates a 2θHz digital signal at 20H.
z-timing circuit 19, clock-operated data flip-flop FF1, and set/reset latch SR
1 and an inverter 1102. FOR
When a reset pulse is applied from circuit 17, C-H
Circuit 18 generates a reset pulse that initializes control logic circuit 16.

このリセット・パルスの終了後にフリップフロップFF
iは1QHzの速度で計数可能となる。 C−H回路1
8からのにθHzのパルスは、n段のカウンタと組合せ
論理回路を有する制御論理回路16Vc結合される。 
初期設定された制御論理回路16II′i、負荷回路に
電力を供給するシーケンスを開始するため、電力スイッ
チング回路16に送られる一連のタイミングが定められ
た命令を発生する。
After the end of this reset pulse, the flip-flop FF
i can be counted at a rate of 1QHz. C-H circuit 1
The θHz pulse from 8 is coupled to a control logic circuit 16Vc having an n-stage counter and a combinational logic circuit.
The initialized control logic 16II'i generates a series of timed commands that are sent to the power switching circuit 16 to begin the sequence of powering the load circuits.

発明の重要な点は、新規なFOR,回路17と、電力が
供給された時、制御論理回路16が適切に初期設定され
、内部計数が開始されることを確実にするためのクロッ
クおよびFOR保持回路18を含む組合せとにある。
Key aspects of the invention include the novel FOR,circuit 17 and clock and FOR retention to ensure that the control logic 16 is properly initialized and internal counting begins when power is applied. The combination includes circuit 18.

/20Vの主交流線路(符号が付されていない)に接続
されろ電気制御装置は、ブリッジ整流器(Dl、 D2
. D3. D4 )およびフィルタ・コンデンサC1
を有する/3−jVの直流電源と、電圧降下抵抗R4お
よび71.ボルトのツェナーダイオードZ1ならびにフ
ィルタ・コンデンサC4を有する7乙ボルト直流Vdd
 電源と、負荷回路12と、電力スイッチング回路15
と、制御用IC1lとを含んでいる。 また、制御用I
Cにタイミング情報を与えるのに使用される小さい値の
抵抗R6が設けられている。
/20V main AC line (not marked) The electric control device is connected to the bridge rectifier (Dl, D2
.. D3. D4 ) and filter capacitor C1
/3-jV DC power supply having voltage drop resistor R4 and 71. 7V DC Vdd with Zener diode Z1 of volts and filter capacitor C4
Power source, load circuit 12, and power switching circuit 15
and a control IC1l. In addition, control I
A small value resistor R6 is provided which is used to provide timing information to C.

交流線路から電力を受ける/jオボルト直流電源は、簡
単な整流器−フィルタ構成の電源である。
An Ovolt DC power supply that receives power from an AC line is a power supply with a simple rectifier-filter configuration.

ブリッジ整流器(Di、D2.D3.D4)の交流入力
端子は、交流線路に接続されている。 整流器の正の直
流出力端子は、/3jV直流電源の正の出力端子13で
あるフィルタ・コンデンサC1の正の端子に接続されて
いる。 整流器の負の直流出力端子は、/jjV直流電
源の負の出力端子14である制御装置のアースに接続さ
れている。 フィルタC1の負の端子は、抵抗R6を介
してアースに接続され、かつ制御用ICのパッド(パッ
ドは。
AC input terminals of the bridge rectifier (Di, D2.D3.D4) are connected to the AC line. The positive DC output terminal of the rectifier is connected to the positive terminal of filter capacitor C1, which is the positive output terminal 13 of the /3jV DC power supply. The negative DC output terminal of the rectifier is connected to the ground of the control device, which is the negative output terminal 14 of the /jjV DC power supply. The negative terminal of the filter C1 is connected to ground via a resistor R6, and is connected to the pad of the control IC.

集積回路に設けられる端子を意味する)P5に接続され
ている。 小さな値(θθ2!Ω)の抵抗R6は、直流
電源のフィルタ作用に対しては無視し得るものであるが
、制御用ICに対するタイミング情報を与えるものであ
る。 正常な負荷状態においては、公称/!!ボルトで
あるが、実質的にリップルを有する正の直流電圧は、端
子13に現われる。 平均電圧とリップルの割合とは、
負荷17の電力消費に依っている。 /!!■直流電源
からの電流路は、正の電源端子13と装置の7−ス14
との間に直列に接続されている負荷回路12および電力
スイッチング回路15を通って完成される。 負荷回路
12と電力スイッチング回路15との間の幅の広い矢印
は、7つ以上のスイッチによって制御され得る7つ以上
の負荷を示すために使用されている。 7つ以上の負荷
を感知する接続は、負荷回路12と制御用IC11との
間の幅の広い矢印を用いて示されている。 同様にして
、7つ以上の制御用の接続は、制御用IC1iと電力ス
イッチング回路15との間の幅の広い矢印を用いて示さ
れている。
P5 (meaning a terminal provided on an integrated circuit). The small value (θθ2!Ω) of the resistor R6 is negligible with respect to the filtering effect of the DC power supply, but it provides timing information to the control IC. Under normal load conditions, nominal /! ! A positive DC voltage in volts but with substantial ripple appears at terminal 13. What is the average voltage and ripple ratio?
It depends on the power consumption of the load 17. /! ! ■The current path from the DC power supply is between the positive power supply terminal 13 and the 7-south 14 of the device.
is completed through a load circuit 12 and a power switching circuit 15 which are connected in series between. The wide arrow between load circuit 12 and power switching circuit 15 is used to indicate more than seven loads that can be controlled by more than seven switches. Connections that sense more than seven loads are indicated using wide arrows between the load circuit 12 and the control IC 11. Similarly, more than seven control connections are indicated using wide arrows between the control IC1i and the power switching circuit 15.

7にV直流電源は、IC動作に適切な値に電圧を低下す
るように抵抗R4を使用した。 /夕jV直流電源から
給電される簡単なツェナーダイオードで調整する電源で
ある。 抵抗R4の一方の端子は、ツェナーダイオード
Z1のカソードに接続される。 このカソードに現われ
るZ乙ボルトのツェナー出力電圧は、コンデンサC4に
よって平滑され、制御用ICのパッドP7を介して集積
回路のVdd母線に接続されている。 7乙Vの負荷回
路は、ICの内部を通り1次いでICのアースに接続さ
れたパッドP6を介して装置のアースに接続されること
により完成する。
The 7V DC power supply used resistor R4 to reduce the voltage to a value appropriate for IC operation. This is a power supply that is adjusted using a simple Zener diode that is supplied from a DC power supply. One terminal of resistor R4 is connected to the cathode of Zener diode Z1. The Zener output voltage of Z volts appearing at this cathode is smoothed by a capacitor C4 and connected to the Vdd bus of the integrated circuit via a pad P7 of the control IC. The 7V load circuit is completed by passing through the inside of the IC and then connecting to the device's ground via a pad P6 which is then connected to the IC's ground.

非常に簡単化したブロック図で示されている制御用集積
回路11は、ICの制御論理回路16内で前述した制御
機能を行なうようになっている。
The control integrated circuit 11, shown in a highly simplified block diagram, is adapted to perform the control functions described above within the control logic circuit 16 of the IC.

前述したように、制御用ICはパッドP7およびP6間
に電力を受け、電圧Vdd電位はPOR回路17によっ
て監視される。 制御用ICは、パッドP5から7.2
0Hzのタイミング情報を受信する。 パッドP5は、
クロックおよびFOR,保持回路18に接続されている
。 この回路は、制御論理回路16にクロック入力およ
び「プリセット」入力を供給している。 また、制御用
IC1iは、負荷回路12からの幅の広い矢印で示され
ているように負荷回路の状態についての情報を受信しく
これは図示していないパッドを介してICに入力される
)、直接に制御論理回路16の負荷感知端子に供給され
る。 この入力に応答して、制御論理回路は1図示して
いないパッドを介してICからの幅の広い矢印によって
示されているように、電力スイッチング回路15の動作
を制御する。
As described above, the control IC receives power between pads P7 and P6, and the voltage Vdd potential is monitored by the POR circuit 17. The control IC is from pad P5 to 7.2
Receive 0Hz timing information. Pad P5 is
It is connected to the clock, FOR, and holding circuit 18. This circuit provides a clock input and a "preset" input to control logic circuit 16. The control IC 1i also receives information about the state of the load circuit as indicated by the wide arrow from the load circuit 12 (this is input to the IC via a pad not shown); It is applied directly to the load sense terminal of control logic circuit 16. In response to this input, the control logic circuitry controls the operation of the power switching circuitry 15, as indicated by the wide arrow from the IC via a pad not shown.

パワーオン・リセット動作および図示の制御装置の機能
を実行するICの部分について説明する。
The portions of the IC that perform the power-on reset operations and functions of the illustrated controller will now be described.

特定のブロック(16,17および18)に分割されて
いる制御用IC11は、相補型金属・酸化物・半導体(
0MO8)電界効果トランジスタ(FET)技術を使用
している。  − 第1図の実施例において、FOR回路は、2つのFET
素子(T1.T2)および反転ヒステリシス番ゲートS
1を有している。 このFOR回路は1次のように接続
されている。 素子T1はpチャンネル素子であり、素
子T2はnチャンネル素子であって1両者はそれらの主
電極がICのVdd母線とアースとの間に直列になるよ
うに接続されている。 素子T1は、適当なインピーダ
ンスと直列に接続された時、電圧降下(/2−/!V)
を維持するように配分された。ダイオード接続された広
いチャンネル(例えば、/θθ/10)の素子である。
The control IC 11, which is divided into specific blocks (16, 17 and 18), is composed of complementary metal/oxide/semiconductor (
0MO8) field effect transistor (FET) technology. - In the embodiment of Figure 1, the FOR circuit consists of two FETs
Elements (T1, T2) and inverted hysteresis number gate S
1. This FOR circuit is connected in a first order manner. Device T1 is a p-channel device and device T2 is an n-channel device, both connected in series with their main electrodes between the Vdd busbar of the IC and ground. When element T1 is connected in series with a suitable impedance, the voltage drop is (/2-/!V)
allocated to maintain the It is a diode-connected wide channel (for example /θθ/10) element.

