上电复位电路、芯片及电子设备.pdf
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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202311829988.8(22)申请日 2023.12.27(71)申请人 上海芯海创芯科技有限公司地址 200135 上海市浦东新区自由贸易试验区金皖路199号1幢A栋9层901室 申请人 合肥市芯海电子科技有限公司(72)发明人 郭增涛叶学锋刘帅锋(74)专利代理机构 北京北汇律师事务所 11711专利代理师 周志忠(51)Int.Cl.H03K 17/22(2006.01)H03K 17/687(2006.01)(54)发明名称上电复位电路、芯片及电子设备(57)摘要本申请实施例提供了一。
2、种上电复位电路、芯片及电子设备,包括:上电复位模块,包括:分压单元,用于对电源电压进行分压;比较单元,用于比较分压输出与基准电压以产生上电复位信号;第一电流镜,用于产生第一电流;阻抗模块,用于基于第一电流产生控制电压;控制模块,用于基于控制电压和电源电压产生控制信号;其中,在电源电压大于第一阈值电压时,控制信号为第一电平,关闭上电复位模块;在电源电压小于第一阈值电压时,控制信号为第二电平,开启上电复位模块;第一阈值电压大于上电阈值电压。该实施例能够降低上电复位电路的功耗。权利要求书2页 说明书9页 附图9页CN 117713781 A2024.03.15CN 117713781 A1.一种上电。
3、复位电路,其特征在于,包括:上电复位模块,包括:分压单元,用于对电源电压进行分压;比较单元,用于比较分压输出与基准电压以产生上电复位信号;第一电流镜,用于产生第一电流;阻抗模块,用于基于所述第一电流产生控制电压;控制模块,用于基于所述控制电压和所述电源电压产生控制信号;其中,若所述电源电压大于第一阈值电压,所述控制信号为第一电平,关闭所述上电复位模块;在所述电源电压小于所述第一阈值电压时,所述控制信号为第二电平,开启所述上电复位模块,所述第一阈值电压大于上电阈值电压。2.如权利要求1所述的上电复位电路,其特征在于,所述第一电流镜,用于镜像基准源产生的电流,输出所述第一电流;其中,所述基准源用于。
4、产生所述基准电压。3.如权利要求2所述的上电复位电路,其特征在于,所述第一电流镜,包括:第一晶体管,所述第一晶体管的第一端与所述基准源的第一偏置电压端连接,所述第一晶体管的第二端接收电源电压,所述第一晶体管的第三端与所述阻抗模块的一端连接,所述阻抗模块的另一端与参考地端连接。4.如权利要求1所述的上电复位电路,其特征在于,所述阻抗模块包括:一个或多个电阻;或者一个或多个晶体管;或者一个或多个电阻与一个或多个晶体管的组合。5.如权利要求3所述的上电复位电路,其特征在于,所述阻抗模块包括:第五晶体管,所述第五晶体管与所述第一晶体管组成源跟随电路;其中,所述第五晶体管的第一端接收所述基准电压,所述第。
5、五晶体管的第二端与所述第一晶体管的第三端连接,所述第五晶体管的第三端与所述参考地端连接。6.如权利要求1所述的上电复位电路,其特征在于,所述控制模块,包括:输出节点,用于输出所述控制信号;上拉开关,连接在电源端与所述输出节点之间,所述电源端用于接收所述电源电压;下拉单元,连接在参考地端与所述输出节点之间;其中,在所述电源电压大于所述第一阈值电压时,所述上拉开关导通,所述输出节点的电压跟随所述电源电压;在所述电源电压小于所述第一阈值电压时,所述上拉开关断开,所述输出节点输出所述参考地端的电压。7.如权利要求6所述的上电复位电路,其特征在于,所述下拉单元,包括:第二电流镜,连接在所述输出节点与所述。
6、参考地端之间,用于镜像基准源产生的电流,输出第二电流,其中,所述基准源用于产生所述基准电压,所述第二电流镜的偏置电压端与所述基准源的第二偏置电压端连接。8.如权利要求6所述的上电复位电路,其特征在于,所述上拉开关,包括:第二晶体管,所述第二晶体管的第一端接收所述控制电压,所述第二晶体管的第二端与所述电源端连接,所述第二晶体管的第三端与所述输出节点连接。权利要求书1/2 页2CN 117713781 A29.如权利要求18任一项所述的上电复位电路,其特征在于,还包括:第一开关,与所述分压单元串联在电源端与参考地端之间;其中,在所述控制信号为第一电平时,所述第一开关断开;在所述控制信号为第二电平时。
