JPH10135808A - パワーアップ検出器回路 - Google Patents
パワーアップ検出器回路Info
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- JPH10135808A JPH10135808A JP9176803A JP17680397A JPH10135808A JP H10135808 A JPH10135808 A JP H10135808A JP 9176803 A JP9176803 A JP 9176803A JP 17680397 A JP17680397 A JP 17680397A JP H10135808 A JPH10135808 A JP H10135808A
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- node
- power
- transistor
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/22—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
- H03K17/223—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied in field-effect transistor switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、放電回路を含むパワーアッ
プ検出器回路を提示することにある。 【解決手段】 本発明による集積回路は、パワーアップ
検出器回路100を含むが、この回路は、通常の動作の
際は、コンデンサ102によって充電された状態に保持
されるノード103を含む。このノード103上の電圧
が、典型的には、インバータ105、106から成る感
知回路によって検出されるが、この感知回路は、パワー
が最初に加えられたとき、パワーアップリセットパルス
を生成する。ただし、ノード103上の電圧は、短時間
の電源の中断の際の全てのケースにおいて適切に放電さ
れるとは限らない。このために、パワーアップ検出器の
信頼性を増加するために、放電回路200が追加され、
これによって、電源電圧がある与えられたレベル以下に
落ちたときに、電源電圧感知回路によって検出される電
圧が、正しいレベルにあることが保障される。
プ検出器回路を提示することにある。 【解決手段】 本発明による集積回路は、パワーアップ
検出器回路100を含むが、この回路は、通常の動作の
際は、コンデンサ102によって充電された状態に保持
されるノード103を含む。このノード103上の電圧
が、典型的には、インバータ105、106から成る感
知回路によって検出されるが、この感知回路は、パワー
が最初に加えられたとき、パワーアップリセットパルス
を生成する。ただし、ノード103上の電圧は、短時間
の電源の中断の際の全てのケースにおいて適切に放電さ
れるとは限らない。このために、パワーアップ検出器の
信頼性を増加するために、放電回路200が追加され、
これによって、電源電圧がある与えられたレベル以下に
落ちたときに、電源電圧感知回路によって検出される電
圧が、正しいレベルにあることが保障される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーアップ検出
器回路に関する。
器回路に関する。
【0002】
【従来の技術】パワーアップ検出器回路は、しばしば、
集積回路(IC)設計内に含まれ、ICにパワーが加え
られたときに、回路のさまざまな部分を初期化するため
のリセット信号を提供する目的で使用される。例えば、
このリセット信号は、論理回路が、過剰な電力消費につ
ながる浮遊ゲートノードを持つことなく、初期化される
ことを確保するために使用される。さらに、ここでは、
総称して“デジタルプロセッサ”と呼ばれる、マイクロ
プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、あるいは、マイ
クロコントローラも、しばしば、これら論理回路が、論
理入力信号を正当なソフトウエアインストラクションと
して受理するように初期化するために、パワーアップ検
出器を含む。様々な他の回路を、さらに別の目的で、初
期化することも考えられる。このパワーアップは、携帯
のバッテリ電力を使用する装置の場合のように、長期間
の停電の後であるかもしれないし、あるいは、電源電圧