 素子T1のソースと基板はVdd母線に接続されてお
り、ゲートとドレインはダイオード接続を作るために接
続点20において一緒に接続され、またゲート−ドレイ
ン電極はnチャンネル素子T2のドレインに接続されて
いる。 この素子T2は、大きな値のオンチップ抵抗と
して作用する長いチャンネル(例えば、/θ//θθ)
の素子である。 素子T2のソースと基板はICのアー
スに接続されていて、このようにしてVdd母線とIC
のアースとの間に2つの素子が直列に接続されている。
The source and substrate of device T1 are connected to the Vdd bus, the gate and drain are connected together at node 20 to create a diode connection, and the gate-drain electrode is connected to the drain of n-channel device T2. There is. This element T2 has a long channel (e.g. /θ//θθ) that acts as a large value on-chip resistor.
It is an element of The source of element T2 and the substrate are connected to the IC ground, thus connecting the Vdd bus and the IC
The two elements are connected in series between the ground and the ground.

 素子T2のゲートは、正のVdd母線に接続されてい
て、小さいレベルの導通を維持している。 接続点20
から得られる/対の素子T1およびT2の出力は、ヒス
テリシス・ゲートS1の単一の入力に接続される。
The gate of element T2 is connected to the positive Vdd bus to maintain a small level of conduction. Connection point 20
The outputs of the pair of elements T1 and T2 are connected to a single input of a hysteresis gate S1.

pチャンネル素子およびnチャンネル素子(T1.T2
)はそれぞれチャンネルを表わす長い垂直線と、ソース
およびドレイン電極を表わす1チヤンネル」の上端と下
端の近くにあるλつの短い水平線によって示されている
。 電極の間にある矢印は、素子がpチャンネル素子(
チャンネルはn導電型材料)である時にはチャンネルか
ら出ていく方向を向き、また素子がnチャンネル素子(
チャンネルはp導電型材料)である時には、チャンネル
の方に向かっている。 チャンネルの左側の短い垂直線
は、絶縁ゲートを示し、これは素子の入力すなわち制御
電極である。
p-channel device and n-channel device (T1.T2
) are indicated by a long vertical line representing the channel and λ short horizontal lines near the top and bottom of the channel representing the source and drain electrodes, respectively. The arrow between the electrodes indicates that the device is a p-channel device (
When the channel is an n-conductivity type material), the direction is directed out of the channel, and when the device is an n-channel device (
When the channel is a p conductivity type material), it points toward the channel. The short vertical line to the left of the channel indicates the insulated gate, which is the input or control electrode of the device.

pチャンネル素子においては、ソースとドレインとはn
型基板内の小さなP十拡散領域であり。
In a p-channel device, the source and drain are n
There is a small P diffusion region within the type substrate.

それらに電極が取付けられている。 ソースとドレイン
とはバイアス接続を逆にすることによって逆にしてもよ
いものであって、pチャンネル素子においては、普通、
最も正方向にバイアスされた接続部を「ソース」と呼び
、最も低く正方向にバイアスされた接続部を「ドレイン
」と呼ばれる。
Electrodes are attached to them. The source and drain may be reversed by reversing the bias connections, and in p-channel devices this is usually the case.
The most positively biased connection is called the "source" and the least positively biased connection is called the "drain."

ソースとドレイン間の導通は、絶縁ゲートの直ぐ下のn
型材料にpチャンネルが誘起されることによって生じる
。 ゲートが素子のしきい値な越えてソースに対して負
になると、導通が生じる。
The conduction between the source and drain is the n
This is caused by the induction of a p-channel in the type material. Conduction occurs when the gate becomes negative with respect to the source above the threshold of the device.

これはソースとドレイン電極間に多数キャリヤ(正孔)
が生成されることによるものである。 これけ[エンハ
ンスメント・モード」の動作と呼ばれる。
This is a majority carrier (hole) between the source and drain electrodes.
This is due to the fact that it is generated. This is called "enhancement mode" operation.

nチャンネル素子は、n型材料中にそれぞれソースとド
レインとを構成するλつのn十拡散領域を設け、両者の
間の領域上に絶縁ゲートを設け。
In an n-channel device, λ n10 diffusion regions each forming a source and a drain are provided in an n-type material, and an insulated gate is provided on a region between the two.

該n十領域に電極を設けることにより形成される。It is formed by providing electrodes in the n0 area.

pチャンネル素子の場合と同様に、nチャンネル素子の
ソースとドレインとは逆にしてもよい。
As with p-channel devices, the source and drain of n-channel devices may be reversed.

ソース電極は、より負の方向にバイアスされた電極とし
て定義され、ドレイン電極はより少なく負の方向にバイ
アスされた電極として定義される。
The source electrode is defined as the more negatively biased electrode and the drain electrode is defined as the less negatively biased electrode.

nチャンネル素子は、ゲートに正の電位を印加し、nチ
ャンネル内に多数電荷(電子)を誘起することによって
ターンオンする。 ソースに対してゲートに印加される
正の電位が素子のしきい値を越えた時導通が起る。
An n-channel device is turned on by applying a positive potential to the gate and inducing a large number of charges (electrons) within the n-channel. Conduction occurs when a positive potential applied to the gate relative to the source exceeds the threshold of the device.

ICの他の部分の具体的々回路は示されていないけれど
も、すべてはCMO8製法によって形成され、Vdd母
線から電力を引き出し、ICのアースを共通にすること
は理解されよう。 図面を簡単にするために、ICの関
連する部分を含む3つの主要なブロック(16,1?お
よび18)は主要な部分のみ詳しく示されている。 回
路16の内部の詳細は示されてなく、回路18はどこに
もある通常の論理記号によって表わされた内部回路を有
する論理回路で示されており、残りの回路17は1通常
の論理記号により表わされた論理回路で示されている。
Although the specific circuits of other parts of the IC are not shown, it will be understood that they are all formed using the CMO8 manufacturing process, draw power from the Vdd bus, and have a common ground for the IC. To simplify the drawing, the three main blocks (16, 1? and 18) containing the relevant parts of the IC are shown in only the main parts in detail. The internal details of circuit 16 are not shown, circuit 18 is shown as a logic circuit with internal circuitry represented by conventional logic symbols, and the remaining circuit 17 is represented by one conventional logic symbol. Illustrated with a diagrammatic logic circuit.

PAR回路17は1反転(シュミット)ヒステリシス・
ゲートS1をも有し、このヒステリシス・ゲートS1け
、入力が第1の相対的に高いしきい値を越えた時に第2
の状態に切換わり、入力が第2の相対的に低いしきい値
より下った時に第1の状態に戻る。 ゲートS1は図示
のもの以外の他の形を取ってもよいことは理解されよう
The PAR circuit 17 has one-inversion (Schmitt) hysteresis.
It also has a hysteresis gate S1 which causes a second hysteresis gate to open when the input exceeds a first relatively high threshold.
state and returns to the first state when the input falls below a second relatively lower threshold. It will be appreciated that gate S1 may take other forms than that shown.

適切なヒステリシス・ゲートS1の素子は、論理図形式
で示されている。 これは、ナンド・ゲートNDIO1
,ND102およびND103とインバータ■101を
有している。 より詳しくは、ナンド・ゲートNDIO
I は、互いに接続され、かつ素子T1゜T2の出力接
続点20に接続された3つの入力ボートを有する3ボー
トΦナンド・ゲートである。
The elements of a suitable hysteresis gate S1 are shown in logic diagram form. This is NAND gate NDIO1
, ND102 and ND103, and an inverter 101. For more information, please refer to Nand Gate NDIO
I is a 3-boat Φ NAND gate with three input ports connected to each other and to the output connection point 20 of elements T1°T2.

ゲートND 101 の出力は、認ボート・ナンド・ゲ
ートND102の2つの入力の一方に接続されている。
The output of gate ND 101 is connected to one of the two inputs of a valid NAND gate ND102.

 ナンド・ゲートND102の一方の出力接続は、62
ボート・ナンド・ゲートND103の一方の入力に接続
されている。 ナンド・ゲート103の他方の入力は、
素子TI、T2の出力接続点20に接続されている。 
ナンド・ゲートND103の出力はナンド・ゲートND
102の他方の入力に接続されている。 ナンド・ゲー
トND102の出力はインバータ■101の入力に接続
されている。 反転ヒステリシス・ゲート81(および
FOR回路17)の出力は、後述するC−H回路18の
入力に接続されている。
One output connection of NAND gate ND102 is 62
It is connected to one input of the boat NAND gate ND103. The other input of the NAND gate 103 is
It is connected to the output connection point 20 of elements TI and T2.
The output of NAND gate ND103 is NAND gate ND
102. The output of NAND gate ND102 is connected to the input of inverter 101. The output of the inverting hysteresis gate 81 (and the FOR circuit 17) is connected to the input of a C-H circuit 18, which will be described later.

