CN101188412B

CN101188412B - 通电复位电路

Info

Publication number: CN101188412B
Application number: CN2007101823650A
Authority: CN
Inventors: 杉尾贤一郎
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: KR101423487B1; CN101188412A; US7570091B2; KR20080045608A; JP2008131227A; JP4253720B2; US20080116945A1

Abstract

本发明提供一种通电复位电路，防止对应两种电源电压的通电复位电路中的贯通电流。判定部(30)取从监视外部电源电压(VDD)的监视部(10)输出的复位信号(RS1)、与从监视内部电源电压(REG)的监视部(20)输出的复位信号(RS2)的逻辑与，输出复位信号(RST)，在该判定部(30)中与PMOS(33)串联地插入PMOS(32)，该PMOS(33)连接在电源电压(VDD)和节点(N3)之间，利用监视信号(RS2)控制其导通状态，利用复位信号(RST)控制该PMOS(32)的导通状态。由此，即使监视信号(RS2)不稳定而导致PMOS(33)和NMOS(35)同时导通，PMOS(32)也能够截止，所以不会流过贯通电流。

Description

通电复位电路

技术领域

本发明涉及用于监视电源的上升而直到电源上升为预定电平为止使内部电路处于复位状态的通电复位电路。

背景技术

图2是以往的通电复位电路的结构图。

该通电复位电路对应于从外部提供的电源电压VDD、和利用内部的电压稳压器调节后的电源电压REG这两种电源电压。

该通电复位电路具有：监视电源电压VDD的上升并输出复位信号RS1的监视部1；监视电源电压REG的上升并输出复位信号RS2的监视部2。监视部1、2均是相同结构，使用基于电容器的静电电容C和晶体管的导通电阻R的CR时间常数电路，根据阈值判定从电源电压对该电容器充电的电压，由此检测电源电压的上升。在监视部2的输出侧连接有将复位信号RS2转换为电源电压VDD的电平的电平转换器3。

电平转换器3具有栅极被提供复位信号RS2的N沟道MOS晶体管(以下称为“NMOS”)3a、和该复位信号通过由电源电压REG驱动的反相器3b反转后提供给栅极的NMOS3c。NMOS3a、3c的源极连接接地电位GND，漏极分别通过P沟道MOS晶体管(以下称为“PMOS”)3d、3e连接电源电压VDD。并且，PMOS3d、3e的栅极分别连接NMOS3c、3a的漏极，将复位信号RS2转换为电源电压VDD的电平而作为复位信号RS3从该NMOS3c的漏极输出。复位信号RS1、RS3被提供给“与非”门(以下称为“NAND”)4。

在复位信号RS1、RS3均为高电平“H”时，NAND4输出低电平“L”的信号S4，在复位信号RS1、RS3一方或双方为“L”时，NAND4使信号S4变为“H”并输出。NAND4属于普通结构，由在输出信号S4的节点N4和电源电压VDD之间并联连接的PMOS4a、4b、和在该节点N4和接地电位GND之间串联连接的NMOS4c、4d构成。并且，对PMOS4a和NMOS4c的栅极提供复位信号RS1，对PMOS4b和NMOS4d的栅极提供复位信号RS3。

从NAND4输出的信号S4在通过由电源电压VDD驱动的反相器5反转后，通过由电源电压REG驱动的纵向连接的反相器6、7作为通电复位信号POR输出。

并且，反相器5的输出信号通过由电源电压REG驱动的反相器8反转，并作为起动信号STA提供给电压稳压器9。电压稳压器9调节从外部提供的电源电压VDD并生成内部的电源电压REG。另外，起动信号STA是在起动时使电流流过电压稳压器9内部的恒定电压电路从而使其产生基准电压的信号。

图3是表示图2中的动作的信号波形图。以下，使用该图3说明图2中的动作。

如图3所示，在开始从外部提供电源时，电源电压VDD从接地电位GND上升到预定的电位vd。在开始提供电源前，监视部1、2内的电容器被放电，所以复位信号RS1、RS2是接地电位GND。因此，从NAND4输出的信号S4、和从反相器8输出的起动信号STA均成为接地电位GND。

借助电源电压VDD的上升，信号S4和起动信号STA也开始上升。在该时刻，起动信号STA尚未达到使电压稳压器9起动的电平，所以不能从该电压稳压器9输出电源电压REG。

在监视部1中，从电源电压VDD通过晶体管的导通电阻对电容器充电，在该电容器的电压超过阈值的时刻，复位信号RS1变为“H”。另一方面，监视部2未被提供电源电压REG，所以复位信号RS2仍是“L”。因此，从NAND4输出的信号S4为“H”，从反相器8输出的起动信号STA也为“H”。