の瞬間的な低下、中断の後であるかもしれないことに注
意する。さまざまなタイプの停電状態および低下、中断
に適応するために、パワーアップ検出器は、広範囲にわ
たる多様な状況下において、偽リセット信号を生成する
ことなく、リセット信号を、高信頼に生成することを要
望される。例えば、電源電圧レベルに関する変化、およ
び(パワーオンの際の)電圧上昇および(パワーダウン
の際の)電圧下降の速度に適応するべきである。
集積回路(IC)設計内に含まれ、ICにパワーが加え
られたときに、回路のさまざまな部分を初期化するため
のリセット信号を提供する目的で使用される。例えば、
このリセット信号は、論理回路が、過剰な電力消費につ
ながる浮遊ゲートノードを持つことなく、初期化される
ことを確保するために使用される。さらに、ここでは、
総称して“デジタルプロセッサ”と呼ばれる、マイクロ
プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、あるいは、マイ
クロコントローラも、しばしば、これら論理回路が、論
理入力信号を正当なソフトウエアインストラクションと
して受理するように初期化するために、パワーアップ検
出器を含む。様々な他の回路を、さらに別の目的で、初
期化することも考えられる。このパワーアップは、携帯
のバッテリ電力を使用する装置の場合のように、長期間
の停電の後であるかもしれないし、あるいは、電源電圧
の瞬間的な低下、中断の後であるかもしれないことに注
意する。さまざまなタイプの停電状態および低下、中断
に適応するために、パワーアップ検出器は、広範囲にわ
たる多様な状況下において、偽リセット信号を生成する
ことなく、リセット信号を、高信頼に生成することを要
望される。例えば、電源電圧レベルに関する変化、およ
び(パワーオンの際の)電圧上昇および(パワーダウン
の際の)電圧下降の速度に適応するべきである。
【0003】図1には、一つの従来の技術によるパワー
アップ検出器(100)が示されるが、これは、電源ノ
ードVDDとアース電源ノードVSSとの間の電源電圧差を
モニタする。初めに、電力が加えられると、ノード10
3の所の電圧が、トランジスタ101を通じての導通の
ために上昇し、このために、コンデンサ接続トランジス
タ102上に電荷が蓄積される。この電圧が、トランジ
スタ105と106から構成される電圧感知インバータ
のスイッチング閾値に達すると、インバータ出力ノード
107上の電圧が低くなり、このために、トランジスタ
104が導通する。従って、トランジスタ104は、V
DDノードとVSSノードの間に十分な電圧が存在するかぎ
り、ノード103を高電圧に保持する。理解できるよう
に、こうしてラッチされたノード103上の高電圧(お
よびノード107上の低電圧)のために、トランジスタ
108と109によって形成されるインバータの出力が
高値になり、このために、トランジスタ110と111
によって形成されるインバータの出力が低値になり、さ
らにこのために、トランジスタ112と113によって
形成されるインバータの出力ノード114が高値にな
る。こうして、信号JPURAが、リセット機能を制御する
ため、あるいは、必要に応じてさらに別の目的(例え
ば、アラームを鳴らす)に使用される。
アップ検出器(100)が示されるが、これは、電源ノ
ードVDDとアース電源ノードVSSとの間の電源電圧差を
モニタする。初めに、電力が加えられると、ノード10
3の所の電圧が、トランジスタ101を通じての導通の
ために上昇し、このために、コンデンサ接続トランジス
タ102上に電荷が蓄積される。この電圧が、トランジ
スタ105と106から構成される電圧感知インバータ
のスイッチング閾値に達すると、インバータ出力ノード
107上の電圧が低くなり、このために、トランジスタ
104が導通する。従って、トランジスタ104は、V
DDノードとVSSノードの間に十分な電圧が存在するかぎ
り、ノード103を高電圧に保持する。理解できるよう
に、こうしてラッチされたノード103上の高電圧(お
よびノード107上の低電圧)のために、トランジスタ
108と109によって形成されるインバータの出力が
高値になり、このために、トランジスタ110と111
によって形成されるインバータの出力が低値になり、さ
らにこのために、トランジスタ112と113によって
形成されるインバータの出力ノード114が高値にな
る。こうして、信号JPURAが、リセット機能を制御する
ため、あるいは、必要に応じてさらに別の目的(例え
ば、アラームを鳴らす)に使用される。
【0004】また、このパワーアップ検出器は、動作す
