温度变化时开关电平精度提高的上电复位电路的阈值检测器制造技术

一种上电复位电路包括阈值检测器电路。阈值检测器电路包括电源电压、电压比较器、第一电路、第二电路和第三电路。电压比较器具有第一输入端和第二输入端，以及提供复位信号的输出端。第一电路能够操作以将电源电压转换成感测电流，并向感测电流提供正温度系数。第二电路能够操作以基于感测电流产生对应于电源电压的温度相关电压，并将温度相关电压耦合到电压比较器的第一输入。第三电路能够操作以基于感测电流产生参考电压，并将参考电压耦合到电压比较器的第二输入。压比较器的第二输入。压比较器的第二输入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】温度变化时开关电平精度提高的上电复位电路的阈值检测器


[0001]本专利技术涉及上电复位电路。

技术介绍

[0002]上电复位(Power On Reset，POR)电路存在于许多电子设备中，更具体地，存在于单片集成电路(IC)上。当设备的电源电压出现上升事件时，POR用于将设备的一个或多个组件初始化为已知状态。它通过当电源电压低于某个阈值时使其输出的复位(RESET)信号有效(assert)来实现这一点，使得组件能够保持在作为已知初始状态的复位状态。当电源电压上升到接近设备正常操作电压范围的可预测和稳定行为的电平以上时，应当使输出的RESET信号无效(de
‑
assert)。