前述したように、クロックおよびFOR保持回路18は
、/e;2θHzタイミング回路19、フリップフロッ
プFF1、セット/リセット・ラッチSRi  および
インバータ月02を有している。
As mentioned above, the clock and FOR holding circuit 18 includes a /e;2θHz timing circuit 19, a flip-flop FF1, a set/reset latch SRi, and an inverter 02.

/、20Hzタイミング回路190入力は、素子C1お
よびR6の間の相互接続点にパッドP5を介して接続さ
れている。 直流電源が供給されると、コンデンサC1
を介してブリッジ整流器から充電電流が流れ、これは感
知抵抗R6を介してアースに流れろ。 この充電電流は
不連続であり、線路上の極性が交互に変わり、一方の対
のダイオードが非導通になり、他方の対のダイオードが
導通になるとき中断する。 定常状態においては、整流
電圧がコンデンサに貯えられた瞬時電圧を越えた時のみ
電流が生じるので、充電電流の流れは更に。
/, 20Hz timing circuit 190 input is connected to the interconnection point between elements C1 and R6 via pad P5. When DC power is supplied, capacitor C1
A charging current flows from the bridge rectifier through R6, which flows to ground through sensing resistor R6. This charging current is discontinuous, alternating the polarity on the line and interrupting when one pair of diodes becomes non-conducting and the other pair of diodes becomes conductive. In steady state, the current flow occurs only when the rectified voltage exceeds the instantaneous voltage stored in the capacitor, so the charging current flow is further reduced.

コンデンサから負荷に供給されるより多くの維持電流を
補給するために、電流が線路からコンデンサに流れる短
い期間に制限される。 従って、この周期的な充電電流
は、線路周波数の正確なタイミング情報な含んでいる。
Current is limited to a short period of time during which the current flows from the line to the capacitor in order to provide more sustaining current to the load from the capacitor. This periodic charging current therefore contains precise timing information of the line frequency.

 タイミング回路19として、/9F、2年乙月3θ日
に出願された米国特許願第39βg9乙号に記載されて
いる様なしきい値増幅器を用いる。 このしきい値増幅
器は、電流感知回路によって供給されたアナログ−デー
タに応答して作動し、線路周波数の2倍のディジタル出
力パルスを発生する。 この72θHzデイジタル・パ
ルスは、フリップフロップIi”Fiのクロック(C)
入力に接続される。
As the timing circuit 19, a threshold amplifier as described in US patent application Ser. The threshold amplifier operates in response to analog data provided by the current sensing circuit to generate digital output pulses at twice the line frequency. This 72θHz digital pulse is the clock (C) of the flip-flop Ii”Fi.
Connected to input.

フリップフロップFFiはデータ・クロック作動式フリ
ップフロップであって、このQ出力は。
Flip-flop FFi is a data clock operated flip-flop whose Q output is:

データ(D)入力に接続され、乙θHzのクロックパル
スが現われるQ出力は、C−H回路18から制御論理回
路16のクロック入力に接続されている。 フリップフ
ロップFF1のリセット(R)入力は、FOR,回路1
7の出力に接続されている。
The Q output, which is connected to the data (D) input and where a clock pulse of θHz appears, is connected from the C-H circuit 18 to the clock input of the control logic circuit 16. The reset (R) input of flip-flop FF1 is FOR, circuit 1.
It is connected to the output of 7.

このリセット信号は、フリップフロップFFiを所望の
初期状態に戻し、FOR回路からのパルスが終了するま
でこの状態は保持される。 PAR回路からのパルスが
終了すると、フリップフロップFFlは開放され、 /
、20H2の入力を分周し。
This reset signal returns the flip-flop FFi to the desired initial state, and this state is maintained until the pulse from the FOR circuit ends. When the pulse from the PAR circuit ends, the flip-flop FFl is opened and /
, divide the input of 20H2.

制御論理回路16に供給される1QHzのクロックを発
生するようにQ(およびQ)出力を作動する。
The Q (and Q) outputs are activated to generate a 1QHz clock that is supplied to control logic circuit 16.

セット/リセット・ラッチSR,1およびインバータ月
102は、C−H回路18の残りの2つの論理素子を構
成している。 ラッチSR1は分離したセット(S)お
よびリセット(R)入力を有し。
Set/reset latch SR,1 and inverter 102 constitute the remaining two logic elements of C-H circuit 18. Latch SR1 has separate set (S) and reset (R) inputs.

これらの入力uQ出力の2つのラッチ状態を決定する。Determine the two latch states of these input uQ outputs.

 ラッチ5RIl/′i1.2人カノア・ゲートNR1
およびNR2を有している。ラッチSR1のリセット(
R)入力であるノア・ゲートNR7の一方の入力は、F
OR回路17の出力に接続されている。 ラッチ8Ri
のセット(S)入力であるノア・ゲートNR2の一方の
入力は、フリップフロップFFiのQ出力に接続されて
いる。
Latch 5RIl/'i1.2 people Kanoa Gate NR1
and NR2. Resetting latch SR1 (
R) One input of the NOR gate NR7 is F
It is connected to the output of the OR circuit 17. latch 8Ri
One input of NOR gate NR2, which is the set (S) input of , is connected to the Q output of flip-flop FFi.

ノア・ゲートNR,lの出力はノア・ゲートNR,2の
他方の入力に接続され、ノア・ゲートN几2の出力はノ
ア・ゲートNR1の他方の入力に接続されていて、ラッ
チを構成するための交差接続を形成している。 ラッチ
S几1のQ出力は、インバータI 102 す介して制
御論理回路16の制御論理プリセット入力に接続されて
いる。 以下説明するように、電源がターンオンされた
とき、P(JR回路からパルスが発生されると、フリッ
プフロップFF1およびラッチSR1は、制御論理回路
16のカウンタを初期の非計数状態にリセットして保持
する状態にリセットされる。  FOR回路からのパル
スが終了し、≦θHzの計数が7リツプフロツプFFi
を介して始まると、ラッチSR1は、最初の1QHzパ
ルスがフリップフロップFF1のQ出力に現われた時、
制御論理回路16を適切に初期設定して計数状態にし、
負荷回路制御シーケンスが開始されるようにする状態に
セットされる。
The output of NOR gate NR,l is connected to the other input of NOR gate NR,2, and the output of NOR gate NR,2 is connected to the other input of NOR gate NR1, forming a latch. forming cross-connections for The Q output of latch S 1 is connected to the control logic preset input of control logic circuit 16 through inverter I 102 . As explained below, when the power supply is turned on, when a pulse is generated from the P(JR circuit), flip-flop FF1 and latch SR1 reset and hold the counter of control logic circuit 16 to an initial non-counting state. The pulse from the FOR circuit ends and the count of ≦θHz becomes 7 lip-flop FFi.
When the first 1QHz pulse appears at the Q output of flip-flop FF1, latch SR1
properly initializing the control logic circuit 16 to a counting state;
Set to a state that causes a load circuit control sequence to be initiated.

FOR回路は、C−H回路18と協同して、電圧Vdd
がゼロから増加し始めるとき、制御論理回路の動作を開
始させる。 電力が初めて供給されると、制御論理回路
16Fiシ一ケンス動作を禁止するプリセット状態に保
持される。 この禁止状態は、電圧Vddが第1の高い
しきい値を越えるまで続く。 すなわち、IC中の論理
回路が、電圧Vddのゼロからの増加により、明確な出
力状態になる(すなわち、有効になる)過程にある時。
The FOR circuit cooperates with the C-H circuit 18 to generate the voltage Vdd.
When starts increasing from zero, it causes the control logic circuit to start operating. When power is first applied, control logic 16Fi is held in a preset state that inhibits sequential operation. This inhibited state continues until the voltage Vdd exceeds the first high threshold. That is, when the logic circuit in the IC is in the process of becoming a well-defined output state (ie, becoming valid) due to an increase in voltage Vdd from zero.

FOR回路17の出力状態はまた有効になり、C−H回
路18とともに、第1のシュミットのしきい値を越える
まで制御論理回路16を所望の初期状態にセットして保
持する。 一度開始されると、制御シーケンスは、通常
の電圧Vddに到達したとき、始動シーケンスが終り、
そして制御論理回路が静的な最終状態に入るまで続く。
The output state of the FOR circuit 17 also becomes valid and, together with the C-H circuit 18, sets and holds the control logic circuit 16 in the desired initial state until the first Schmidt threshold is exceeded. Once started, the control sequence is such that when the normal voltage Vdd is reached, the starting sequence ends;
and so on until the control logic enters a static final state.

 電圧Vddが(始動シーケンスの途中またはその完了
した後に)障害を生じた場合にFi(電圧Vddを連続
的に監視している)FOR回路は、電圧Vddが所定の
第2の値以下に下った時を感知する。゛電圧Vddが第
2の値よりも下った場合には、制御論理回路を所定の時
間リセットして保持するようにリセット回路が作動する
。 電圧Vddが再び上昇すると、はソ始動時と同じよ
うに動作が行われる。
If the voltage Vdd fails (during the starting sequence or after its completion), the FI (continuously monitoring the voltage Vdd) FOR circuit detects that the voltage Vdd has fallen below a predetermined second value. sense the time. ``If the voltage Vdd falls below a second value, the reset circuit is activated to reset and hold the control logic circuit for a predetermined period of time. When the voltage Vdd rises again, the operation is performed in the same way as when starting the engine.

