一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路，包括电源开关与电源开关相连接并输出电压检测信号的带隙比较器电路及电流比较电路锁存电压检测信号并输出锁存信号的状态锁存电路缓冲锁存信号的输出缓冲电路和欠压检测电路；通过在上电复位之后切断带隙比较器电路和电流比较电路的电源来实现复位稳定后的零静态电流消耗当检测到电源电压低于系统正常工作所需阈值时，欠压检测电路将拉低状态锁存电路输出端的电平，重新接通带隙比较器电路和电流比较电路的电源，系统复位。本实用新型专利技术具有高可靠性，起拉电压稳定，受电源上电速率温度和工艺偏差影响较小，静态功耗小，可集成于低功耗应用的SOC芯片中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种上电复位电路，具体涉及一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路，属于集成电路

技术介绍
随着芯片集成度的不断提高，低功耗技术在片上系统芯片(简称SoC)设计中的应用已经越来越成为研究者所关注的内容。单个芯片上集成的功能模块越来越多，对芯片功耗的要求就越高。尤其是无线传感器网络节点芯片对静态功耗的要求越来越苛刻，要求节点芯片能超长持续工作到数月甚至数年，而大多数时间节点芯片是处在待机休眠状态，这就对静态功耗提出了极为严格的要求。上电复位电路(Power-on-Reset circuit,简称P0R)，是SoC中不可缺少的组成部分，它在整个芯片开始供电的初始阶段给系统提供一个全局复位信号，确保整个系统从一个确定的状态启动；此外，在电路正常工作阶段，如果电源电压变至过低也会引起系统复位以防止系统工作在不稳定状态。POR电路不管是在电源上电、掉电还是稳定阶段都应连接电源。因此，极低功耗、高性能的POR电路的设计对SoC芯片至关重要。POR电路一般采用RC充放电原理来实现。当电源电压开始升高时，由于电容C两端电压不能突变，复位信号保持低电平；随着电源电压对电容C充电，直至电容上极板的电压到达后级反向器的阈值电压时，复位信号输出迅速由低变高并保持高电平，复位过程结束。这种上电复位电路结构简单，但其起拉电压不稳定，大电容也难在芯片内实现。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术目的是提供一种高可靠性、起拉电压稳定、 低功耗的具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路。为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现本技术包括输入端接电源电压的电源开关；带隙比较器电路，与电源开关输出端相连接，根据电源电压的变化信号，输出两路电流信号；电流比较电路，与带隙比较器电路输出端相连接，用于比较两路电流信号，并输出电压检测信号；状态锁存电路，与电流比较电路输出端相连接，用于锁存电压检测信号，并输出锁存信号；输出缓冲电路，与状态锁存电路输出端相连接，用于缓冲锁存信号，输出缓冲电路包括依次连接的第一缓冲器和第二缓冲器，第一缓冲器输出端接电源开关，用于控制电源开关的开启和关闭，第二缓冲器输出最终的上电复位信号；欠压检测电路，输入接电源电压，输出接状态锁存电路输出端， 当检测到电源电压低于系统正常工作所需阈值时，将拉低状态锁存电路输出端的电平，系统复位以防止系统工作在不稳定状态。上述电源开关包括第零P型COMS管；第零P型COMS管源极接电源电压，其栅极接第一缓冲器输出端。上述带隙比较器电路包括第零NPN型双极型管、第一 NPN型双极型管、第一电阻和第二电阻；第零NPN型双极型管的发射极面积小于第一 NPN型双极型管的发射极面积；第零NPN型双极型管发射极接地，其集电极与基极相连接；第一 NPN型双极型管发射极接地， 其集电极与基极相连接；第二电阻一端接第零P型COMS管漏极，其另一端接第零NPN型双极型管集电极；第一电阻一端接第零NPN型双极型管基极，其另一端接第一 NPN型双极型管基极。上述电流比较电路包括第三电流镜、第四P型COMS管、第五N型COMS管、第六P 型COMS管和传输门；第三电流镜包括第三P型COMS管、第四NPN型双极型管和第五NPN型双极型管；第三P型COMS管、第四P型COMS管和第六P型COMS管源极均接第零P型COMS 管漏极；第四P型COMS管漏极与栅极相连接；第三P型COMS管栅极接第二 P型COMS管栅极与漏极的公共端，其漏极接第四NPN型双极型管集电极和第五N型COMS管栅极；第四NPN 型双极型管基极接第零NPN型双极型管集电极，其发射极接地；第五NPN型双极型管基极接第四NPN型双极型管基极，其源极接地，其集电极接第四P型COMS管漏极与栅极的公共端； 第六P型COMS管栅极接第四P型COMS管漏极与栅极的公共端，其漏极接第五N型COMS管漏极和传输门一端；第五N型COMS管源极接地。