るためには自身も電力供給される必要があるために、こ
れはこれが制御する動作回路に対して要求される電圧よ
り低い電圧にて高信頼に機能する必要があることに注意
する。特に、従来の技術による設計では、CMOS技術
が、より小さな設計ルールおよびより低いトランジスタ
閾値に移行するのに伴って問題が出てきた。つまり、ト
ランジスタ106の閾値(Vtn)が小さくされるのに伴
って、短時間の電力停電が高信頼に検出できなくなる。
これは、トランジスタ104のp+ドレインと、n−ド
ープされた基板(例えば、n−タブ)によって形成され
るp−n接合間の順バイアス電圧が、トランジスタ10
5と106から構成されるインバータのスイッチング閾
値より大きくなるためである。例えば、寄生ダイオード
115は、典型的には、0.6ボルトの接合電圧降下を
持ち、一方、インバータ105と106のスイッチング
閾値は、0.5ミクロン技術においては、約0.5ボル
トあるいはこれ以下である。ダイオード115が形成さ
れるn−タイプ基板(例えば、n−タブ)は、通常、動
作中は、VDDにバイアスされ、このために、通常の動作
においては、ダイオード115に起因して電圧クランピ
ングが起こることはない。ただし、短時間の電力停電が
起こった場合は、ノード103上の電圧がダイオード1
15によって約0.6ボルトにクランプされ、この電圧
は、第一のインバータ(105、106)のスイッチン
グ閾値より高い。従って、出力信号JPURAは、このよう
な短時間の電力の中断では、低電圧状態にスイッチされ
ず、制御回路は正常にリセットしない。停電がより長時
間になると、ダイオード115より漏れて閾値以下とな
り、このためにノード103上の電圧がスイッチング閾
値以下となり、次のパワーアップにおいては、正しいリ
セットが行なわれる。
るためには自身も電力供給される必要があるために、こ
れはこれが制御する動作回路に対して要求される電圧よ
り低い電圧にて高信頼に機能する必要があることに注意
する。特に、従来の技術による設計では、CMOS技術
が、より小さな設計ルールおよびより低いトランジスタ
閾値に移行するのに伴って問題が出てきた。つまり、ト
ランジスタ106の閾値(Vtn)が小さくされるのに伴
って、短時間の電力停電が高信頼に検出できなくなる。
これは、トランジスタ104のp+ドレインと、n−ド
ープされた基板(例えば、n−タブ)によって形成され
るp−n接合間の順バイアス電圧が、トランジスタ10
5と106から構成されるインバータのスイッチング閾
値より大きくなるためである。例えば、寄生ダイオード
115は、典型的には、0.6ボルトの接合電圧降下を
持ち、一方、インバータ105と106のスイッチング
閾値は、0.5ミクロン技術においては、約0.5ボル
トあるいはこれ以下である。ダイオード115が形成さ
れるn−タイプ基板(例えば、n−タブ)は、通常、動
作中は、VDDにバイアスされ、このために、通常の動作
においては、ダイオード115に起因して電圧クランピ
ングが起こることはない。ただし、短時間の電力停電が
起こった場合は、ノード103上の電圧がダイオード1
15によって約0.6ボルトにクランプされ、この電圧
は、第一のインバータ(105、106)のスイッチン
グ閾値より高い。従って、出力信号JPURAは、このよう
な短時間の電力の中断では、低電圧状態にスイッチされ
ず、制御回路は正常にリセットしない。停電がより長時
間になると、ダイオード115より漏れて閾値以下とな
り、このためにノード103上の電圧がスイッチング閾
値以下となり、次のパワーアップにおいては、正しいリ
セットが行なわれる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明においては、放電
回路を含むパワーアップ検出器回路が開示される。この
放電回路は、電源電圧感知回路によって検出される電圧
が、電源電圧がある与えられたレベル以下に低下したと
き、正しいレベルであることを保障する。より詳細に
は、この放電回路は、電源電圧が前記の与えられたレベ
ル以下に落ちたとき、ノード放電トランジスタをオンす
る第一のコンデンサを含む。さらに、偽放電に対する保
護を提供するために、極く短時間の電源電圧の中断の際
に、放電トランジスタが導通することを防ぐ第二のコン
デンサがオプションとして、提供される。一つの好まし
い実施例においては、この第二のコンデンサは、低い電
源電圧のとき、不能にされる。これは、放電トランジス
タが、電源電圧のゆるやかな変動(低スルーレイト)に