FOR回路の動作を第2および3図を参照してより詳細
に説明する。 第2図は1本発明の動作を理解するに役
立つ2つの波形図である。 あるICの設計における論
理回路が電子装置を確実に動作させるだめの所定の最低
電源電圧と、論理回路を確実に所望の初期状態に到達さ
せるために。
The operation of the FOR circuit will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows two waveform diagrams useful in understanding the operation of the present invention. To ensure that the logic circuits in an IC design reach a desired initial state and a predetermined minimum power supply voltage for the electronic device to operate reliably.

論理回路の素子が有効になった後に、適当なプリセット
信号を印加し続ける所定時間とを必要とすると仮定する
。 本例においては、公称電源電圧Fi7乙V(Vdd
)であり、論理回路の個々の段は約/、、5′ボルトで
有効になるものとする。 全体の回路はこの値では信頼
性よく動作しないであろうが、約3ボルトでは動作する
であろう。  これらの状態において、論理回路を所定
の初期状態にプリセットして保持するFOR回路のリセ
ット拳パルスは、電圧が3jボルト以下になった時1作
動すべきである。 このために、3tボルトで電圧障害
の信号を発生し、(電源がオンになった時)グ2!ボル
トで電圧が十分であるという信号を発生するヒステリシ
ス・ゲートが設けられている。
Assume that after an element of the logic circuit is enabled, it requires a predetermined period of time to continue applying the appropriate preset signal. In this example, the nominal power supply voltage Fi7V (Vdd
), and the individual stages of the logic circuit are assumed to be enabled at approximately /, 5' volts. The entire circuit will not operate reliably at this value, but will operate at about 3 volts. In these conditions, the reset pulse of the FOR circuit, which presets and holds the logic circuit in a predetermined initial state, should be activated once the voltage drops below 3j volts. For this purpose, a voltage fault signal is generated at 3t volts and (when the power is turned on) G2! A hysteresis gate is provided to generate a signal that the voltage is sufficient in volts.

回路が有効になった後忙全体の回路を初期設定するため
の十分な時間が確実に得られるようにするために、設計
者はターンオン(to)から測定してタO−λθOマイ
クロセコンドの期間が適当であるということを決定した
。 この遅延時間は、本例においては、 Vdd特性に
対して所定の最低立ち上がり時間を有する別のフィルタ
ーを有した別の低電圧Vddの電源を設けることによっ
て達成されている。 この立ち上り時間は、ICにおい
て既知(最悪状態)の電流流出を控え目に仮定し、かつ
(最悪状態として)  toが主交流線路の波形の頂点
に対応するものと仮定して、R4・C4を選択すること
によって設定されている。 これらの仮定では、g7j
V の第1のしきい値に到達するに必要な充電時間は、
!θマイクロセコンド以上にすべきである。 電源が瞬
時的に3!ボルト(ドロップアウトしきい値)以下に低
下するが、再び1A7jボルトの高いしきい値に増加す
るような電源の一時的低下に対して同様な試験(通常は
より厳しい)が行なわれる。 また、この時間限界は!
θマイクロセコンドな越えるべきである。 典型的な控
え目な値は、素子C4に対してθθ2,2マイクロファ
ラッドであり、素子R4に対して622にオームである
To ensure that there is sufficient time to initialize the entire circuit after the circuit is activated, the designer must use a period of 0 - λθ microseconds measured from turn-on (to). It was decided that it was appropriate. This delay time is achieved in this example by providing a separate low voltage Vdd power supply with a separate filter having a predetermined minimum rise time for the Vdd characteristic. For this rise time, R4 and C4 are selected by conservatively assuming a known (worst-case) current outflow in the IC, and assuming that to corresponds to the peak of the waveform of the main AC line (as the worst-case). It is set by With these assumptions, g7j
The charging time required to reach the first threshold of V is:
! It should be greater than θ microseconds. Instantly power up to 3! A similar test (usually more severe) is performed for temporary drops in the power supply that drop below the dropout threshold, but increase again to the high threshold of 1A7j volts. Also, this time limit is!
θ microseconds should be exceeded. Typical conservative values are θθ2,2 microfarads for element C4 and 622 ohms for element R4.

第2図における最上部の対の波形の上側のものは、ヒス
テリシス・ゲートS1を作動させるターンオンから始ま
り、ゲートS1を再び作動させる電圧Vddの一時的な
低下の間に終了する時間に対してプロットした電圧Vd
dの波形である。 接続点20(すなわち、ゲートS1
への入力)における電圧V20が同じ事象に対して電圧
Vddと一緒にプロットされている。 この例において
は、電圧Vddの正常な動作電圧l/i71.ボルトで
ある。
The upper one of the top pair of waveforms in FIG. 2 is plotted against time starting from turn-on, which activates hysteresis gate S1, and ending during a brief drop in voltage Vdd, which activates gate S1 again. voltage Vd
This is the waveform of d. Connection point 20 (i.e. gate S1
The voltage V20 at the input (to the input) is plotted together with the voltage Vdd for the same event. In this example, the normal operating voltage of voltage Vdd is l/i71. It's a bolt.

電圧Vddおよび接続点20の電圧は、−緒に増減1よ し、接続点20の電圧の正常な動作電圧6./ボルトで
あって、電圧Vddよりもほぼ一定の電圧(例えば/、
2ないし/タボルト)低い。 下側の次の波形はヒステ
リシス・ゲートS1内のナンド・ゲートNDIOIの出
力である。 これはインバータエ101によって論理的
に反転され、その下側に描かれているヒステリシス・ゲ
ートS1の出力を形成する。 ヒステリシス・ゲートS
1の出力はパルスであり、このパルスの振幅は、電圧V
ddよりもθオボルト小さい値に利用可能な電圧Vdd
により制限されている。 選択された回路が明確な状態
になる(すなわち、有効になる)時(これは約/オボル
トで発生する)、ゲートS1の出力パルスが開始される
。 共通のVdd電源を使用することによりゲートS1
はその制御を受ける回路よりも早くオンになり、その点
からの計数処理を抑制する。  電圧Vddが¥7!ボ
ルトに達した時ヒステリシス・ゲートのより高いしきい
値がトリップすると仮定すると、R4・04時定数およ
びIC負荷は、ゲートS1の出力パルスを終了させるし
きい値の交差に対して最も短い時間を決定する。
The voltage Vdd and the voltage at node 20 can be increased or decreased by 1, and the voltage at node 20 may be the normal operating voltage 6. /volt, which is a voltage that is approximately constant than the voltage Vdd (for example, /,
2 or /Tavolt) low. The next waveform on the bottom is the output of NAND gate NDIOI within hysteresis gate S1. This is logically inverted by inverter 101 and forms the output of hysteresis gate S1, depicted below. Hysteresis gate S
The output of 1 is a pulse, and the amplitude of this pulse is equal to the voltage V
Voltage Vdd available for values θ volts smaller than dd
limited by. When the selected circuit goes into a well-defined state (ie, becomes enabled), which occurs at approximately /Ovolt, the output pulse of gate S1 is initiated. Gate S1 by using a common Vdd power supply
turns on earlier than the circuit under its control, inhibiting counting from that point. Voltage Vdd is ¥7! Assuming that the higher threshold of the hysteresis gate trips when volts is reached, the R4.04 time constant and IC load will provide the shortest time for the crossing of the threshold to terminate the output pulse of gate S1. decide.

第3図はゲートS1の出力パルスを電源ターンオンの間
に終了させる電圧を設定する要因を例示している。 ヒ
ステリシス・ゲートにおいてはしきい値は電圧Vddに
依存していて実際に電圧Vddに対してほぼ一定の割合
であり、高い方のしきい値は電圧Vddのほぼ一定の割
合(例えば。
FIG. 3 illustrates the factors that set the voltage that terminates the output pulse of gate S1 during power supply turn-on. In a hysteresis gate, the threshold value is dependent on the voltage Vdd and is in fact a substantially constant proportion of the voltage Vdd, with the higher threshold being a substantially constant proportion of the voltage Vdd (eg.

θ乙3ないしθ7jVdd)であって、低い方のしきい
値は、電圧Vddのほぼ一定の割合(例えば・θ3.!
?々いしθ、3−OVdd )である。 第3図の一番
上の波形は電圧Vddを示し、縦軸を電圧、横軸を時間
にとった非直線目盛にして電圧Vddの波形が直線にな
るようにしている。 ゲートS1の高い方のしきい値は
、この比例関係に従って02jの割合とした場合を示す
。 第1図の実施例において、電圧V20は電圧Vdd
よりほぼ/!ボルト低い値であり、高い方のしきい値は
時刻t2で交差し、ゲートS1の出力パルスはその時終
了する。
θ3 to θ7jVdd), and the lower threshold is a substantially constant ratio of the voltage Vdd (for example, θ3.!).
? θ, 3-OVdd). The topmost waveform in FIG. 3 shows the voltage Vdd, and is set on a non-linear scale with voltage on the vertical axis and time on the horizontal axis so that the waveform of the voltage Vdd becomes a straight line. The higher threshold of the gate S1 is set at a ratio of 02j according to this proportional relationship. In the embodiment of FIG. 1, the voltage V20 is the voltage Vdd
More almost/! Volt is the lower value and the higher threshold is crossed at time t2, at which time the output pulse of gate S1 ends.

接続点20の電圧が、第9図の実施例におけるように電
圧Vddよりも2つのダイオード降下分低い場合FCは
、しきい値は時刻t3で交差し、パルスはより長くなる
。 ゲートS1の最初の例のパルスが!θマイクロセコ
ンドであるとすると、第2の例のパルスは(他の条件が
同じであるとして)/2! マイクロセコンドである。
If the voltage at node 20 is two diode drops below voltage Vdd, as in the embodiment of FIG. 9, then the FC threshold will be crossed at time t3 and the pulse will be longer. The first example pulse of gate S1! Given θ microseconds, the pulse in the second example is (other things being equal) /2! It is a microsecond.

