專利名稱：復位電路以及具備該復位電路的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復位電路，該復位電路具備N溝道MOSFET和柵極驅(qū)動電路，該柵極驅(qū)動電路根據(jù)電源電壓超過應該解除復位的預定的閾值而將所述N溝道MOSFET從導通變?yōu)榻刂?，由此將所述N溝道MOSFET的漏極電壓從表示復位狀態(tài)的低電平切換為表示復位解除狀態(tài)的高電平。
背景技術：
作為現(xiàn)有技術，已知當檢測出電源電壓超過預定閾值后上升時解除復位信號的上電復位(Power-on-reset)電路。圖1是上電復位電路的一例、即漏極開路輸出(open-drain output)的復位電路1的結構圖。在圖1的復位電路1的情況下，當電源電壓VDD通過電阻Rl和R2、R3而得的分壓電壓Vc比基準電壓Vref低時，比較器Cl將高電平的柵極驅(qū)動信號VG作為輸出信號來輸出。因此，復位電路1通過高電平的柵極驅(qū)動信號VG使晶體管 NO導通(ON)，因此使輸出端子13的電壓電平POR成為低電平。反之，當分壓電壓Vc比基準電壓Vref高時，比較器Cl將低電平的柵極驅(qū)動信號VG作為輸出信號來輸出。因此，復位電路1通過低電平的柵極驅(qū)動信號VG使晶體管NO截止(OFF)，從而使輸出端子13的電壓電平POR成為高電平。S卩，在圖1的電路的情況下，當電源電壓VDD的電壓狀態(tài)為應該對未圖示的外部裝置實施復位的低電壓狀態(tài)時，電壓電平POR變?yōu)榈碗娖剑旊娫措妷篤DD的電壓狀態(tài)為能夠解除外部裝置的復位的正常電壓狀態(tài)時，電壓電平POR變?yōu)楦唠娖?。此外，作為與復位電路相關的現(xiàn)有技術文獻，已知例如專利文獻1。在圖1的電路的情況下，在電源電壓VDD為比零V稍大的極低電壓狀態(tài)下，以電源電壓VDD作為工作電源電壓的比較器Cl無法輸出可以使晶體管NO導通的程度的柵極電壓。因此，晶體管NO無法吸收電流，結果，輸出端子13的電壓電平POR變?yōu)楦唠娖?。然而，微型計算機等的控制電路的工作電壓的低電壓化近年來取得了進展，因此， 即使電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)，當電壓電平POR變?yōu)楦唠娖綍r，盡管不是應該解除復位的電源電壓，這種控制電路也有可能識別為解除了復位。在這方面，即使電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)也能夠使輸出端子的電壓成為低電平的專利文獻1的發(fā)明是以CMOS輸出的情況為對象，因此，在圖1的電路那樣的漏極開路輸出的情況下無法直接應用。專利文獻日本特開2001-141761號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供即使電源電壓為極低電壓狀態(tài)，也能夠防止復位被解除的復位電路以及具備該復位電路的裝置。為了達成上述目的，本發(fā)明的復位電路具備N溝道MOSFET和柵極驅(qū)動電路，該柵極驅(qū)動電路根據(jù)電源電壓超過應該解除復位的預定的閾值而將所述N溝道MOSFET從導通變?yōu)榻刂?，由此，將所述N溝道MOSFET的漏極電壓從表示復位狀態(tài)的低電平切換為表示復位解除狀態(tài)的高電平，其中，具備吸收電路，其吸收流過所述N溝道MOSFET的漏極側(cè)的電流，由此將所述漏極電壓維持為低電平；以及切斷電路，其當所述電源電壓超過所述閾值時，切斷由所述吸收電路吸收所述電流。 根據(jù)本發(fā)明，即使電源電壓為極低電壓狀態(tài)，也能夠防止復位被解除。


圖1是現(xiàn)有的復位電路1的結構圖。圖2是作為本發(fā)明的一個實施方式的控制裝置100的結構圖。圖3是具備復位電路4的控制裝置200的結構圖。圖4是總結了電源電壓VDD的電壓狀態(tài)、晶體管NO、Pl、m的導通/截止狀態(tài)和電壓電平POR的高/低狀態(tài)的關系的圖。圖5是圖1的復位電路1中的電源電壓VDD和電壓電平POR的關系圖。圖6是圖3的復位電路4中的電源電壓VDD和電壓電平POR的關系圖。圖7是具備復位電路5的控制裝置300的結構圖。符號說明1、2、4復位電路3控制電路Al柵極驅(qū)動電路A2吸收電路A3切斷電路Cl比較器Nl耗盡型N溝道MOSFETMl負電源100、200、300 控制裝置