7、,所述第一开关导通。10.如权利要求18任一项所述的上电复位电路,其特征在于,还包括:第二开关,用于控制所述比较单元的电流支路的通断;其中,在所述控制信号为第一电平时,所述第二开关使得所述比较单元的电流支路断开;在所述控制信号为第二电平时,所述第二开关使得所述比较单元的电流支路导通。11.如权利要求18任一项所述的上电复位电路,其特征在于,还包括:保持模块,用于基于所述控制信号保持所述上电复位信号的状态。12.如权利要求11所述的上电复位电路,其特征在于,所述比较单元,包括:第一级和第二级;所述保持模块,与所述第二级连接,用于在所述控制信号为第一电平时,控制所述第二级以保持上电复位信号的状态;。
8、在所述控制信号为第二电平时,控制所述第二级以使所述第二级基于所述第一级产生比较输出。13.如权利要求12所述的上电复位电路,其特征在于,所述第二级为输出级;所述第二级包括第三晶体管和第四晶体管,所述第三晶体管与所述第四晶体管串联在参考地端与电源端之间;所述保持模块,包括:第三开关,连接在所述第三晶体管的第一端与第二端之间,所述第三开关在所述控制信号为第一电平时导通,在所述控制信号为第二电平时断开;第四开关,连接在所述第四晶体管的第一端与参考地端之间,所述第四开关在所述控制信号为第一电平时导通,在所述控制信号为第二电平时断开。14.如权利要求18任一项所述的上电复位电路,其特征在于,所述分压单元。
9、包括分压电阻串,所述分压电阻串包括至少一个用于产生分压输出的节点。15.如权利要求1所述的上电复位电路,其特征在于,所述控制信号还用作掉电检测信号。16.一种芯片,其特征在于,包括上述权利要求115任一项所述的上电复位电路。17.一种电子设备,其特征在于,包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述权利要求16所述的芯片。权利要求书2/2 页3CN 117713781 A3上电复位电路、芯片及电子设备技术领域0001本申请涉及电子电路技术领域,具体涉及一种上电复位电路、芯片及电子设备。背景技术0002当电源电压过低时,芯片内部模拟电路无法正常稳定工作,数字电路也无法正常运转,导致系统出现死机现象。。
10、上电复位电路可以实现当电源电压低于系统正常工作所需要的电压时,输出上电复位信号以关闭电路模块,电路模块可以进入复位状态;当电源电压上升至电路模块的正常工作电压时,输出上电复位信号以打开电路模块,电路模块可以进入工作状态。0003上电复位电路通常包括分压电阻串,通过分压电阻串对电源电压分压,基于分压电阻串的分压输出产生上电复位信号。分压电阻串的阻值较小时,能够快速响应电源电压的变化,也就是说可以及时检测到电源电压的变化,此时上电复位电路的功耗较大。若使上电复位电路的功耗较小,就需要分压电阻串的阻值较大,但由于分压电阻串的阻值越大电路面积越大,分压电阻串的阻值越大响应速度越慢,也就是在芯片面积增大。
11、的同时还无法及时检测到电源电压的变化。0004因此,如何在保证上电复位电路的性能的同时降低上电复位电路的功耗,目前尚未提出有效的解决方案。发明内容0005鉴于以上问题,本申请实施例提供一种上电复位电路、芯片及电子设备,以解决上述技术问题。0006第一方面,本申请实施例提供一种上电复位电路,包括:上电复位模块,包括:分压单元,用于对电源电压进行分压;比较单元,用于比较分压输出与基准电压以产生上电复位信号;第一电流镜,用于产生第一电流;阻抗模块,用于基于第一电流产生控制电压;控制模块,用于基于控制电压和电源电压产生控制信号;其中,在电源电压大于第一阈值电压时,该控制信号为第一电平,关闭上电复位模块。
12、;在电源电压小于第一阈值电压时,该控制信号为第二电平,开启上电复位模块;该第一阈值电压大于上电阈值电压。0007该实施例,第一阈值电压大于上电阈值电压,从而在复位释放之后产生控制信号,以关断上电复位模块的至少一个支路电流;在电源掉电时,由于第一阈值电压大于上电阈值电压,控制信号能够在上电阈值电压之前发生翻转,以重新打开关断的各支路电流,以保证在继续掉电时可以正确地实现掉电复位。并且控制电压基于电流镜的电流产生,能够降低上电复位电路的功耗。0008可选地,上述第一电流镜,用于镜像基准源产生的电流,输出上述第一电流;其中,该基准源用于产生基准电压。0009可选地,上述第一电流镜包括:第一晶体管,第。