起因する電源電圧の中断に対して、導通することを助け
る。
回路を含むパワーアップ検出器回路が開示される。この
放電回路は、電源電圧感知回路によって検出される電圧
が、電源電圧がある与えられたレベル以下に低下したと
き、正しいレベルであることを保障する。より詳細に
は、この放電回路は、電源電圧が前記の与えられたレベ
ル以下に落ちたとき、ノード放電トランジスタをオンす
る第一のコンデンサを含む。さらに、偽放電に対する保
護を提供するために、極く短時間の電源電圧の中断の際
に、放電トランジスタが導通することを防ぐ第二のコン
デンサがオプションとして、提供される。一つの好まし
い実施例においては、この第二のコンデンサは、低い電
源電圧のとき、不能にされる。これは、放電トランジス
タが、電源電圧のゆるやかな変動(低スルーレイト)に
起因する電源電圧の中断に対して、導通することを助け
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下の詳細な説明は、改良された
パワーアップ検出器回路に関する。図2にはパワーアッ
プ検出器の性能を向上する放電回路200が図示され
る。ここでは、本発明の回路の使用が、図1の従来の技
術による回路との関連で説明されるが、ただし、この回
路は、他のタイプのパワーアップ検出器と共に使用する
ことも可能である。放電回路200は、図1のノード1
03として示される感知される電圧ノードに接続する放
電ライン206を提供する。この放電ライン206は、
放電トランジスタ205によって制御され、放電ライン
206のゲートが、nチャンネルトランジスタスイッチ
ング閾値(Vtn)より高い場合は、放電ライン206が
感知される電圧ノード103の電圧を引き下げる。
パワーアップ検出器回路に関する。図2にはパワーアッ
プ検出器の性能を向上する放電回路200が図示され
る。ここでは、本発明の回路の使用が、図1の従来の技
術による回路との関連で説明されるが、ただし、この回
路は、他のタイプのパワーアップ検出器と共に使用する
ことも可能である。放電回路200は、図1のノード1
03として示される感知される電圧ノードに接続する放
電ライン206を提供する。この放電ライン206は、
放電トランジスタ205によって制御され、放電ライン
206のゲートが、nチャンネルトランジスタスイッチ
ング閾値(Vtn)より高い場合は、放電ライン206が
感知される電圧ノード103の電圧を引き下げる。
【0007】ノード211に接続された放電トランジス
タ205のゲートは、最初は、トランジスタ201、コ
ンデンサ202、およびトランジスタ204から構成さ
れる回路によって制御される。電源電圧(VDD、VSS)
がこの集積回路に加えられると、トランジスタ202に
よって形成されるコンデンサが、ダイオードとして接続
された、トランジスタ201を通じて充電される。こう
して、ノード203が、約VDD−Vtnの高電圧状態にお
かれる。この電圧は、トランジスタ204によって、V
DDがトランジスタ204のゲートの所で十分に高いかぎ
り、ノード211から、隔離され、導通することを阻止
される。従って、ノード211は、トランジスタ207
およびトランジスタ210を通じて、ノード211から
VSSに、電荷が漏れるために、トランジスタ205の導
通閾値以下に保たされる。ただし、電源電圧VDDの停電
の際には、pチャンネルトランジスタ204のゲートの
所の電圧が、ノード203の所の電圧よりも閾値Vtp以
上落ち、このため、トランジスタ204が導通する。こ
のために、コンデンサ202によってノード203上に
蓄積された電荷が、ノード211に共有され、トランジ
スタ205のゲートの所の電圧がその導通閾値以上に引
き上げられる。こうして、放電ライン206が、感知さ
れる電圧ノード103の電圧を引き下げ、このために、
前述のように、電源リセット信号JPURAが高値となる。
この方法によって、電源電圧の損失を検出する信頼性
が、コンデンサ202に蓄積された電荷のために、向上
される。
タ205のゲートは、最初は、トランジスタ201、コ
ンデンサ202、およびトランジスタ204から構成さ
れる回路によって制御される。電源電圧(VDD、VSS)
がこの集積回路に加えられると、トランジスタ202に
よって形成されるコンデンサが、ダイオードとして接続
された、トランジスタ201を通じて充電される。こう
して、ノード203が、約VDD−Vtnの高電圧状態にお
かれる。この電圧は、トランジスタ204によって、V
DDがトランジスタ204のゲートの所で十分に高いかぎ