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。圖2是作為本發(fā)明的一個實施方式的控制裝置100的結構圖。控制裝置100是具備復位電路2和控制電路3的系統(tǒng)電路。例如， 復位電路2和控制電路3是系統(tǒng)芯片(system on chip S0C)的集成電路。復位電路2對控制電路3的復位以及復位解除進行控制。作為控制電路3的具體例子，例如中央運算處理裝置(CPU)，作為控制裝置100的具體例子，例如將控制電路3作為CPU來內(nèi)置的微型計算機。復位電路2具有以下功能當電源電壓VDD的電壓狀態(tài)為應該對控制電路3等周邊電路實施復位的低電壓狀態(tài)時，將電壓電平POR維持為低電平，當電源電壓VDD的電壓狀態(tài)為能夠解除控制電路3等周邊電路的復位的正常電壓狀態(tài)時，將電壓電平POR維持為高電平。 通過未圖示的穩(wěn)壓器等電壓控制電路來控制電源電壓VDD，使其與預先設定的目標電壓一致。在電源電壓VDD的上升時，以比電源電壓VDD的目標電壓稍低的電壓，復位電路2的輸出端子13的電壓電平POR從低電平切換為高電平，由此，從復位模式轉(zhuǎn)移到復位解除模式。另外，在電源電壓VDD的下降時也同樣，以比電源電壓VDD的目標電壓稍低的電壓，電壓電平POR從高電平切換為低電平，由此，從復位解除模式轉(zhuǎn)移到復位模式。復位電路2具備晶體管NO、柵極驅(qū)動電路Al、吸收(sink)電路A2和切斷電路A3。晶體管NO是增強型MOS電場效應晶體管(FET)。晶體管NO是以漏極開路輸出來構成復位電路2的輸出部的源極接地電路。在與晶體管NO的漏極連接的輸出端子13和電源電壓VDD的電源端子11之間插入在復位電路2上外接的電阻R4。電阻R4被插入晶體管NO的漏極和電源電壓VDD之間即可，因此可以內(nèi)置在控制電路3中，也可以內(nèi)置在復位電路2中。柵極驅(qū)動電路Al根據(jù)電源電壓VDD超過應該解除復位的預定的閾值Vth而將晶體管NO從導通變?yōu)榻刂?，由此，將輸出端?3(即晶體管NO的漏極電壓)的電壓電平POR 從表示復位狀態(tài)的低電平切換到表示復位解除狀態(tài)的高電平。柵極驅(qū)動電路Al通過將低電平的柵極驅(qū)動信號VG輸出到晶體管NO的柵極來將晶體管NO截止，通過將高電平的柵極驅(qū)動信號VG輸出到晶體管NO的柵極來將晶體管NO導通。柵極驅(qū)動電路Al是以電源電壓 VDD作為工作電源電壓的電路。柵極驅(qū)動電路Al例如具有以電源電壓VDD作為工作電源電壓的比較器Cl。比較器Cl作為用于比較電源電壓VDD和閾值Vth的電路，根據(jù)其比較結果將柵極驅(qū)動信號VG 的電壓電平切換為高電平或低電平。吸收電路A2吸收流過晶體管NO的漏極側(cè)的輸出端子13的電流I，由此將晶體管 NO的漏極電壓的電壓電平POR維持為低電平。電流I經(jīng)由電阻R4流入吸收電路A2。當電源電壓VDD超過了閾值Vth時，切斷電路A3切斷由吸收電路A2吸收電流I， 由此對吸收電路A2將電壓電平POR維持為低電平進行解除。此外，復位電路2的電源端子11與控制電路3的電源端子16連接，復位電路2的輸出端子13與控制電路3的復位輸入端子18連接，復位電路2的接地端子12與控制電路 3的接地端子17連接。因此，根據(jù)具備這種結構的復位電路2，即使由于電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)而使晶體管NO截止，也通過吸收電路A2將晶體管NO的漏極電壓的電壓電平POR強制地維持為低電平，因此可以防止電壓電平POR變?yōu)楦唠娖?。其結果，可以防止盡管不是應該解除復位的電源電壓，控制電路3仍識別為解除了復位。另外，若電源電壓VDD超過閾值VthJlJK 收電路A2進行的電流I的吸收被切斷電路A3切斷，同時，晶體管NO按照低電平的柵極驅(qū)動信號VG而截止。由此，電壓電平POR變?yōu)楦唠娖?，所以也可以防止在應該解除復位的電源電壓未解除復位。接下來，說明作為復位電路2的具體例子的復位電路4。圖3是具備復位電路4的控制裝置200的結構圖。關于與上述相同的結構，省略其說明。柵極驅(qū)動電路Al具有電阻分壓電路(Rl、R2、R3)、比較器Cl和生成基準電壓 Vref的基準電壓生成電路Si。