13、一晶体管的第一端与基准源的第一偏置电压端连接,第一晶体管的第二端接收电源电压,第一晶体管的第三端与阻抗模块的说明书1/9 页4CN 117713781 A4一端连接,阻抗模块的另一端与参考地端连接;其中,该基准源用于产生上述基准电压。0010可选地,上述阻抗模块包括以下之一或任意组合:一个或多个电阻;或者一个或多个晶体管;或者一个或多个电阻与一个或多个晶体管的组合。可选地,晶体管包括MOS管。0011可选地,上述阻抗模块包括:第五晶体管,第五晶体管与第一晶体管组成源跟随电路;其中,第五晶体管的第一端接收上述基准电压,第五晶体管的第二端与第一晶体管的第三端连接,第五晶体管的第三端与参考地端连接。。
14、利用基准电压经过源跟随电路将基准电压抬高至控制电压,可以有效减小第一阈值电压在PVT下的变化,并且电路面积更小。0012可选地,上述控制模块包括:输出节点,用于输出上述控制信号;上拉开关,连接在电源端与输出节点之间,该电源端用于接收所述电源电压;下拉单元,连接在参考地端与输出节点之间;其中,在电源电压大于第一阈值电压时,上拉开关导通,输出节点的电压跟随电源电压;在电源电压小于第一阈值电压时,上拉开关断开,输出节点输出参考地端的电压。0013可选地,上述下拉单元,包括:第二电流镜,连接在输出节点与参考地端之间,用于镜像基准源产生的电流,输出第二电流,其中,基准源用于产生上述基准电压,第二电流镜的。
15、偏置电压端与基准源的第二偏置电压端连接。0014可选地,上述上拉开关,包括:第二晶体管,第二晶体管的第一端接收上述控制电压,第二晶体管的第二端与上述电源端连接,第二晶体管的第三端与上述输出节点连接。0015可选地,上述上电复位电路,还包括:第一开关,与分压单元串联在电源端与参考地端之间;其中,在上述控制信号为第一电平时,第一开关断开;在上述控制信号为第二电平时,第一开关导通。0016可选地,上述上电复位电路,还包括:第二开关,用于控制比较单元的电流支路的通断;其中,在控制信号为第一电平时,第二开关使得该比较单元的电流支路断开;控制信号为第二电平时,第二开关使得该比较单元的电流支路导通。0017。
16、可选地,上述上电复位电路,还包括:保持模块,用于基于该控制信号保持上电复位信号的状态。0018可选地,上述比较单元包括第一级和第二级;上述保持模块,与该第二级连接,用于在上述控制信号为第一电平时,控制第二级以保持上电复位信号的状态;在上述控制信号为第二电平时,控制第二级以使第二级基于第一级产生比较输出。0019可选地,上述第二级为输出级,包括第三晶体管和第四晶体管,第三晶体管与第四晶体管串联在参考地端与电源端之间;其中,上述保持模块,包括:第三开关,连接在第三晶体管的第一端与第二端之间,第三开关在上述控制信号为第一电平时导通,在上述控制信号为第二电平时断开;第四开关,连接在第四晶体管的第一端与。
17、参考地端之间,第四开关在控制信号为第一电平时导通,在上述控制信号为第二电平时断开。0020可选地,上述分压单元包括分压电阻串,分压电阻串包括至少一个用于产生分压输出的节点。0021可选地,上述控制信号还用作掉电检测信号。0022第二方面,本申请实施例还提供一种芯片,包括上述的上电复位电路。0023第三方面,本申请实施例还提供一种电子设备,包括设备主体以及设于设备主体的如上述的芯片或上电复位电路。说明书2/9 页5CN 117713781 A50024本申请实施例提供的一个或多个技术方案,第一阈值电压大于上电阈值电压,从而在复位释放之后产生控制信号,以关断上电复位模块的至少一个支路电流;在电源掉。
18、电时,由于第一阈值电压大于上电阈值电压,控制信号可以在上电阈值电压之前发生翻转,以重新打开关断的各支路电流,以保证在继续掉电时可以正确地实现掉电复位。并且上述控制电压基于电流镜的电流产生,能够降低上电复位电路的功耗。0025本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明0026为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。0027图1示出了能够应用本申请实施例的集成电路的示意图。0028。