高い方のしきい値が生じる電圧Vddの値は、次のよう
に計算される。
The value of voltage Vdd at which the higher threshold occurs is calculated as follows.

■H=θ73 Vdd −Vdd −Vgs。■H=θ73 Vdd-Vdd-Vgs.

ここにおいてVgs、は素子T1における電圧降下であ
り、前記割合はθ7!と仮定している。
Here, Vgs is the voltage drop across element T1, and the ratio is θ7! It is assumed that

これな解くと、 Vdd、、、、グ■gs になる。If you solve this, Vdd... become.

VgS、=/jボルトと仮定すると、計算した高い方の
しきい値は乙θボルトになる。実際には。
Assuming VgS,=/j volts, the calculated higher threshold is θ volts. in fact.

前記割合はむしろθ乙3に近いということに主に起因し
て、しきい値はグ2!ボルトになる。低い方のしきい値
は、0夕の割合を使用して計算するとして、同じように
同じ結果をもって近似される。
Mainly due to the fact that said ratio is rather close to θO3, the threshold value is G2! Become a bolt. The lower threshold is similarly approximated with the same result if calculated using a percentage of 0 evenings.

■L:θjVdd−Vdd −V、。■L: θjVdd-Vdd-V,.

これを解くと。When you solve this.

Vdd=JVg。Vdd=JVg.

になる。become.

Vgs、 =/、!;ボルトと仮定すると、計算した低
い方のしきい値は、3.0ボルトになる。
Vgs, =/,! volts, the calculated lower threshold would be 3.0 volts.

実際に、しきい値は3.0ボルトである。In fact, the threshold is 3.0 volts.

抵抗性のFBT素子T2は、適当な動作に対して素子T
1を「シンク」するために順方向のバイアスを有してい
なければならない。 これは素子T2のゲートを電圧V
ddに接続することによって行なわれる。
For proper operation, the resistive FBT element T2
Must have a forward bias to "sink" 1. This connects the gate of element T2 to voltage V
This is done by connecting to dd.

vdS2=■dd−VgS。vdS2=■dd−VgS.

Vgs2=Vdd この結果、素子T2は約/、jボルト以上の電圧Vdd
によりターンオンする。
Vgs2=Vdd As a result, element T2 has a voltage Vdd of about /,j volts or more
Turn on.

第2図のグラフを参照する。 ゲートS1の出力パルス
は、ラッチSRiをターンオンし、このラッチはゲート
81の出力パルスの下に示されている「プリセット」パ
ルスを制御論理回路に印加する。 ゲートS1の出力パ
ルスはフリップフロップFFlを開放し、1.20Hz
クロツクをフリップフロップFFiに供給し、このフリ
ップフロツブFF1Fi制御論理回路16に対するAO
Hzのクロックを発生する。  (この2つのクロック
波形は、図示のように、スタート時のものよりも大きな
時間スケールで描かれている)。 最初の60Hzのク
ロック・パルスがフリップフロップFF1をクリアする
と、フリップフロップFFiのQ出力からのセット信号
がラッチ8RiのS人力に供給される。 この時、ラッ
チSRiの出力はFセット」状態になり、この点まで初
期状態で保持されていた制御論理回路は開放される。
Refer to the graph in FIG. The output pulse of gate S1 turns on latch SRi, which applies a "preset" pulse shown below the output pulse of gate 81 to the control logic. The output pulse of gate S1 opens flip-flop FFl, and the output pulse of 1.20Hz
The clock is supplied to the flip-flop FFi, and the AO for the flip-flop FF1Fi control logic circuit 16 is
Generates a Hz clock. (The two clock waveforms are drawn on a larger time scale than the one at the start, as shown). When the first 60 Hz clock pulse clears flip-flop FF1, the set signal from the Q output of flip-flop FFi is provided to the S output of latch 8Ri. At this time, the output of latch SRi goes into the "F set" state, and the control logic circuit, which had been held in its initial state up to this point, is opened.

電圧Vddが第3図のグラフの右側に示すように、一時
的に低下したとすると、ヒステリシス・ゲートは、その
出力が低い〜方のしきい値以下になる時刻t4において
パルスを発生する。  (最悪の場合ン電圧が直ちに増
加したとすると、時刻t4で始ったばかりのゲートS1
のリセット・パルスは時刻t5で終了する。 この場合
のリセット・パルスの(時刻t4と15との間の)最小
の期間は、これらのしきい値の間の差と電圧Vddの回
復速度によって設定されるa くの条件は、POT’L
回路のヒステリシスの所要条件(高い方のしきい値と低
い方のしきい値との間の差)およびその差の大きさを規
定する。 この図においては、パルスの期間は、最悪の
場合の過渡状態においてほぼ30係減少している。
If the voltage Vdd drops momentarily, as shown on the right side of the graph in FIG. 3, the hysteresis gate will generate a pulse at time t4 when its output falls below the lower threshold. (In the worst case, if the voltage increases immediately, the gate S1 that has just started at time t4
The reset pulse ends at time t5. The minimum duration (between times t4 and 15) of the reset pulse in this case is set by the difference between these thresholds and the recovery speed of voltage Vdd.
Define the hysteresis requirements of the circuit (the difference between the higher and lower thresholds) and the magnitude of that difference. In this figure, the duration of the pulse is reduced by a factor of approximately 30 in the worst case transient.

より大きな値のヒステリシス(高いしきい値と低いしき
い値との間の差)を必要とする場合には、第≠または5
図の実施例を使用すればよい。
If you need a larger value of hysteresis (difference between high and low thresholds), use the ≠ or 5th value.
The illustrated embodiment may be used.

これらの実施例においては、第7図の場合と同様にヒス
テリシス−ゲートを使用しているが、第μ図においては
別のダイオードD1(または第5図においてはダイオー
ド接続されたFET素子T4)が追加されて、Vdd母
線とアースとの間に素子T1およびT2と直列に接続さ
れている。 両実施例においては、素子DI (T4)
と並列に別のPET(T3)が挿入され、そのFETの
ゲートはゲートS1の出力に接続されている。 FET
素子T3が導通すると、これは素子Di(またはT4)
を短絡し、ゲートS1の入力における電圧分割比を増大
する。 第3図に示すように、高い方のしきい値は素子
DI(またはT4)の両端の電圧降下により増加し、ゲ
ートS1のリセット・パルスは、第3図に示すように、
時刻t1とt2との間の時間から(第μ図の実施例の場
合の]時刻t1とt3との間の時間に拡大される。
In these embodiments, a hysteresis gate is used as in FIG. 7, but in FIG. μ another diode D1 (or diode-connected FET element T4 in FIG. 5) is used. Additionally, it is connected in series with elements T1 and T2 between the Vdd bus and ground. In both examples, the element DI (T4)
Another PET (T3) is inserted in parallel with , and the gate of this FET is connected to the output of gate S1. FET
When element T3 conducts, it becomes element Di (or T4)
to increase the voltage division ratio at the input of gate S1. As shown in FIG. 3, the higher threshold is increased by the voltage drop across element DI (or T4), and the reset pulse of gate S1, as shown in FIG.
The time between times t1 and t2 is expanded to the time between times t1 and t3 (in the case of the embodiment of FIG. μ).

Vdd−Vgs、 −VB=VH 低い方のしきい値は、第1の実施例における場合とほぼ
同じである。
Vdd-Vgs, -VB=VH The lower threshold is approximately the same as in the first embodiment.

Vdd−Vgs  =V     L 第弘図の実施例は、素子T1のp型材料が電圧Vddに
接続されているので、素子T1の「ボディ効果」により
ゲートS1のリセット・パルスの期間が少し長くなって
いる。 希望により素子T1用にnチャンネルを使用し
、そのp型材料をソースに接続して、前記効果を除去す
ることができけ2 る。 上述〜ように、トランジスタT3は、スイッチ点
に一旦到達すると、スイッチして余分な電すシンス・ゲ
ートを使用することにより、第≠シよび5図の実施例は
、ゲートS1のリセット・パルスの期間を実質的に増加
する。
Vdd - Vgs = V L In the embodiment of Figure 1, since the p-type material of device T1 is connected to voltage Vdd, the "body effect" of device T1 causes the duration of the reset pulse of gate S1 to be slightly longer. ing. If desired, one can use an n-channel for element T1 and connect its p-type material to the source to eliminate this effect. As mentioned above, the embodiments of FIGS. Substantially increases the period.

ト jOマイクロセコンドといつゲー481の出力パルスの
期間は、具体的な本応用におけるセットおよび保持機能
に対して控え目な選択である。
The duration of the output pulse of the microsecond and time gate 481 is a conservative choice for the set and hold functions in this particular application.

第1図に示す回路においては、時間は、(電圧Vddが
ゼロから増加する時)所望の初期状態に到達させるため
のフリップフロップFFiおよびラッチ5)tlのノア
・ゲートNRiの必要条件によって主に設定されるので
、実質的に減らすことができる。 C−0回路の出力は
フリップフロップFF1の1.OHzの次の出力で発生
するので、制御論理回路16は更に数ミリセコンドを有
している。
In the circuit shown in Figure 1, the time is determined primarily by the requirements of the NOR gate NRi of the flip-flop FFi and latch 5) tl to reach the desired initial state (as the voltage Vdd increases from zero). Since it is set, it can be substantially reduced. The output of the C-0 circuit is 1. of the flip-flop FF1. Since it occurs at the next output of OHZ, the control logic 16 has a few more milliseconds.