借助电源电压VDD的上升，在起动信号STA上升到电压稳压器9的起动电平时，该电压稳压器9开始动作。由此，从电压稳压器9输出的电源电压REG开始上升。

在监视部2中，从电源电压VDD通过晶体管的导通电阻对电容器充电，在该电容器的电压超过阈值的时刻，复位信号RS2变为“H”。在复位信号RS2为“H”时，从电平转换器3输出的复位信号RS3也为“H”，从NAND4输出的信号S4为“L”。

在信号S4为“L”时，被提供给电压稳压器9的起动信号STA也为“L”，但由于该电压稳压器9已经起动，所以其动作继续进行。另一方面，信号S4通过反相器5～7反转，从反相器7输出的通电复位信号POR达到电源电压REG的“H”。由此，在电源电压REG下动作的未图示的内部电路的复位状态被解除，开始在正常上升后的电源电压REG下动作。

根据这种结构，在电源电压VDD的上升非常慢的情况下(例如需要500ms时)，电源电压REG先上升，在该电源电压REG下动作的逻辑电路先起动，不会开始向在电源电压VDD下动作的模拟电路等进行存取而引起错误动作。

另外，下述专利文献1中记载了防止对应一种电源电压的通电复位电路中的贯通电流的技术。

专利文献1日本特开2005-159996号公报

但是，在前述通电复位电路中，在电源电压VDD上升后，到从电压稳压器9输出的电源电压REG上升的期间，NAND4的输入信号的电平不稳定，存在从电源电压VDD向接地电位GND流过贯通电流的问题。

即，在电源电压VDD上升后到电源电压REG上升的期间，不能向监视部2和电平转换器3内的反相器3b提供正常的电源电压REG。因此，从监视部2输出的复位信号RS2和反相器3b的输出信号均为“L”。所以NMOS3a、3c处于截止状态，从电平转换器3输出的复位信号RS3的电平不稳定。

在该状态下电源电压VDD上升，所以复位信号RS1为“H”，PMOS4a截止，NMOS4c导通。另一方面，由于复位信号RS3不稳定，有可能导致PMOS4b和NMOS4c同时导通。因此，从电源电压VDD通过PMOS4b、NMOS4c、4d向接地电位GND流过贯通电流。所以在每当电源接通时流过贯通电流，有可能因伴随时间经过形成的劣化而导致动作不良。

发明内容

本发明的目的在于，防止对应两种电源电压的通电复位电路中的贯通电流。

本发明的通电复位电路，在具有利用从外部提供的电源电压进行动作的第1内部电路、和利用由该电源电压生成的内部电源电压进行动作的第2内部电路的半导体集成电路中，对该第2内部电路提供起动时的通电复位信号，所述通电复位电路如下所述地构成。

即，该通电复位电路的特征在于，具有：第1监视部，其在所述电源电压达到第1预定电平时，输出用于将所述第1内部电路从复位状态解除的第1监视信号；第2监视部，其在所述内部电源电压达到第2预定电平时输出第2监视信号；判定部，其在所述电源电压下动作，在已输出所述第1和第2监视信号时输出复位信号；以及输出部，其在所述内部电源电压下动作，将所述复位信号转换为该内部电源电压的电平并作为所述通电复位信号进行输出，所述判定部由以下部分构成：第1PMOS，其连接在所述电源电压和内部节点之间，利用所述第1监视信号控制其导通状态；第2和第3 PMOS，其串联连接在所述电源电压和内部节点之间，分别利用所述复位信号和所述第2监视信号控制其导通状态；第1和第2 NMOS，其串联连接在所述内部节点和接地电位之间，分别利用所述第1和第2监视信号控制其导通状态；以及反相器，其将所述内部节点的信号反转并输出所述复位信号。

在本发明中，以与第3PMOS串联的方式插入第2PMOS，该第3PMOS连接在电源电压和内部节点之间，并利用第2监视信号控制其导通状态，利用复位信号控制该第2PMOS。由此具有以下效果：即使由于第2监视信号不稳定使得第3 PMOS和第2 NMOS同时导通，第2 PMOS也能够截止，所以不会流过贯通电流。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的通电复位电路的结构图。

图2是以往的通电复位电路的结构图。

图3是表示图2中的动作的信号波形图。

图4是表示图1中的动作的信号波形图。

图5是表示本发明的实施例2的通电复位电路的结构图。

符号说明

10、20监视部；30、30A判定部；31～33PMOS；34～36NMOS；37、41～43反相器；50电压稳压器。

具体实施方式

以下，本发明的上述及其他目的和新的特征，通过对照附图阅读下述优选实施例说明将更加明确。但是，附图仅用于说明，不能限定本发明的范围。

[实施例1]