19、图2a示出了本申请实施例提供的上电复位电路的示意图。0029图2b示出了本申请实施例提供的另一上电复位电路的示意图。0030图3a示出了本申请实施例提供的一种用于产生控制信号的电路的示意图。0031图3b示出了本申请实施例提供的一种用于产生控制信号的电路的示意图。0032图3c示出了本申请实施例提供的一种用于产生控制信号的电路的示意图。0033图3d示出了本申请实施例提供的一种用于产生控制信号的电路的示意图。0034图4示出了本申请实施例提供的一种上电复位模块的电路图。0035图5示出了本申请实施例提供的一种上电复位电路的电路图。0036图6示出了本申请实施例提供的上电复位电路的信号时序示意图。
20、。具体实施方式0037下面详细描述本申请的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。0038为了使本技术领域的人员更好地理解本申请的方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。0039本申请实施例中,需要说明的是,在本文中。
21、,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。0040而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。说明书3/9 页6CN 117713781 A60041在本申请实施例的描述中,“示。
22、例”或“例如”等词语用于表示举例、说明或描述。本申请实施例中描述为“举例”或“例如”的任何实施例或设计方案均不解释为比另一实施例或设计方案更优选或具有更多优点。使用“示例”或“例如”等词语旨在以清晰的方式呈现相对概念。0042另外,本申请实施例中的“多个”是指两个或两个以上,鉴于此,本申请实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“至少一个”,可理解为一个或多个,例如理解为一个、两个或更多个。例如,包括至少一个,是指包括一个、两个或更多个,而且不限制包括的是哪几个,例如,包括A、B和C中的至少一个,那么包括的可以是A、B、C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。0043需要说明的是,本申请。
23、实施例中,“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。0044需要指出的是,本申请实施例中“连接”可以理解为电连接,两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如,A与B连接,既可以是A与B直接连接,也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。0045本申请中实施例中所采用的各晶体管的第一极/第一端为源极和漏极中一者,各晶体管的第二极/第二端为源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的,所以。
24、其源极、漏极在结构上可以是没有区别的,也就是说,本申请的实施例中的晶体管的第一极/第一端和第二极/第二端在结构上可以是没有区别的。示例性地,在晶体管为P型晶体管的情况下,晶体管的第一极/第一端为源极,第二极/第二端为漏极;示例性地,在晶体管为N型晶体管的情况下,晶体管的第一极/第一端为漏极,第二极/第二端为源极。0046本申请的实施例提供的电路结构中,第一节点、第二节点等节点并非表示实际存在的部件,而是表示电路图中相关耦接的汇合点,也就是说,这些节点是由电路图中相关耦接的汇合点等效而成的节点。0047本申请提供的上电复位电路100可以应用在如图1所示的集成电路200中,其中,该集成电路200包。
25、括一个或多个电路模块,该一个或多个电路模块可包括数字电路和/或模拟电路。上电复位电路100可在检测到电源电压上升到上电阈值电压时,输出信号指示集成电路200的一个或多个电路模块进入工作状态,上电复位电路100可在检测到电源电压掉电到掉电复位阈值时,指示集成电路200的一个或多个电路模块复位。0048如图2a所示,本申请实施例提供一种上电复位电路100,该上电复位电路100可以包括:上电复位模块101、第一电流镜102、阻抗模块103和控制模块104。0049上电复位模块101,包括分压单元1011,用于对电源电压进行分压;比较单元1012,用于比较分压输出和基准电压以产生上电复位信号。示例性的。