この数ミリセコンドの時間は、制御論理回路16が適当
にプリセットされることを保証している。
This several millisecond period ensures that the control logic 16 is properly preset.

しかしながら、回路の応答時間は、通常十分な値の電圧
Vddに対して定められるので、ゲートS1の出力の期
間は、従来の設計値からはターンオンの間では正確に決
定することはできない。 電圧Vddが正常な設計値よ
り低い時、遅延時間は通常かなり大きくなり、そしてこ
の不確かさは、ゲートS1の出力パルスを必要以上に大
きくするということを示している。
However, since the response time of the circuit is usually fixed for a voltage Vdd of sufficient value, the duration of the output of gate S1 cannot be accurately determined during turn-on from conventional design values. When the voltage Vdd is lower than the normal design value, the delay time is usually quite large, and this uncertainty means that the output pulse of gate S1 is made larger than necessary.

最適の形のパワーオン・リセット回路を示したが、例示
の直列回路は他の形式のものを使用してもよいものであ
る。 例えば、Vdd母線とアースとの間で高いインピ
ーダンスの長いチャンネルを有するFET (T2 )
と直列に接続され、かつヒステリシス・ゲートに対する
出力電圧を常に電源電圧(Vdd lよりもほぼ一定の
値低くなるようにするダイオード接続された幅の広いチ
ャンネルのFET (Tl )は、性能をいくらか犠牲
にするが、電圧Vddより低い(および電圧Vddに比
例する]電圧をヒステリシス・ゲートに印加することの
できる分圧回路網で置き換えてもよい。
Although a preferred form of power-on reset circuit is shown, other types of series circuits may be used. For example, a FET (T2) with a long channel of high impedance between the Vdd bus and ground
A diode-connected wide channel FET (Tl) connected in series with the hysteresis gate and which forces the output voltage to the hysteresis gate to always be approximately a constant value below the supply voltage (Vddl) sacrifices some performance. However, it may be replaced by a voltage divider network that can apply a voltage less than (and proportional to) voltage Vdd to the hysteresis gate.

第6図には更に別のパワーオン−リセット回路が示され
ている。 第6図には、ダイオードD2とスイッチング
・トランジスタ(T6)からなるヒステリシスを増加す
る組合せ回路が設られ、これはトランジスタT5を有す
名「ゲート」回路への入力における分圧に!調整してい
る。P 01(回路は、この組合せ回路によるもの以外
に高い方のしきい値を低い方のしきい値から分離する他
の手段を有する必要はない。
Still another power-on-reset circuit is shown in FIG. In FIG. 6, a combinational circuit increasing the hysteresis is provided consisting of diode D2 and switching transistor (T6), which results in a voltage divider at the input to the so-called "gate" circuit with transistor T5! I'm making adjustments. P 01 (The circuit need not have any other means of separating the higher threshold from the lower threshold other than by this combinational circuit.

更に、第6図はP(IR回回路バイポーラ形式にしたも
のである。 電源電圧(Vcc )は、トランジスタT
5f:順方向にバイアスするのに十分大きい電流レベル
で直列ダイオードが導通するような点に達すると、トラ
ンジスタT5のゲートの出力は低レベルになる。 スイ
ッチングが起る電圧は、抵抗R1の値(通常高く、例え
ばjOK )に依存しており、典型的には電圧Vccが
2− //l/Lボルトを越えた時に発生する。 PN
P トランジスタT6がオンになり、上側のダイオード
T2が短絡されてダイオード降下による第1のしきい値
を押し上げるまでは、トランジスタT5はそのコレクタ
の回路の出力がアース電位になるように完全に導通する
ことはできない。  トランジスタT5およびT6が導
通すると、出力の低い通常の動作状態になる。 電圧V
ccが減少し、1.よポルト以下に下ると出力は「高」
レベルになる。  しきい値の低下は、ダイオードD2
が実効的に回路から除外されるということによっている
Furthermore, Fig. 6 shows a P (IR circuit bipolar type).The power supply voltage (Vcc) is the transistor T.
5f: When the point is reached such that the series diode conducts at a current level large enough to forward bias, the output at the gate of transistor T5 goes low. The voltage at which switching occurs depends on the value of resistor R1 (usually high, eg jOK) and typically occurs when voltage Vcc exceeds 2-//l/L volts. P.N.
P Transistor T6 is turned on and the transistor T5 is fully conductive so that the output of the circuit on its collector is at ground potential until the upper diode T2 is shorted and pushes up the first threshold due to the diode drop. It is not possible. When transistors T5 and T6 conduct, a normal operating condition with low output occurs. Voltage V
cc decreases, 1. If you go below Yo Porto, the output will be "high"
become the level. The lowering of the threshold is caused by the diode D2
is effectively excluded from the circuit.

パワーオン・リセット回路が有効であるためには、記憶
素子が既知の有効な状態に到達する間にPAR回路はリ
セット・パルスを供給しなければならない。° これは
、論理回路が有効になる時、ヒステリシス・ゲートS1
に対する入力が低レベルにあることを必要としている。
For the power-on reset circuit to be effective, the PAR circuit must provide a reset pulse while the storage element reaches a known valid state. ° This means that when the logic circuit is enabled, the hysteresis gate S1
requires input to be at a low level.

 この低レベルは、TI−T2直列回路におけるプルダ
ウン素子T2が導通することによって設定される。
This low level is set by conduction of pull-down element T2 in the TI-T2 series circuit.

一旦電圧Vddが電源投入の際に電圧Vtn(nチャン
ネル素子のしきい値電圧]を越えると、素子T2は導通
して、接続点20を低レベルに引き下げる。 接続点2
0は、素子T1によってプルアップされるまで、低レベ
ルにとどまっている。 T1のゲートドレイン(ダイオ
ード]接続によりに電圧Vddが電圧1Vtpl(pチ
ャンネル素子のしきい値電圧)を越えると、T1は導通
し始める。
Once voltage Vdd exceeds voltage Vtn (threshold voltage of an n-channel device) during power-up, device T2 conducts, pulling node 20 to a low level. Node 2
0 remains low until pulled up by element T1. When the voltage Vdd exceeds the voltage 1Vtpl (threshold voltage of a p-channel device) due to the gate-drain (diode) connection of T1, T1 begins to conduct.

Vdd > l Vtp lの任意のレベルでは、接続
点20ば、素子T1からの電流が素子T2のプルダウン
効果に対して釣り合うのような電圧レベルになる。
For any level of Vdd > l Vtp l, node 20 is at a voltage level such that the current from element T1 balances the pull-down effect of element T2.

素子T2より太きな素子T1の電流能力により、接続点
20は電圧Vddより一方のしきい値レベルだけ低いレ
ベルに非常に接近して追従する傾向にある。
Due to the current capability of element T1, which is thicker than element T2, node 20 tends to track very closely one threshold level below voltage Vdd.

ターンオンの領域、すなわち電圧I Vtp lに近い
電圧Vddにおいては、小さい電流による弱いダイオー
ド効果によってpチャンネルのしきい値をいくぶん丸め
(rounding )る。 これは、Vgs=Vds
の場合のFET特性を調べることによってわかる。  
このように、Vdd= l Vtp lに近い小さな領
域に対しては、素子T1は強くターンオンしないので、
別の有効なプルダウン能力を有する。
In the region of turn-on, ie at a voltage Vdd close to the voltage I Vtp l, the weak diode effect due to the small current rounds the p-channel threshold somewhat. This is Vgs=Vds
This can be determined by examining the FET characteristics in the case of .
In this way, for a small region close to Vdd = l Vtp l, element T1 does not turn on strongly, so
Has another effective pull-down ability.

また、前述したように、接続点20はヒステリシス・ゲ
ートS1に対する入力であるので、ゲートS1が有効に
なる時、接続点20の電圧は低くなければならない。 
第1図の実施例の場合には、ゲートS1の高い方のしき
い値は、小さな電圧Vddに対して適切に定められない
。 従って、この実施例においては適切な動作のために
、1■t■tpl > Vtnを必要とする。  1 
Vtp + ’::Vtn。
Also, as mentioned above, since node 20 is the input to hysteresis gate S1, the voltage at node 20 must be low when gate S1 is enabled.
In the embodiment of FIG. 1, the higher threshold of gate S1 is not well defined for small voltages Vdd. Therefore, this embodiment requires 1*t*tpl>Vtn for proper operation. 1
Vtp+'::Vtn.

場合に対しては、電圧IVtp1から増大する電圧Vd
dに対してVdd/、2より十分大きい高い方のしきい
値を有するヒステリシス・ゲートが必要である。 この
複雑さを避けるために、第tおよび5図のような実施例
ではより普通のヒステリシス・ゲートを使用することが
できる。
For the case, the voltage Vd increasing from the voltage IVtp1
A hysteresis gate with a high threshold value for d that is significantly greater than Vdd/,2 is required. To avoid this complexity, more conventional hysteresis gates can be used in embodiments such as those in FIGS.