技术实现思路

[0003]本公开描述了用于基于电子设备(例如，单片集成电路)的测量电源电压选择性地将该电子设备的一个或多个组件初始化为已知状态的POR电路。所描述的POR电路的实施方式可以用于提供高精度的开关电平而不需要复杂的电路，例如带隙电压或电流参考电路，这些电路趋向于更大的面积并且具有更高的静态电流。例如，这使得POR电路能够在芯片上的更小面积中实现(例如，与一些其他POR电路相比)。
[0004]在一方面，本公开描述了一种包括阈值检测器电路的上电复位电路。阈值检测器电路包括电源电压、电压比较器、第一电路、第二电路和第三电路。电压比较器具有第一输入端和第二输入端，以及提供复位信号的输出端。第一电路能够操作以将电源电压转换成感测电流，并向感测电流提供正温度系数。第二电路能够操作以基于感测电流产生对应于电源电压的温度相关电压，并将温度相关电压耦合到电压比较器的第一输入。第三电路能够操作以基于感测电流产生参考电压，并将参考电压耦合到电压比较器的第二输入。
[0005]该方面的实施方式可以包括一个或多个以下特征。
[0006]一些实施方式中，第一电路包括具有随着温度的升高而降低的基极
‑
发射极电压的晶体管。
[0007]一些实施方式中，第一电路还包括耦合到晶体管的电阻网络。电阻网络包括与晶体管串联的电阻元件和与晶体管并联的电阻元件。
[0008]一些实施方式中，与晶体管串联的电阻元件包括在节点处电连接到一个的第一电阻元件和第二电阻元件。与晶体管并联的电阻元件电连接到节点。
[0009]一些实施方式中，第二电路和第三电路中的每一个都包括相应的晶体管。第二电路中的晶体管的基极
‑
发射极电压比第三电路中的晶体管的基极
‑
发射极电压对温度更敏感。
[0010]一些实施方式中，第二电路中的晶体管具有比第三电路中的晶体管更大的发射极面积。
[0011]一些实施方式中，第二电路中的晶体管的宽长比(aspect ratio)大于第三电路中
的晶体管的宽长比。
[0012]一些实施方式中，第二电路中的晶体管的宽长比与第三电路中的晶体管的宽长比之比为10。
[0013]一些实施方式中，当耦合到电压比较器的第一输入的温度相关电压大于耦合到电压比较器的第二输入的参考电压时，电压比较器能够操作以提供具有第一电压值的第一信号作为复位信号。此外，当耦合到电压比较器的第一输入的温度相关电压小于耦合到电压比较器的第二输入的参考电压时，电压比较器能够操作以提供具有第二电压值的第二信号作为复位信号。第一电压值小于第二电压值。
[0014]一些实施方式中，第一电压值对应于数字0，第二电压值对应于数字1。
[0015]一些实施方式中，上电复位电路包括脉冲宽度发生器。脉冲宽度发生器能够操作以接收复位信号，并基于复位信号产生用于初始化电子设备的一个或多个组件的控制信号。
[0016]一些实施方式中，电子设备是单片集成电路。
[0017]一些实施方式中，该单片集成电路是单片集成电路的一部分。
[0018]在以下的附图和说明书中阐述了一个或多个实施方式的细节。从说明书和附图以及权利要求中，其他特征和优点将显而易见。
附图说明
[0019]图1是POR电路的示例阈值检测器的功能框图。
[0020]图2是POR电路的示例阈值检测器的图。
[0021]图3是POR电路的另一个示例阈值检测器的图。
具体实施方式
[0022]一般来说，POR电路分为两个功能阶段：阈值检测器和脉冲宽度发生器。阈值检测器能够操作以检测电源电压何时高于或低于用于设备进行操作的某个电源电压电平，并且作为响应，产生复位信号以触发脉冲宽度发生器的操作。当被触发时，脉冲宽度发生器能够操作以产生用于初始化电子设备的一个或多个组件的控制信号(例如，具有脉冲的控制信号，其持续时间足够长以使得耦合到POR电路的组件初始化)。本描述集中于阈值检测器电路。
[0023]图1是POR电路150的示例阈值检测器100的功能框图。阈值检测器100包括电源电压传感器102、参考电压或电流104以及电压或电流比较器106。
[0024]在阈值检测器100的示例操作中，电源电压102测量电源电压(例如，向诸如单片集成电路的电子设备供电的电信号的电压)，并向电压或电流比较器106提供测量的电压的指示。电压或电流比较器106将测量的电压与参考电压或电流104进行比较，并基于比较选择性地产生RESET信号。RESET信号被提供给脉冲宽度发生器150，脉冲宽度发生器150产生控制信号以将电子设备组件的一个或多个组件初始化为已知状态(例如，由于电源电压的变化(例如当电源电压高于或低于设备正常操作所需的某个电源电压时)，将组件“复位”为已知状态)。
[0025]POR电路的重要功能是在设备的电源电压出现下降事件时复位组件(例如，产生
RESET信号以控制脉冲宽度发生器120的操作)，以在电压对于可预测的行为而言太低时禁用设备的一些或全部功能。在某些情况下，用于上升和下降电源电压的开关电平不重叠，但上升开关电平可以高于下降开关电平。例如，当电源电压超过阈值电压V
threshold,high
时，POR可以产生RESET信号，当电源电压降低到阈值电压V
threshold,low
以下时，POR可以产生RESET信号，其中V
threshold,high
大于V
threshold,low
。
[0026]POR电路的操作受到面积和静态电流的限制。由于该电路通常仅在上电和掉电期间操作，因此与分配用于实现该设备的其他功能的面积相比，可以专用于该功能的物理面积(例如，芯片的面积)相对较小。此外，在IC由电池供电的实施例中，重要的是静态电流与设备的总漏电流具有相同的数量级，例如小于1μA。
[0027]当为单片IC设计POR电路时，需要解决的问题是在出现工艺和温度变化的情况下开关电平的变化。在许多实施方式中，由于各种设备参数(例如金属氧化物半导体(MOS)晶体管的阈值电压V
th
，双极晶体管的基极
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发射极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种上电复位电路，包括:阈值检测电路，包括:电源电压；具有第一输入端和第二输入端的电压比较器，所述电压比较器还具有提供复位信号的输出端；第一电路，能够操作以将所述电源电压转换成感测电流，其中，所述第一电路向所述感测电流提供正温度系数；第二电路，能够操作以基于所述感测电流产生对应于所述电源电压的温度相关电压，并将所述温度相关电压耦合到所述电压比较器的第一输入；以及第三电路，能够操作以基于所述感测电流产生参考电压，并将所述参考电压耦合到所述电压比较器的第二输入。2.根据权利要求1所述的上电复位电路，其中，所述第一电路包括具有随着温度的升高而降低的基极
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发射极电压的晶体管。3.根据权利要求2所述的上电复位电路，其中，所述第一电路还包括耦合到所述晶体管的电阻网络，其中所述电阻网络包括与所述晶体管串联的电阻元件和与所述晶体管并联的电阻元件。4.根据权利要求3所述的上电复位电路，其中，与所述晶体管串联的所述电阻元件包括在节点处电连接到一个的第一电阻元件和第二电阻元件，并且其中与所述晶体管并联的所述电阻元件电连接到所述节点。5.根据权利要求1所述的上电复位电路，其中，所述第二电路和所述第三电路中的每一个都包括相应的晶体管，其中所述第二电路中的所述晶体管的基极
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发射极电压比所述第三电路中的所述晶体管的基极
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发射极电压对温度更敏感。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：A博内利，S奇卡，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：