26、,分压单元1011可以包括分压电阻串。0050第一电流镜102,用于产生第一电流;阻抗模块103,用于基于第一电流产生控制电压。0051控制模块104,用于基于上述控制电压和电源电压产生控制信号。其中,若电源电压大于第一阈值电压,控制信号为第一电平,关闭上电复位模块101;若电源电压小于第一阈值电压,控制信号为第二电平,开启上电复位模块101。该第一阈值电压大于上电阈值电说明书4/9 页7CN 117713781 A7压。0052该第一阈值电压大于上电阈值电压,从在复位释放之后产生控制信号,以关断上电复位模块的至少一个支路电流;在电源掉电时,由于第一阈值电压大于上电阈值电压,因此,控制信号能够。
27、在上电阈值电压之前发生翻转,以重新打开被关断的各支路电流,以保证在继续掉电时可以正确地实现掉电复位。并且基于电流镜的电流产生控制电压,能够降低上电复位电路的功耗。0053在一些实施方式中,如图2b所示,上电复位电路100还可以包括:保持模块105,用于基于上述控制信号保持上电复位信号的状态。其中,在上电复位模块101关闭时,电源电压大于上电阈值电压,通过保持模块105可以在上电复位模块101关闭时保持上电复位信号的状态。0054在一些实施方式中,上述控制信号还可以用作掉电检测信号(VBOD)。此时,上电复位电路100中用于产生上述控制信号的部分,例如第一电流镜102、阻抗模块103、控制模块1。
28、04,可以视为掉电检测电路(brownout detector,BOD)。0055作为一种实施方式,第一电流镜102用于镜像基准源产生的电流,输出第一电流;其中,基准源用于产生上述基准电压。第一电流镜102的偏置电压端与基准源的第一偏置电压端连接。0056作为一种实施方式,如图3a、3b、3c和3d所示,第一电流镜102可以包括第一晶体管M31,第一晶体管M31的第一端与基准源的第一偏置电压端(其输出为第一偏置电压VB1)连接,第一晶体管M31的第二端接收电源电压VDD,第一晶体管M31的第三端与阻抗模块103的一端连接,阻抗模块103的另一端与参考地端连接。基准源用于产生上述的基准电压。第一。
29、电流镜102输出第一电流I1。0057作为一种实施方式,上述阻抗模块103可以包括一个或多个电阻。作为另一种实施方式,上述阻抗模块103可以包括一个或多个晶体管。作为又一种实施方式,上述阻抗模块103可以包括一个或多个电阻与一个或多个晶体管的组合。晶体管可以包括二极管、三极管或MOS管。0058示例性的,如图3a所示,上述阻抗模块103可以包括依次串联的电阻R31、二极管D1和二极管D2。0059示例性的,如图3b所示,上述阻抗模块103可以包括串联的晶体管M34和晶体管M35,其中,晶体管M34和晶体管M35用作二极管。例如,如图3b所示,将MOS管的栅极(G)和漏极(D)短接,使得MOS作。
30、为二极管。0060示例性的,如图3c所示,上述阻抗模块103可以包括串联的电阻R32和晶体管M36,其中,晶体管M36用作二极管。例如,如图3c所示,将MOS管的栅极(G)和漏极(D)短接,使得MOS作为二极管。0061示例性的,如图3d所示,上述阻抗模块103可以包括第五晶体管M37。第五晶体管M37与第一晶体管M31组成源跟随电路。如图3d所示,第五晶体管M37的第一端接收基准电压VBG,第五晶体管M37的第二端与第一晶体管M31的第三端连接,第五晶体管M37的第三端与参考地端连接。利用基准电压VBG经过源跟随电路将基准电压VBG抬高至控制电压VA,可以有效的减小第一阈值电压在PVT下的变。
31、化,并且电路面积更小。0062作为一种实施方式,如图3a、3b、3c和3d所示,上述控制模块104可以包括:输出节说明书5/9 页8CN 117713781 A8点1041,用于输出上述控制信号;上拉开关1042,连接在电源端与输出节点之间;下拉单元1043,连接在参考地端与输出节点1041之间。电源端用于接收电源电压VDD。在电源电压VDD大于第一阈值电压时,上拉开关1042导通,输出节点1041的电压跟随电源端的电源电压VDD;在电源电压VDD小于第一阈值电压时,上拉开关1042断开,输出节点1041输出参考地端的电压Vgnd。0063示例性的,如图3a、3b、3c和3d所示,下拉单元10。