上述状态锁存电路包括第零电容、锁存器环、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一反相器和第十四P型COMS管；第零电容一极接电源电压，其另一极接第四反相器输入端和锁存器环输入端；第四反相器输出端接第五反相器输入端，第五反相器输出端接第六反相器输入端，所述第六反相器输出端接第十四P型COMS管栅极；第十四P型COMS管漏极接所述传输门另一端，其源极接第一反相器输入端；锁存器环输出端接第一缓冲器输入端；第一反相器输出端接锁存器环输入端。上述欠压检测电路包括第九P型COMS管、第十N型COMS管、第i^一 N型COMS管、 第十二 N型COMS管、第十三P型COMS管和第二电容；第十三P型COMS管源极接电源电压， 其栅极与漏极相连接公共端接第二电容一极和第九P型COMS管源极；第九P型COMS管与第十N型COMS管构成欠压反相器，第十N型COMS管源极和第二电容另一端均接地；欠压反相器一端接电源电源，另一端接第十一 N型COMS管栅极和第十二 N型COMS管栅极；第十一 N型COMS管源极接地，其漏极接锁存器环输出端；第十二 N型COMS管源极接地，其漏极接第十四P型COMS管源极。上述锁存器环包括第二反相器和第三反相器；第二反相器输出端接第三反相器输入端，第三反相器输出端接第二反相器输入端。本技术结构简单新颖，具有很高的可靠性，其起拉电压稳定，受电源上电速率、温度和工艺偏差的影响较小，静态功耗极小，可以集成于低功耗应用的SOC芯片中。以下结合附图和具体实施方式来详细说明本技术；附图说明图1为本技术的结构框图；图2为图1的电路原理图；图3为本技术中带隙比较器电路的电路图；图4为本技术中电流比较电路的电路图；图5为本技术中状态锁存电路的电路图；图6为本技术中欠压检测电路的电路图；图7是本技术电路上电复位过程中几个信号的波形示意图。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。参见图1和图2，本技术包括电源开关0、带隙比较器电路1、电流比较电路2、 状态锁存电路3、欠压检测电路4和输出缓冲电路5。电源开关0的输入端接电源电压，输出端接带隙比较器电路1的输入端，带隙比较器电路1的输出端接电流比较电路2的输入端，电流比较电路2输出端接状态锁存电路3输入端，欠压检测电路4输入端接电源电压，其输出端接状态锁存电路3输出端，状态锁存电路3输出端接输出缓冲电路5输入端，输出缓冲电路5包括依次连接的第一缓冲器Bufferl 和第二缓冲器Buffer2，第一缓冲器Bufferl向电源开关0发出电源控制使能信号，用于控制电源开关0的开启和关闭，进而控制带隙比较器电路1及电流比较电路2的工作状态，第二缓冲器Buffer2输出最终的上电复位信号Por_reSet。本技术的工作过程如下带隙比较器电路1和电流比较电路2输出电压检测信号Det_out，电压检测信号 Det_out输入到状态锁存电路3，状态锁存电路3锁存电压检测信号Det_out并输出锁存信号Latch_0Ut ；如果电源电压高于起拉电压，输出缓冲电路5输出最终的上电复位信号Por_ res本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路，其特征在于，包括输入端接电源电压的电源开关（０）；带隙比较器电路（１），与电源开关（０）输出端相连接，根据电源电压的变化信号，输出两路电流信号；电流比较电路（２），与带隙比较器电路（１）输出端相连接，用于比较所述两路电流信号，并输出电压检测信号；状态锁存电路（３），与电流比较电路（２）输出端相连接，用于锁存所述电压检测信号，并输出锁存信号；输出缓冲电路（５），与状态锁存电路（３）输出端相连接，用于缓冲所述锁存信号，所述输出缓冲电路（５）包括依次连接的第一缓冲器和第二缓冲器，所述第一缓冲器输出端接电源开关（０），用于控制电源开关（０）的开启和关闭，所述第二缓冲器输出最终的上电复位信号；欠压检测电路（４），输入接电源电压，输出接状态锁存电路（３）输出端，当检测到电源电压低于系统正常工作所需阈值时，将拉低状态锁存电路（３）输出端的电平系统复位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单伟伟，赵涛，吕宇翔，刘君寅，顾昊琳，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：32