图1是表示本发明的实施例1的通电复位电路的结构图。

该通电复位电路对应于从外部提供的电源电压VDD、和利用内部的电压稳压器调节后的电源电压REG(其中VDD＞REG)这两种电源电压。

该通电复位电路具有：监视电源电压VDD的上升并输出复位信号RS1的监视部10；监视电源电压REG的上升并输出复位信号RS2的监视部20。

监视部10具有连接在电源电压VDD和节点N1之间的PMOS11、和连接在该节点N1和接地电位GND之间的采用电容器12的时间常数电路。在节点N1纵向连接有利用电源电压VDD驱动的反相器13、14、15，从该反相器14的输出侧输出复位信号RS1。

另外，反相器15的输出侧通过NMOS16连接PMOS11的栅极，并且连接NMOS17的栅极。NMOS17的漏极和源极分别连接PMOS11的栅极和接地电位GND。并且，NMOS16的栅极连接电源电压VDD。

监视部20除在电源电压REG下进行动作外，其他结构与监视部10相同。从该监视部20输出的复位信号RS2与从监视部10输出的复位信号RS1一起被提供给判定部30。

判定部30由在电源电压VDD和节点N3之间连接的PMOS31、在电源电压VDD和节点N3之间串联连接的PMOS32、33、在节点N3和接地电位GND之间串联连接的NMOS34、35、和将节点N3的信号SN3反转而输出复位信号RST的反相器37构成。向PMOS31和NMOS34的栅极提供复位信号RS1，向PMOS33和NMOS35的栅极提供复位信号RS2。并且，向PMOS32的栅极提供复位信号RST。而且，复位信号RS1、RS2的“与非”的信号SN3从节点N3输出。

另外，PMOS31～33和NMOS34、35的尺寸(栅极宽度)的关系为NMOS34、35＞＞PMOS31≥PMOS32、33。尤其是NMOS34、35的尺寸被设定为PMOS32、33的尺寸的20倍左右。这是因为如果PMOS31的尺寸大于NMOS34、35的尺寸，则电流驱动能力增大，使节点N3从“H”转变为“L”(即，使PMOS31截止，使NMOS34、35导通)的时间延长，将在判定部30中产生不必要的贯通电流，因此要防止该情况发生。

复位信号RST通过利用电源电压REG驱动的纵向连接的输出部的反相器41、42，作为通电复位信号POR输出。并且，复位信号RST通过由电源电压VDD驱动的反相器43反转，作为起动信号STA提供给电压稳压器50。电压稳压器50在起动信号STA为“H”时起动，用于调节从外部提供的电源电压VDD而生成内部的电源电压REG。

图4是表示图1中的动作的信号波形图。以下，使用该图4说明图1中的动作。

如图4所示，在开始从外部提供电源时，电源电压VDD从接地电位GND上升到预定的电位vd。在开始提供电源后，监视部10、20内的电容器12、22立即被放电，所以复位信号RS1、RS2是接地电位GND。因此，判定部30的PMOS31、33导通，NMOS34、35截止。由此，伴随电源电压VDD的上升，判定部30的节点N3的信号SN3开始上升。

并且，从反相器37输出的复位信号RST最初伴随电源电压VDD的上升而上升，但在该电源电压VDD上升到预定的动作电压时，信号SN3反转输出，所以成为“L”。由此，判定部30的PMOS32导通。

从反相器43输出的起动信号STA最初与复位信号RST无关地伴随电源电压VDD的上升而上升，但在该电源电压VDD上升到预定的动作电压时，根据“L”的复位信号RST而进一步持续上升。在该时刻，起动信号STA尚未达到使电压稳压器50起动的电平，所以不能从该电压稳压器50输出电源电压REG。

在监视部10中，根据反相器15的输出信号(“H”)，NMOS17导通，所以向PMOS11的栅极提供“L”。由此，从电源电压VDD通过PMOS11的导通电阻对电容器12充电，在节点N1的电压超过反相器13的阈值电压的时刻，复位信号RS1变为“H”。另一方面，由于没有向监视部20提供电源电压REG，所以复位信号RS2仍是“L”状态。