32、43可以包括:第二电流镜,连接在输出节点与参考地端之间,用于产生第二电流I2。例如,如图3a、3b、3c和3d所示,第二电流镜可以包括晶体管M33。第二电流镜的偏置电压端与基准源的第二偏置电压端(其输出第二偏置电压VB2)连接。0064示例性的,如图3a、3b、3c和3d所示,上拉开关1042可以包括:第二晶体管M32,第二晶体管M32的第一端接收控制电压VA,第二晶体管M32的第二端与电源端连接,第二晶体管M32的第三端与输出节点1041连接。0065如图3a、3b、3c和3d所示,随着电源电压VDD增大,控制电压VA增大,随后控制电压VA稳定在预设值。同时,随着电源电压VDD增大,MOS管。
33、M32的源极电压增大,当MOS管M32的源极电压与栅极电压之间的电压差(Vgs)大于MOS管M32的导通阈值电压Vth后,MOS管M32导通,输出节点1041输出电压为VDD,并且MOS管M33镜像输出的第二电流I2,可以使MOS管M32和MOS管M33的支路电流较小。在MOS管M32的源极电压与栅极电压之间的电压差(Vgs)小于MOS管M32的导通阈值电压Vth时,MOS管M32断开,MOS管M33使得输出节点1041的电压为参考地端的电压Vgnd。0066进一步的,在图3a、3b、3c和3d中,MOS管M32的源极连接电源端,MOS管M32的源极电压为VDD,MOS管M32的栅极接收控制电。
34、压,MOS管M32的栅极电压为控制电压VA。VgsVDDVA。由此可知:0067当VDDVA+Vth时,MOS管M32导通,输出节点的电压跟随电源电压VDD;0068当VDDVpor。从而能够在电源电压VDD大于上电阈值电压Vpor一定值(即VA+Vth)后,关闭上电复位模块101;在电源电压VDD小于上电阈值电压Vpor一定值(即VA+Vth)后,开启上电复位模块101。0070作为一种实施方式,如图4所示,上电复位模块101可以包括:分压单元1011和比较单元1012。上电复位模块101可以基于比较单元1012的比较输出产生上电复位信号。0071分压单元1011可连接在参考地端与电源端之间。
35、,分压单元1011可以具有一个或多个分压输出节点,以产生一个或多个分压输出。示例性的,分压单元1011可以包括分压电阻串,分压电阻串包括串联的多个电阻单元,相邻两电阻单元之间的节点可以作为分压输出节点,例如,如图所示的电阻R41、R42和R43。在一些示例中,可以在电源电压大于第一阈值电压时,也就是控制信号为第一电平,断开分压单元1011;在电源电压小于第一阈值电压时,也就是控制信号为第二电平,开启分压单元1011以产生分压输出。0072比较单元1012可以包括第一输入端、第二输入端和输出端,第一输入端可以与分压输出节点连接以接收分压输出Vin,第二输入端可以接收基准电压VBG,基准电压可以由。
36、基准源产生。比较单元1012对分压输出与基准电压进行比较以产生比较输出。说明书6/9 页9CN 117713781 A90073比较单元1012可以包括电流支路。在一些示例中,可以在电源电压大于第一阈值电压时,也就是控制信号为第一电平,断开比较单元1012的电流支路;在电源电压小于第一阈值电压时,也就是控制信号为第二电平,开启比较单元1012的电流支路。0074作为一种示例,上电复位电路可以包括上电阈值电压Vpor和掉电阈值电压Vpdr。如图4所示,在上电过程中,通过信号CS41控制开关S41的通断以及信号CS42控制开关S42的通断来实现上电阈值电压Vpor和掉电阈值电压Vpdr的切换。上电。
37、阈值电压Vpor与掉电阈值电压Vpdr之差称为迟滞电压。0075在一些示例中,上电复位模块101可以包括缓冲、延迟、整形等电路单元,以处理比较输出得到上电复位信号。0076图5示出了本申请实施例提供的上电复位电路,如图5所示,上电复位电路500包括:上电复位模块、控制模块和保持模块。图5中仅示出了上电复位电路500的部分结构,未示出部分(例如前述的用于产生控制电压的电路模块、单元,其也可以作为BOD电路)可参见本申请前述内容,在此不作赘述。0077作为一种实施方式,如图5所示,上电复位模块可以包括分压电阻串5011。上电复位电路还可以包括第一开关5041。第一开关5041与分压电阻串5011串。