電阻分壓電路(R1、R2、R3)是監(jiān)視電源電壓VDD的監(jiān)視電路。電阻分壓電路(R1、 R2、R3)作為電阻R1、R2和R3的串聯(lián)電路，被插入與接地端子12連接的接地圖案(ground pattern)和與電源端子11連接的電源圖案之間。電阻分壓電路(R1、R2、R3)從電阻Rl和電阻R2的連接點輸出對電源電壓VDD分壓而得的檢測電壓Vc。即，檢測電壓Vc是與電源電壓VDD對應的值。電阻分壓電路(Rl、R2、R3)，當比較器Cl的輸出電壓(柵極驅(qū)動信號VG)為低電平時晶體管B 1截止，因此通過用電阻Rl和R2、R3對電源電壓VDD進行分壓而輸出檢測電壓Vc，當比較器Cl的輸出電壓為高電平時晶體管Bl導通，因此通過用電阻Rl和電阻R2對電源電壓VDD進行分壓而輸出檢測電壓Vc。由此，可以使檢測電壓Vc具有滯后。比較器Cl被輸入檢測電壓Vc和基準電壓Vref來進行比較，輸出與該比較輸入結果對應的柵極驅(qū)動信號VG?；鶞孰妷篤ref是通過基準電壓生成電路S對電源電壓VDD進行降壓變換所生成的恒定的電壓值。基準電壓Vref被輸入到比較器Cl的同相輸入端子， 檢測電壓Vc被輸入到比較器Cl的反相輸入端子。因此，比較器Cl當檢測出檢測電壓Vc 未超過基準電壓Vref時，輸出高電平的柵極驅(qū)動信號VG，當檢測出檢測電壓Vc超過了基準電壓Vref時，輸出低電平的柵極驅(qū)動信號VG。生成基準電壓Vref的基準電壓生成電路S，例如通過使從恒流源Sl流出的恒定電流流過基準電壓生成元件S2，生成比電源電壓VDD低的恒定的基準電壓Vref。恒流源S1例如由漏極與電源電壓VDD連接、并且柵極和源極間短路的耗盡型M0SFET(d印letion-type M0SFET)構成。基準電壓生成元件S2例如由進行了二極管連接的耗盡型MOSFET構成。另外，復位電路4具備將柵極和源極之間經(jīng)由電阻R5短路的耗盡型N溝道 M0SFET、即晶體管Ni，作為圖2所示的吸收電路A2。將晶體管m的柵極接地，將晶體管m 的源極經(jīng)由電阻R5接地。由此，可以使晶體管m的源極基準的柵極電壓為零V。并且，晶體管m的源極基準的柵極電壓為零V、并且晶體管m的漏極與晶體管NO的漏極連接，因此只要后述的由晶體管Pl以及電阻R5構成的切斷電路不切斷流過晶體管NO的漏極側(cè)的電流I，晶體管m始終(特別是即使電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài))可以將其吸收。另外，復位電路4具備作為P溝道MOSFET的晶體管P1和電阻R5，作為圖2所示的切斷電路A2。晶體管Pl按照從比較器Cl輸出的低電平的柵極驅(qū)動信號VG，將晶體管m 的源極電位提升到電源電壓VDD，由此，晶體管m的漏極源極間電壓變?yōu)榧s0V，因此可以對由晶體管m吸收電流ι進行切斷。晶體管PI的柵極與比較器Cl的輸出端子以及晶體管 NO的柵極連接。由此，可以對晶體管Pl的柵極輸入柵極驅(qū)動信號VG。晶體管Pl的源極與電源電壓VDD連接，晶體管Pl的漏極與晶體管m的源極和電阻R5的連接點相連。電阻R5 被插入晶體管W和源極和地之間。圖4是總結了電源電壓VDD的電壓狀態(tài)、復位電路4的晶體管NO、Pl、m的導通/ 截止狀態(tài)和輸出端子13的電壓電平POR的高/低狀態(tài)的關系的圖。當電源電壓VDD為電壓VL以下的極低電壓狀態(tài)時，電源電壓VDD低于比較器Cl 能夠正常工作的最低工作電壓，因此，以電源電壓VDD作為工作電源電壓的比較器Cl的輸出電壓比能夠?qū)ňw管NO的柵極電壓的閾值低。因此，當電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)時晶體管NO截止。另一方面，由于電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)，因此，晶體管Pl的柵極-源極間的電位差比能夠?qū)ňw管Pl的柵極電壓的閾值小。因此，當電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)時晶體管Pl截止，因此，由于晶體管m的導通引起的電流I的吸收，電壓電平POR變?yōu)榈碗娖?。當電源電壓VDD為大于電壓VL且在閾值Vth以下的低電壓狀態(tài)時，電源電壓VDD超過比較器Cl能夠正常工作的最低工作電壓。另外，當電源電壓為低電壓狀態(tài)時，檢測電壓Vc比基準電壓Vref小。