在复位信号RS1为“H”时，判定部30的PMOS31截止，NMOS34导通，但由于复位信号RS2仍是“L”状态，所以节点N3的信号SN4仍保持“H”不变。

借助电源电压VDD的上升，在起动信号STA的电平上升而达到电压稳压器50的起动电平时，该电压稳压器50开始动作。

由此，从电压稳压器50输出的电源电压REG开始上升。

在监视部20中，从电源电压REG通过PMOS21的导通电阻对电容器22充电，在节点N2的电压超过反相器23的阈值的时刻，复位信号RS2变为“H”。

在复位信号RS2为“H”时，判定部30的PMOS33截止，NMOS35导通，所以节点N3的信号SN3变为“L”。由此，复位信号RST变为“H”，PMOS32截止。并且，被提供给电压稳压器50的起动信号STA为“L”，但由于该电压稳压器50已经起动，所以其动作继续进行。

另外，“H”的复位信号RST通过在电源电压REG下动作的纵向连接的反相器41、42，作为通电复位信号POR输出。另外，该通电复位信号POR的电平为电源电压REG。由此，在电源电压REG下动作的未图示的内部电路的复位状态被解除，开始在正常上升后的电源电压REG下动作。此外，在电源电压VDD下动作的内部电路根据从监视部10输出的复位信号RS1解除复位状态。

如上所述，本实施例1的通电复位电路设有整合电平转换功能和“与非”功能而成的判定部30，所以在电源电压VDD上升后到电源电压REG上升的期间，也能够向判定部30的各个晶体管的栅极提供稳定的电压，不会流过贯通电流。因此，具有不会由于贯通电流引起的伴随时间经过形成的劣化而导致动作不良的优点。

[实施例2]

图5是表示本发明的实施例2的通电复位电路的结构图，对与图1中的要素相同的要素赋予相同符号。

该通电复位电流设置有结构略微不同的判定部30A以代替图1中的判定部30。即，判定部30A在节点N3和接地电位GND之间追加有利用复位信号RST控制其导通状态的NMOS36。另外，NMOS36的尺寸被设定为NMOS34、35的尺寸的一半以下。这是因为针对NMOS34、35被串联连接两段，NMOS36为一段结构，所以电流驱动能力简单地就成为2倍，并且该NMOS36发挥NMOS34、35的辅助作用，不需要那么大的电流驱动能力。其他结构与图1相同。

在该通电复位电路中，在接通电源电压VDD后，在复位信号RST为“L”的期间NMOS36为截止状态，所以进行与图1所示的通电复位电路完全相同的动作。然后，在复位信号RST变为“H”时，NMOS36导通。由此，节点N3的信号SN3急剧变为“L”。因此，能够加快通电复位信号POR的上升速度。

另外，本发明不限于上述实施例，可以进行各种变形。作为其变形例，例如可以列举如下。

(a)监视部10、20的结构不限于图1示例的结构。

(b)可以采用使用了稳压二极管等的电压稳压器，以代替使用起动信号STA的电压稳压器50。在该情况下，不需要生成起动信号STA的反相器43。

Claims

1.一种通电复位电路，其在具有利用从外部提供的电源电压进行动作的第1内部电路、和利用由该电源电压生成的内部电源电压进行动作的第2内部电路的半导体集成电路中，向该第2内部电路提供起动时的通电复位信号，其特征在于，该通电复位电路具有：

第1监视部，其在所述电源电压达到第1预定电平时，输出用于将所述第1内部电路从复位状态解除的第1监视信号；

第2监视部，其在所述内部电源电压达到第2预定电平时输出第2监视信号；

判定部，其在所述电源电压下动作，在已输出所述第1和第2监视信号时输出复位信号；以及

输出部，其在所述内部电源电压下动作，将所述复位信号转换为该内部电源电压的电平并作为所述通电复位信号进行输出，

所述判定部由以下部分构成：

第1P沟道MOS晶体管，其连接在所述电源电压和内部节点之间，利用所述第1监视信号控制其导通状态；

第2和第3P沟道MOS晶体管，其串联连接在所述电源电压和内部节点之间，分别利用所述复位信号和所述第2监视信号控制其导通状态；

第1和第2N沟道MOS晶体管，其串联连接在所述内部节点和接地电位之间，分别利用所述第1和第2监视信号控制其导通状态；以及

反相器，其将所述内部节点的信号反转并输出所述复位信号。

2.根据权利要求1所述的通电复位电路，其特征在于，所述第1和第2N沟道MOS晶体管的栅极宽度为所述第1～第3P沟道MOS晶体管的栅极宽度的20倍左右。

3.根据权利要求1或2所述的通电复位电路，其特征在于，在所述判定部中设置有第3N沟道MOS晶体管，该第3N沟道MOS晶体管连接在所述内部节点和接地电位之间，利用所述复位信号控制其导通状态。

4.根据权利要求3所述的通电复位电路，其特征在于，所述第3N沟道MOS晶体管的栅极宽度为所述第1和第2N沟道MOS晶体管的栅极宽度的1/2以下。