38、联在电源端与参考地端之间。其中,在电源电压大于第一阈值电压时,控制信号Vctrl为第一电平,第一开关5041断开,使得分压电阻串5011断开;在电源电压小于第一阈值电压时,控制信号Vctrl为第二电平,第一开关5041导通,使得分压电阻串5011串联在电源端与参考地端之间。示例性的,如图5所示,分压电阻串5011可以包括串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3,第一开关5041可以包括MOS管M1。0078作为一种实施方式,如图5所示,上电复位模块可以包括比较单元5012。上电复位电路还可以包括第二开关5042,第二开关5042用于控制比较单元5012的电流支路的通断。其中,在控制信号Vctrl为第。
39、一电平时,第二开关5042使得比较单元5012的电流支路断开;在控制信号Vctrl为第二电平时,第二开关5042使得比较单元5012的电流支路导通。0079示例性的,如图5所示,第二开关5042可以包括MOS管M3和MOS管M4。基于控制信号Vctrl控制MOS管M3和MOS管M4的栅极电压来控制比较单元5012的电流通路的通断。其中,MOS管M4由控制信号Vctrl控制,MOS管M4由对控制信号Vctrl进行非操作得到的Vctrln控制。0080作为一种实施方式,如图5所示,比较单元5012包括第一级50121和第二级50122。第二开关5042可以用于控制第一级50121和/或第二级501。
40、22的电流支路的通断。例如,如图5所示,控制MOS管M9和MOS管M12对应的电流支路。0081保持模块与第二级50122连接,可以用于在控制信号Vctrl为第一电平时,控制第二级50122以保持上电复位信号的状态;在控制信号Vctrl为第二电平时,控制第二级50122基于第一级50121产生比较输出。0082作为一种示例,第二级50122可以为输出级,示例性的,第二级50122可以为恒流源负载的共源极放大级。第二级5122可以包括第三晶体管(图5中示出为MOS管M11)和第四晶体管(图5中示出为MOS管M12),第三晶体管与第四晶体管串联在参考地端与电源端之间。保持模块505可以包括:第三开。
41、关5051(图5中示出为MOS管M10),连接在MOS管M11的第一端(源极)与第二端(栅极)之间,第三开关5051在控制信号Vctrl为第一电平(Vctrln为第二电平)说明书7/9 页10CN 117713781 A10时导通,在控制信号Vctrl为第二电平(Vctrln为第一电平)时断开;第四开关5052(图5中示出为MOS管M13),连接在MOS管M12的第一端(漏极)与参考地端之间,第四开关5052在控制信号为Vctrl第一电平时导通,在控制信号Vctrl为第二电平时断开。如图5所示,MOS管M13由控制信号Vctrl控制,MOS管M10由对控制信号Vctrl进行非操作得到的Vctr。
42、ln控制。0083作为一种示例,如图5所示,第一阈值电压大于上电阈值电压,从而使得控制信号Vctrl信号在上电复位电路复位释放之后控制分压电阻串和比较单元内部电流关断,并保证上电复位电路保持复位释放的状态;在电源掉电时,由于,控制信号Vctrl的翻转阈值大于上电阈值电压,因此,控制信号Vctrl在掉电阈值电压之前发生翻转,同时重新打开被关断的各支路电流,以保证在电源继续掉电时上电复位电路可以实现正确的掉电复位。0084上电复位电路产生控制信号Vctrl的翻转阈值(第一阈值电压)大于上电阈值电压,在上电复位电路复位释放之后,控制信号Vctrl控制M1管关断分压电阻串的支路电流,同时配合Vctrl。
43、n控制M3和M4管的栅压来关断比较单元的电流,在分压电阻串的支路电流和比较单元的电流关断的同时,控制MOS管M10和MOS管M13的栅极电压来保持上电复位电路的输出释放态,使得上电复位电路正确工作。由于上电复位电路产生控制信号Vctrl的翻转阈值大于上电阈值电压,且上电复位电路的掉电阈值电压小于其上电阈值电压,因此,在VDD的电压掉电至上电阈值之下时可以打开上电复位电路中被关断的电流,使得上电复位电路能够在VDD低于掉电阈值之下时输出正确的复位态。0085更进一步的,由于产生控制信号的电路的支路电流由产生基准电压VBG的基准源(BGR)提供,实现低功耗BOD电路设计的同时实现超低功耗的上电复位。
