[发明专利]一种低功耗上电复位和掉电复位电路

说明书

本发明公开了一种低功耗上电复位和掉电复位电路，包括依次连接的电压采集电路、反相器电路、RC延迟电路和施密特触发器；电压采集电路包括一采用二极管连接形式的第一晶体管和为第一晶体管提供静态偏置电流的静态偏置电路；静态偏置电路包括负阈值电压的原生NMOS晶体管电路和偏置电阻；RC延迟电路输出端与电源之间连接一采用反偏二极管连接方式的第二晶体管。整个电路的复位脉冲的带宽调节直接由反相器电路的阈值电压决定，不需要电阻电容充放电决定，要实现较宽的上电复位脉冲，不会给版图面积带来较大负担；静态功耗低。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体的说是涉及一种低功耗上电复位和掉电复位电路。

背景技术

上电复位电路，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，即掉电复位，以防止系统工作在不稳定状态。上电复位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，低功耗的上电复位电路的设计对整个芯片至关重要。

现有技术中常见的上电复位电路，主要是通过电阻电容充放电来决定复位脉冲的宽度；在使用慢上电的时候，通常采用电阻分压的形式来决定上电复位的电压。电阻电容充放电电路如果要实现较宽的上电复位脉冲时，电阻电容的取值就要足够大，导致版图面积大量增加；且电阻分压支路会消耗较多静态电流，想要满足低功耗就要进一步增大电阻阻值和版图面积。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种低功耗上电复位和掉电复位电路。

本发明通过下述技术方案实现：

一种低功耗上电复位和掉电复位电路，包括依次连接的电压采集电路、反相器电路、RC延迟电路和施密特触发器；

所述电压采集电路包括一采用二极管连接形式的第一晶体管和为第一晶体管提供静态偏置电流的静态偏置电路；所述静态偏置电路包括负阈值电压的原生NMOS晶体管电路和偏置电阻；

所述RC延迟电路输出端与电源之间连接一采用反偏二极管连接方式的第二晶体管。

本方案在电压采集电路采用二极管连接方式的第一晶体管和静态偏置电路，第一晶体管的漏极提供一电压VDD-Vgs，上电过程电源电压VDD逐渐增大，电压采集电路输出VDD-Vgs大于第一反相器电路的阈值电压时，反相器电路输出反相后经RC延迟电路至施密特触发器输出实现上电复位,此过程RC延迟电路的电容被充电。掉电过程电源电压VDD逐渐减小时，RC延迟电路的电容经第二晶体管放电至电源；VDD-Vgs降至小于第一反相器的阈值电压，反相器电路输出反相后经RC延迟电路至施密特触发器输出实现掉电复位。采用该电路，复位脉冲的宽度调节直接由反相器电路的阈值电压决定，不需要电阻电容充放电决定，要实现较宽的上电复位脉冲，不会给版图面积带来较大负担。静态偏置电路采用负阈值电压的原生NMOS晶体管电路和偏置电阻，使偏置电阻电压维持在较低的电压值，大大降低复位电路的静态功耗。采用二极管连接形式的第一晶体管提供VDD-Vgs，与反相器电路的阈值电压做比较，反相器电路的阈值电压不需要做得很高，降低电路设计难度。

作为优选，反相器电路包括依次连接的第一反相器和第二反相器。对反相器输出信号进行整形，使其能够达到轨到轨。

进一步的，第一反相器包括多个相串联的晶体管，多个晶体管串联后一端与电源相连且另一端接地。

进一步的，第一反相器包括第三PMOS晶体管和多个串联的NMOS晶体管，所述第三PMOS晶体管、多个NMOS晶体管的栅极均与第一晶体管的栅极相连，多个NMOS晶体管串联后一端漏极与第三PMOS晶体管漏极相连，多个NMOS晶体管串联后另一端源极接地，所述第三PMOS晶体管的源极与电源相连。第一反相器采用多个倒比晶体管串联以提高第一反相器的阈值电压。

进一步的，第二反相器包括相串联的第四PMOS晶体管和第五NMOS晶体管。