第≠および5図の実施例においては、Vdd母線と接続
点20との間に別の直列素子が追加されている。 最初
、接続点20の電圧は、電圧Vddが電圧Vtnを越え
るまでわからない。 この時、接続点20は、素子T2
の導通により低レベルの方に引き込まれる。 しかしな
がら、電圧Vddが十分高くなって接続点20の上側の
すべての素子をオンにするまで、接続点20に対して何
らプルアップはない。 第ψ図の実施例の場合には、こ
の電圧Vddレベルに、バイポーラ・ダイオードのしき
い値(非常に小さい電流に対してほぼO1!−〇、6ボ
ルト〕および素子T1めしきい値(l VtpIと0.
j−0,6ボルトのソース・基板間電圧による逆ゲート
/ボディ効果と加えたもの)の和である。 第5図の実
施例の場合には、電圧Vddレベルは、素子T4の1 
Vtp 1および素子T1のしきい値(1Vtp lと
素子T4の両端の電圧降下によるボディ効果とを加えた
もの)の和である。 一旦この電圧Vddレベルに到達
すると、電圧は、第1図の実施例の場合と同様に作用す
る。 すなわち、電圧は、非常に小さい電流レベルにお
いてオフセット/丸め与えるように電圧Vddよりもほ
ぼ一定のレベルだけ低いレベルに追従する。 これは、
ゲートS1が有効になる時(l Vtp l −Vtn
の場合に対してさえも)、ゲートS1に対する入力がわ
かり、適切であることを保証している。
In the embodiment of FIGS. ≠ and 5, another series element is added between the Vdd bus and the connection point 20. Initially, the voltage at node 20 is not known until voltage Vdd exceeds voltage Vtn. At this time, the connection point 20 is connected to the element T2
is pulled toward the lower level due to conduction. However, there is no pull-up to node 20 until voltage Vdd is high enough to turn on all elements above node 20. In the case of the embodiment of FIG. and 0.
j-0, plus the reverse gate/body effect due to the 6 volt source-to-substrate voltage). In the embodiment of FIG. 5, the voltage Vdd level is 1
It is the sum of Vtp 1 and the threshold of element T1 (1 Vtp l plus the body effect due to the voltage drop across element T4). Once this voltage Vdd level is reached, the voltage acts as in the embodiment of FIG. That is, the voltage tracks approximately a constant level below voltage Vdd to provide offset/rounding at very small current levels. this is,
When gate S1 is enabled (l Vtp l −Vtn
), ensuring that the input to gate S1 is known and appropriate.

一旦ゲートS1が状態を変え(そしてFORが終了する
と)、追加された素子は素子T4によって取除かれる。
Once gate S1 changes state (and the FOR ends), the added element is removed by element T4.

 この結果、これらの回路は電源電圧が低下する際に第
1図の実施例と全く同じ様に動作する。 この正味の結
果は、接続点20の電圧が上昇し始める電圧Vddレベ
ルが増加し、追加のヒステリシスが全体の機能に対して
与えられるということである。
As a result, these circuits operate in exactly the same manner as the embodiment of FIG. 1 when the supply voltage decreases. The net result of this is that the voltage Vdd level at which the voltage at node 20 begins to rise increases, providing additional hysteresis to the overall function.

第1図に示したゲートS1は、しきい値が電圧Vddに
比例するような低価格で効果的な2つのしきい値ゲート
を形成する複数のナンド・ゲートから構成される特別な
ヒステリシス・ゲートである。 これは実際的な選択で
はあるが、他ものを利用してもよい。 特別なCMOS
ヒステリシス・ゲート(第1図)およびバイポーラ・ト
ランジスタ・ゲート(第6図)を図示したが、もちろん
前述したように、本質的に低いVdd作動特性を有し、
ディジタル出力を発生する場合には他のディジタル式し
きい値回路を使用してもよいことは明白である。 従来
のゲートやゲート回路に加えて、しきい値回路に演算増
幅器や比較器を含んでもよい。
The gate S1 shown in FIG. 1 is a special hysteresis gate consisting of a plurality of NAND gates forming a low cost and effective two threshold gate whose threshold is proportional to the voltage Vdd. It is. This is a practical choice, but others may be used. special CMOS
A hysteresis gate (FIG. 1) and a bipolar transistor gate (FIG. 6) are illustrated, but of course, as previously discussed, have inherently low Vdd operating characteristics;
Obviously, other digital threshold circuits may be used to generate digital outputs. In addition to conventional gates and gate circuits, the threshold circuit may include operational amplifiers and comparators.

接続点20においてゲートに対する出力を供給するよう
にここに使用された回路は、好ましくは集積化し得るも
のであり、非リアクタンス性のものであって、vdd母
線とアースとの間に導電路を形成する。 ここに使用さ
れている部品は、半導体素子(ダイオード接続の素子を
含む)、半導体ダイオードおよび/またはICに形成可
能な抵抗を含んでもよい。
The circuitry used here to provide the output to the gate at connection point 20 is preferably integrated, non-reactive, and forms a conductive path between the vdd bus and ground. do. The components used herein may include semiconductor devices (including diode-connected devices), semiconductor diodes, and/or resistors that can be formed into ICs.

FOR回路は、電源始動時に、すべての重要な機能がこ
\で問題としているIC上に含まれているようなI ’
Cを初期設定するのに有効であるだけでなく、信号また
は入力を他のソースから通常受けるようなICを始動時
に初期設定するのにも有効なものである。 これは、例
えば、問題とするICがマイクロプロセッサから信号を
受信するような場合、特にそうである。 一般に、マイ
クロプロセッサからの命令は連続的に送出されないが、
一度送出されるとICの命令レジスタ内に1ラツチ」さ
れるものである。 ターンオン時にマイクロプロセッサ
が故障するようなことがあった場合には、ICはある既
知の安全なディフォルト状態にパワーアップされること
が重要である。
The FOR circuit ensures that, at power-on, all important functions are contained on the IC in question.
It is useful not only for initializing ICs, but also for initializing ICs that normally receive their signals or inputs from other sources during start-up. This is especially true if, for example, the IC in question receives signals from a microprocessor. Generally, instructions from a microprocessor are not sent out continuously, but
Once sent, it is latched in the IC's instruction register. In the event that the microprocessor fails during turn-on, it is important that the IC be powered up to some known safe default state.

例えば、ICによって制御されるモータの場合、モータ
に対するインターフェースとなるICは、マイクロプロ
セッサが故障した場合に、はじめにディフォルト状態「
オフ」に設定されることが重要である。 ターンオンし
たモータを制御できないことは明らかに危険であり、こ
のため、制御論理回路の状態を初期設定して安全な状態
を確保するためにFOR回路を使用することができる。
For example, in the case of a motor controlled by an IC, the IC that is the interface to the motor will initially default to the "default state" if the microprocessor fails.
It is important that this is set to 'Off'. Not being able to control a turned-on motor is obviously dangerous, so a FOR circuit can be used to initialize the state of the control logic to ensure a safe condition.

好適実施例においては、集積回路用の低い電圧の直流電
源は、より高い電圧の直流電源から電力を引き出してい
る。 この高い電圧の電源は、典型的には/アンペアの
電流で100ワツトであるような負荷回路に電力を供給
するように設計されている。 低い電圧の電源は、集積
回路にしばしばlOミリアンペア程度の電力を供給する
ためにのみ必要である。 高い電圧の電源が始動される
場合には、出力電圧の立ち上が9時間は、直流電源に接
続された時点における交流波形の位相、フィルタ・コン
デンサ(C1)の大きさ、見かけの発電機の許容可能な
内部インピーダンスおよび負荷インピーダンスに依存し
ている。 これらの立ち上がり時間は、しばしば最悪状
態においては、かなり大きなものとなる。
In a preferred embodiment, a low voltage DC power supply for an integrated circuit draws power from a higher voltage DC power supply. This high voltage power supply is designed to power a load circuit that is typically 100 watts at a current of /ampere. A low voltage power supply is only needed to power the integrated circuit, often on the order of 10 milliamps. When a high voltage power supply is started, the 9 hours during which the output voltage rises depends on the phase of the AC waveform at the time it is connected to the DC power supply, the size of the filter capacitor (C1), and the apparent power of the generator. Depends on acceptable internal and load impedances. These rise times are often quite large under worst-case conditions.

従って、制御回路に供給されたときの電圧Vddの所望
の最小のゆるやかな増大は、ここに例示したように、別
のRC電源装置を使用することによって通常量もよく達
成することができ、この場合、直列抵抗R4とフィルタ
・コンデンサC4の両者の大きさは、電圧Vddの増加
速度を所望のように徐々に増加させるように容易に選択
することができる。 例示した27にオーム(R4)お
よび0.022マイクロフアラツド(C4)の値は、他
の要因を最適化するために選択されたが、ここT( で必要とし′tSOマイクロセコンド以上の最小の遅延
時間を与えるのに適切であった。
Therefore, the desired minimum gradual increase in the voltage Vdd when supplied to the control circuit can be well achieved by the usual amount by using a separate RC power supply, as exemplified herein; In this case, the sizes of both series resistor R4 and filter capacitor C4 can be easily selected to gradually increase the rate of increase of voltage Vdd as desired. The example values of 27 ohms (R4) and 0.022 microseconds (C4) were chosen to optimize other factors, but here the minimum required at T('tSO microseconds) is It was appropriate to give a delay time.