44、电路设计。0086根据图5所示的上电复位电路结构和图6所示的工作时序,分析电路的工作原理如下:电源上电时,电阻串分压Vin的电位也随之上升,在VinVBG时,比较单元的输出rst被拉高,S1开关断开,S2开关闭合,当电源电压上升到使Vin节点达到VBG电压时,比较单元输出信号rst开始翻转,由高电平跳低电平,则电源上电阈值可表示为:008700880089即当电源上电未达到Vpor时,系统处于复位状态;电源上电超过Vpor时,上电复位释放,系统开始进入工作状态,开关S2断开,S1闭合。由于BOD产生的控制信号Vctrl信号的翻转阈值大于上电阈值,在上电复位电路复位释放之后,Vctrl控制M1管。
45、关断电阻串支路电流,同时配合Vctrln控制M3和M4管的栅压来关断比较单元的电流,在电阻串支路电流和比较单元电流关断的同时,控制M10和M13管的栅极电压来保持上电复位电路的输出释放态,使得上电复位电路正确工作。0090当电源掉电时,由于BOD产生的控制信号Vctrl信号的翻转阈值大于上电阈值,且上电复位电路的掉电阈值小于其上电阈值,因此,在VDD的电压掉电至上电复位电路掉电阈值之前会打开上电复位电路中被关断的电流,使得上电复位电路能够在VDD低于掉电阈值之下时输出正确的复位态。若Vin节点电压掉到VBG时,比较单元输出开始翻转,则掉电阈值Vpdr和迟滞电压Vhys可表示为:说明书8/9 页。
46、11CN 117713781 A11009100920093VhysVporVpdr0094本申请实施例的上电复位电路:(1)整体面积小;(2)实现超低功耗;(3)整体电路响应速度快;(4)上电/掉电阈值精度较高。0095本申请实施例还提供一种芯片,该芯片包括上述的上电复位电路。芯片也称集成电路(Integrated Circuit,IC),该芯片可以是但不限于是SOC(System on Chip,芯片级系统)芯片、SIP(systemin package,系统级封装)芯片。该芯片,该第一阈值电压大于上电阈值电压,从在复位释放之后产生控制信号,以关断上电复位模块的至少一个支路电流;在电源掉电。
47、时,由于第一阈值电压大于上电阈值电压,因此,控制信号能够在上电阈值电压之前发生翻转,以重新打开被关断的各支路电流,以保证在继续掉电时可以正确地实现掉电复位。并且基于电流镜的电流产生控制电压,能够降低上电复位电路的功耗。0096本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的芯片。电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、红外电子体温计、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配器、显示器、USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)扩展坞、触控笔、真无线耳机、汽车中控屏、汽车、智能穿戴设备、移动终端、。
48、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。该电子设备,该第一阈值电压大于上电阈值电压,从在复位释放之后产生控制信号,以关断上电复位模块的至少一个支路电流;在电源掉电时,由于第一阈值电压大于上电阈值电压,因此,控制信号能够在上电阈值电压之前发生翻转,以重新打开被关断的各支路电流,以保证在继续掉电时可以正确地实现掉电复位。并且基于电流镜的电流产生控制电压,能够降低上电复位电路的功耗。。
49、0097以上,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本申请,任何本领域技术人员,在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。说明书9/9 页12CN 117713781 A12图1图2a说明书附图1/9 页13CN 117713781 A13图2b说明书附图2/9 页14CN 117713781 A14图3a说明书附图3/9 页15CN 117713781 A15图3b说明书附图4/9 页16CN 117713781 A16图3c说明书附图5/9 页17CN 117713781 A17图3d说明书附图6/9 页18CN 117713781 A18图4说明书附图7/9 页19CN 117713781 A19图5说明书附图8/9 页20CN 117713781 A20图6说明书附图9/9 页21CN 117713781 A21。
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