り、ノード211から、隔離され、導通することを阻止
される。従って、ノード211は、トランジスタ207
およびトランジスタ210を通じて、ノード211から
VSSに、電荷が漏れるために、トランジスタ205の導
通閾値以下に保たされる。ただし、電源電圧VDDの停電
の際には、pチャンネルトランジスタ204のゲートの
所の電圧が、ノード203の所の電圧よりも閾値Vtp以
上落ち、このため、トランジスタ204が導通する。こ
のために、コンデンサ202によってノード203上に
蓄積された電荷が、ノード211に共有され、トランジ
スタ205のゲートの所の電圧がその導通閾値以上に引
き上げられる。こうして、放電ライン206が、感知さ
れる電圧ノード103の電圧を引き下げ、このために、
前述のように、電源リセット信号JPURAが高値となる。
この方法によって、電源電圧の損失を検出する信頼性
が、コンデンサ202に蓄積された電荷のために、向上
される。
【0008】ただし、さらに追加の信頼性を、コンデン
サ208、トランジスタ207、およびダイオード接続
トランジスタ210を加えることによって得ることがで
きる。コンデンサ208は、ノード211の所のノイズ
電圧に起因する急速な変動をフィルタアウトし、感知さ
れるノード103が誤って放電されるのを防ぐ働きをす
る。この方法によって、リセット回路が、誤ってトリガ
されるのが回避される。ダイオード接続トランジスタ2
10は、ノード209のバイアス電圧を、初期パワーア
ップの電圧上昇の際に、アース(VSS)より1トランジ
スタ閾値(Vtn)だけ高い値に制限する働きをする。さ
らに、これは、このバイアス電圧を、その後、(トラン
ジスタ201および204を通じての)電源Vtn+Vtp
が、期待されるVDD以下に落ちた場合も、維持する働き
をする。従って、放電トランジスタ205のゲートは、
正常の動作の際は、その導通閾値に近いレベルに保持さ
れ、電源が故障した場合、トランジスタ205が迅速に
導通できるようにされる。
サ208、トランジスタ207、およびダイオード接続
トランジスタ210を加えることによって得ることがで
きる。コンデンサ208は、ノード211の所のノイズ
電圧に起因する急速な変動をフィルタアウトし、感知さ
れるノード103が誤って放電されるのを防ぐ働きをす
る。この方法によって、リセット回路が、誤ってトリガ
されるのが回避される。ダイオード接続トランジスタ2
10は、ノード209のバイアス電圧を、初期パワーア
ップの電圧上昇の際に、アース(VSS)より1トランジ
スタ閾値(Vtn)だけ高い値に制限する働きをする。さ
らに、これは、このバイアス電圧を、その後、(トラン
ジスタ201および204を通じての)電源Vtn+Vtp
が、期待されるVDD以下に落ちた場合も、維持する働き
をする。従って、放電トランジスタ205のゲートは、
正常の動作の際は、その導通閾値に近いレベルに保持さ
れ、電源が故障した場合、トランジスタ205が迅速に
導通できるようにされる。
【0009】トランジスタ207は、スイッチングデバ
イスとして機能し、コンデンサ208のノード211へ
の影響を、電源電圧が、VSSよりも2Vtn以上ないとき
は、隔離する。つまり、VDDの値が相対的に低い場合
は、トランジスタ207のゲートは、その導通閾値以下
となり、実際に、コンデンサ208をノード211から
切断する。これは、トランジスタ204がオンされ、ノ
ード211上のノード電圧が、より迅速に増加すること
を助ける。ノード211上の明確な上昇によって、トラ
ンジスタ205が、強くオンされ、この結果、ノード1
03が、インバータ105−106のスイッチングポイ
ントを超えて引かれ、リセットパルスが発生する。正味
効果として、電源が故障した場合の、電源電圧の相対的
低下より開始される放電回路200の応答が向上され
る。
イスとして機能し、コンデンサ208のノード211へ
の影響を、電源電圧が、VSSよりも2Vtn以上ないとき
は、隔離する。つまり、VDDの値が相対的に低い場合
は、トランジスタ207のゲートは、その導通閾値以下
となり、実際に、コンデンサ208をノード211から
切断する。これは、トランジスタ204がオンされ、ノ
ード211上のノード電圧が、より迅速に増加すること
を助ける。ノード211上の明確な上昇によって、トラ
ンジスタ205が、強くオンされ、この結果、ノード1
03が、インバータ105−106のスイッチングポイ
ントを超えて引かれ、リセットパルスが発生する。正味
効果として、電源が故障した場合の、電源電圧の相対的