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

第1図は、6MO8技術を使用した、「パワーオン・リ
セット」機能を有する集積回路を含む電気制御装置の電
気回路図であり、 第2図は、本発明の第1図の実施例に適用される理想化
された一連の波形図であり、第3図は、第1および弘図
に示されたパワーオン・リセット回路に適用される理想
化された一連の波形図であり、 第tおよび5図は、CMO8構成の製法を使用した別の
パワーオン・リセット回路の2つの電気回路図であり、 第6図は、バイポーラ形式の他のパワーオン・リセット
回路の電気回路図である。 11・・・ 制御用集積回路、12・・・ 負荷回路、
15・・・電力スイッチング回路、16・・・制御論理
回路、17−・・パワーオン・リセット回路、18・・
・クロックおよびPOR保持回路、19・・・/20H
z タイミング発生回路、FF1・・・フリップフロッ
プ、sl、・・ ヒステリシス・ゲート、SR1・・e
セット/リセット・ラッチ、TI、T2・・・FET累
子素
1 is an electrical circuit diagram of an electrical control device including an integrated circuit with a "power-on-reset" function, using 6MO8 technology; FIG. FIG. 3 is an idealized series of waveform diagrams applied to the power-on reset circuit shown in FIGS. FIG. 5 is two electrical schematics of an alternative power-on reset circuit using the CMO8 configuration fabrication method, and FIG. 6 is an electrical schematic of another power-on reset circuit in bipolar form. 11... Control integrated circuit, 12... Load circuit,
15... Power switching circuit, 16... Control logic circuit, 17-... Power-on reset circuit, 18...
・Clock and POR holding circuit, 19.../20H
z Timing generation circuit, FF1...Flip-flop, sl,... Hysteresis gate, SR1...e
Set/reset latch, TI, T2...FET cumulative element

Claims (1)

【特許請求の範囲】 / 集積回路を含み、前記集積回路の電力が外部電源に
よって供給され、該外部電源の電圧がターンオン後に所
定の速度で増加し、前記集積回路の論理素子が、前記外
部電源のターンオン時に所定の初期状態に設定されなけ
ればならないような電気制御装置において。 A、前記外部電源に接続するための前記集積回路(IC
)上の第1および第2の電源端子と。 B、電力を供給するために前記第1および第2の電源端
子間に接続された少なくとも7つの記憶素子を含み、か
つ該素子の状態を設定するだめの端子を有する前記IC
上の記憶素子内蔵回路と、C6前記IC上のパワーオン
・リセット(FOR)回路であって。 (イ) 前記第1および第コの電源端子間に導電路を形
成し、前記記憶素子内蔵回路とほぼ同じ電源電圧で動作
し、電源電圧より小さな電圧を減じた中間電圧を供給す
る直列回路、および(ロ) 前記第1および第一電源端
子間に導電性非リアクタンス路を形成し、前記記憶素子
内蔵回路とほぼ同じ電源電圧で動作し、入力が前記直列
回路の出力に接続され、出力がFOR回路の出し。 相対的に高い方のしきい値と相対的に低いしきい値とを
有していて、作動状態になった時にプリセット・パルス
を発生し、前記高い方のしきい値を越えた時に該パルス
を終了させ、そしてターンオン時に前記記憶素子内蔵回
路をリセットするのに十分な時間を与えるように、前記
第1のしきい値を前記電圧の増加速度に関連して設定し
ているパワーオン・リセット(FOR,)回路と、を備
えている組合せ。 認、 前記FOR回路の低い方のしきい値は、前記憶素
子内蔵回路の信頼性ある動作に必要な最低電圧以上の電
源電圧に等しく、 前記しきい値開の差は、電源電圧の一時的な中断の際、
前記記憶素子内蔵回路をリセットするのに十分な時間を
与えるように前記電圧の増加速度に関連して設定されて
いる。特許請求の範囲第1項記載の組合せ。 3 前記FOR回路のディジタル式しきい値回路が、6
2つのしきい値を有するヒステリシス・ゲートである。 特許請求の範囲第2項記載の組合せ。 グ 前記FOR回路が、前記ディジタル式しきい値回路
の出力に応答して、前記FOR回路の第1のしきい値を
越えた時に前記電源電圧に関連して前記直列回路の出力
電圧を低減して、前記POR回路の第7および第2のし
きい値開に差を生じさせる半導体スイッチを含んでいる
。特許請求の範囲第2項記載の組合せ。 j 前記FOR回路の前記ディジタル式しきい値回路が
、2つのしきい値を有するヒステリシス・ゲートであり
。 前記FOR回路が、前記ゲートの出力に応答して、前記
POR回路の第1のしきい値を越えた時に前記電源電圧
に関連して前記直列回路の出力電圧を低減して、前記F
OR回路の第1および第2のしきい値開の差を増大させ
る半導体スイッチを含んでいる、特許請求の範囲第2項
記載の組合せ。 乙 前記直列回路のより小さい電圧が、はぼ一定である
。特許請求の範囲第一項記載の組合せ。 7 前記ディジタル式しきい値回路がゲートであり、こ
のゲートのしきい値が前記電源電圧より小さいほぼ一定
の割合の値である、特許請求の範囲第1項記載の組合せ
。 と 前記直列回路のより小さい電圧が、導電した半導体
回路素子の電圧降下に対応する値である、特許請求の範
囲第7項記載の組合せ。 2 前記直列回路が、前記より小さい電圧に相当するほ
ぼ一定の電圧を供給するようにダイオード接続された第
1の半導体回路素子と、第2の高インピーダンスの半導
体回路素子とを有する、特許請求の範囲第2項記載の組
合せ。 /θ 前記ゲートがヒステリシス・ゲートである。 特許請求の範囲第2項記載の組合せ。 // 前記外部電源が、 (イ) 高電圧直流電源と、 (ロ) 前記高電圧直流電源から電力を供給され、IC
の動作に適切な出方電圧を有し、前記記憶素子内蔵回路
を確実にリセットするように出方電圧の増加速度を十分
小さくするように選択されたフィルタ・コンデンサおよ
び電圧降下抵抗を含む低電圧直流電源とで構成されてい
る。特許請求の範囲第2項記載の組合せ。 /認、前記低電圧直流電源が、前記フィルタ・コンデン
サに並列に接続された、前記ICの動作に適切な値を有
するツェナーダイオードを含んでいる、特許請求の範囲
第1/項記載の組合せ。
[Claims] / An integrated circuit, wherein power of the integrated circuit is supplied by an external power supply, the voltage of the external power supply increases at a predetermined rate after turn-on, and a logic element of the integrated circuit is powered by an external power supply. In electrical control devices that must be set to a predetermined initial state when turned on. A. The integrated circuit (IC) for connecting to the external power supply
) with first and second power terminals on the top. B. the IC including at least seven storage elements connected between the first and second power supply terminals for supplying power and having a terminal for setting the state of the elements;
and a power-on reset (FOR) circuit on the C6 IC. (a) a series circuit that forms a conductive path between the first and second power supply terminals, operates at approximately the same power supply voltage as the memory element built-in circuit, and supplies an intermediate voltage with a voltage lower than the power supply voltage; and (b) a conductive non-reactance path is formed between the first and first power supply terminals, the circuit operates at substantially the same power supply voltage as the memory element built-in circuit, the input is connected to the output of the series circuit, and the output is FOR circuit output. having a relatively high threshold and a relatively low threshold, generating a preset pulse when activated, and generating the pulse when the higher threshold is exceeded; and setting the first threshold in relation to the rate of increase of the voltage to provide sufficient time to terminate the storage element and reset the storage element circuit upon turn-on. A combination comprising a (FOR,) circuit. The lower threshold of the FOR circuit is equal to the power supply voltage above the minimum voltage necessary for reliable operation of the circuit with built-in memory element, and the difference in the threshold voltage is determined by the temporary difference in the power supply voltage. In the event of an interruption,
It is set in relation to the rate of increase of the voltage so as to provide sufficient time to reset the memory element built-in circuit. The combination according to claim 1. 3. The digital threshold circuit of the FOR circuit is 6
It is a hysteresis gate with two thresholds. The combination according to claim 2. The FOR circuit is responsive to the output of the digital threshold circuit to reduce the output voltage of the series circuit in relation to the power supply voltage when a first threshold of the FOR circuit is exceeded. The POR circuit includes a semiconductor switch that causes a difference between the seventh and second threshold voltages of the POR circuit. The combination according to claim 2. j the digital threshold circuit of the FOR circuit is a hysteresis gate with two thresholds; The FOR circuit is responsive to the output of the gate to reduce the output voltage of the series circuit in relation to the power supply voltage when a first threshold of the POR circuit is exceeded;
3. The combination of claim 2, including a semiconductor switch that increases the difference between the first and second threshold openings of the OR circuit. B The smaller voltage in the series circuit is approximately constant. The combination described in claim 1. 7. The combination of claim 1, wherein the digital threshold circuit is a gate, and the threshold of the gate is a substantially constant percentage smaller than the power supply voltage. A combination according to claim 7, wherein the smaller voltage of the series circuit is a value corresponding to the voltage drop of a conducting semiconductor circuit element. 2. The series circuit comprises a first semiconductor circuit element diode-connected to supply a substantially constant voltage corresponding to the smaller voltage, and a second high-impedance semiconductor circuit element. The combination described in Range 2. /θ The gate is a hysteresis gate. The combination according to claim 2. // The external power source is (a) a high-voltage DC power supply; and (b) is supplied with power from the high-voltage DC power supply and is connected to an IC.
low voltage including a filter capacitor and a voltage drop resistor selected to have an output voltage appropriate for operation of the storage element and to ensure that the output voltage increases at a sufficiently low rate to reliably reset the storage element internal circuitry. It consists of a DC power supply. The combination according to claim 2. A combination according to claim 1, wherein the low voltage DC power supply includes a Zener diode connected in parallel to the filter capacitor and having a value appropriate for operation of the IC.
JP58189394A 1982-10-13 1983-10-12 Integrated power on reset circuit for electric controller Pending JPS5994925A (en)

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GB2128831B (en) 1986-05-14
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