低下より開始される放電回路200の応答が向上され
る。
【図1】従来の技術によるパワーアップ検出器回路の一
つの実施例を示す図である。
つの実施例を示す図である。
【図2】図1に一例として示されるパワーアップ検出器
の動作を向上させるために使用される放電回路の一つの
好ましい実施例を示す図である。
の動作を向上させるために使用される放電回路の一つの
好ましい実施例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジェームス ハンター アメリカ合衆国 19512 ペンシルヴァニ ア,ボイヤータウン,リンディ レーン 29
Claims (5)
- 【請求項1】 パワーアップ検出器(100)を有する
集積回路であって、このパワーアップ検出器(100)
が、感知される電圧ノード(103)を含み、この感知
される電圧ノード(103)が、電圧クランピングデバ
イス(115)に結合され、この電圧クランピングデバ
イス(115)が、前記の感知される電圧ノード上の電
圧を、電源電圧(VDD)が除去されたときクランプし、
前記の感知される電圧ノード(103)がさらにある閾
値電圧を有する電圧センス回路(105、106)にも
結合され;前記のパワーアップ検出器が、前記感知され
る電圧ノード(103)を前記の電源電圧が除去された
とき、放電するための放電回路(200)をさらに含む
ことを特徴とし、 ここで、前記の放電回路が、前記の感知される電圧ノー
ドを、前記の感知される電圧回路の前記の閾値電圧以下
のレベルにまで放電することを特徴とするパワーアップ
検出器を有する集積回路。 - 【請求項2】 前記の放電回路(200)が、第一のコ
ンデンサ(202)を含み、この第一のコンデンサ(2
02)が、充電デバイス(201)によって、前記の電
源電圧(VDD)が加えられたとき、ある与えられた電圧
レベルに充電され、前記の第一のコンデンサ(202)
が、さらに放電デバイス(205)の制御端子にも結合
され、これによってこの放電デバイス(205)が、前
記の電源電圧が除去されたとき導通して、前記の感知さ
れる電圧ノードを放電することを特徴とする請求項1の
パワーアップ検出器を有する集積回路。 - 【請求項3】 前記の放電回路(200)が、さらに、
前記の放電デバイス(205)の制御端子上に加わるノ
イズ電圧の影響を低減する働きをする第二のコンデンサ
(208)を含むことを特徴とする請求項2のパワーア
ップ検出器を有する集積回路。 - 【請求項4】 前記の放電回路(200)が、さらに、
前記の放電デバイスの前記の制御端子を前記の放電デバ
イスの導通閾値電圧に近い電圧にバイアスする働きを持
つバイアスデバイス(210)を含むことを特徴とする
請求項3のパワーアップ検出器を有する集積回路。 - 【請求項5】 前記の放電回路(200)が、さらに、
前記の第二のコンデンサを、電源電圧が相対的に低いと
きは、前記の放電デバイスの制御端子から隔離する働き
を持つスイッチングデバイス(207)を含むことを特
徴とする請求項4のパワーアップ検出器を有する集積回
路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/674411 | 1996-07-02 | ||
US08/674,411 US5828251A (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Power-up detector circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10135808A true JPH10135808A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=24706493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9176803A Pending JPH10135808A (ja) | 1996-07-02 | 1997-07-02 | パワーアップ検出器回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5828251A (ja) |
JP (1) | JPH10135808A (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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