因此，從以電源電壓VDD作為工作電源電壓的比較器Cl輸出的柵極驅(qū)動信號VG的電壓電平為高電平，因此晶體管NO導通。另一方面，柵極驅(qū)動信號VG 的電壓電平為高電平，因此，晶體管Pl的柵極_源極間的電位差比能夠?qū)ňw管Pl的柵極電壓的閾值小。因此，當電源電壓VDD為低電壓狀態(tài)時晶體管Pl截止，因此，由于晶體管 Nl的導通引起的電流I的吸收，電壓電平POR變?yōu)榈碗娖?。當電源電壓VDD為超過閾值Vth的正常電壓狀態(tài)時，檢測電壓Vc比基準電壓Vref 大。因此，比較器Cl的柵極驅(qū)動信號VG的電壓電平為低電平，因此晶體管NO截止。另一方面，柵極驅(qū)動信號VG的電壓電平為低電平，因此，晶體管Pl的柵極-源極間的電位差超過能夠?qū)ňw管Pl的柵極電壓的閾值，因此晶體管Pl導通。通過晶體管Pl的導通，晶體管m截止，因此通過晶體管m進行的電流ι的吸收被切斷。因此，電壓電平POR變?yōu)楦唠娖?。圖5是圖1的復位電路1中的電源電壓VDD和電壓電平POR的關系圖。圖6是圖 3的復位電路4中的電源電壓VDD和電壓電平POR的關系圖。比較圖5、圖6可以明了，即使電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)也可以將電壓電平POR維持為低電平。例如，工作電壓為IV的微型計算機將電壓在(0. 8 X VDD)以上的電壓電平POR檢測為高電平，識別為復位被解除。另外，將電壓在(0.2XVDD)以下的電壓電平POR檢測為低電平，識別為實施了復位。對于這種規(guī)格的微型計算機，當電源電壓VDD為0. 6V時，使電壓電平POR為低電平，希望成為實施了復位的狀態(tài)。在這種情況下，在具有圖5的特性的現(xiàn)有的復位電路1中，當電源電壓VDD為0. 6V 時，電壓電平POR的電壓為0. 6V，因此，微型計算機將電壓電平POR檢測為高電平，識別為復位被解除。然而，在作為具有圖6的特性的本發(fā)明的實施方式的復位電路4中，當電源電壓VDD為0.6V時，電壓電平POR為(0. 2XVDD)以下的電壓。因此，微型計算機將電壓電平 POR檢測為低電平，不識別為復位被解除。以上，詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明不受上述實施例的限制，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以對上述實施例加以各種變形以及置換。例如，本發(fā)明的復位電路不限于圖3所示的結構。圖7是具備復位電路5的控制裝置300的結構圖。復位電路5具備負電源M1，作為圖2所示的切斷電路A3。負電源Ml 通過使晶體管W的柵極_源極間電壓成為預定值以下的負值，可以切斷由晶體管W吸收電流I。當為不需要切斷電流I的低電壓狀態(tài)(包含極低電壓狀態(tài))時，將晶體管m的柵極以及源極與大地短接即可。另外，作為本發(fā)明的一個實施方式，圖2所示的控制裝置100可以是DC-DC變換器 (典型地是升壓穩(wěn)壓器)。例如，在即使電源電壓VDD為極低電壓狀態(tài)也能夠工作的控制電路3是控制電源電壓VDD的升壓的升壓控制電路的情況下，也能夠有效地應用本發(fā)明。
權利要求
1.一種復位電路，具備N溝道MOSFET和柵極驅(qū)動電路，該柵極驅(qū)動電路根據(jù)電源電壓超過應該解除復位的預定的閾值而將所述N溝道MOSFET從導通變?yōu)榻刂梗纱?，將所述N 溝道MOSFET的漏極電壓從表示復位狀態(tài)的低電平切換為表示復位解除狀態(tài)的高電平，所述復位電路的特征在于，具備吸收電路，其吸收流過所述N溝道MOSFET的漏極側(cè)的電流，由此將所述漏極電壓維持為低電平；以及切斷電路，其當所述電源電壓超過所述閾值時，切斷由所述吸收電路吸收所述電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的復位電路，其特征在于，所述柵極驅(qū)動電路具有比較所述電源電壓和所述閾值的比較器，所述切斷電路根據(jù)所述比較器的輸出信號切斷由所述吸收電路吸收所述電流。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的復位電路，其特征在于，所述吸收電路具有柵極_源極間電壓為能夠吸收所述電流的零以下的電壓的耗盡型N 溝道 MOSFET。
4.根據(jù)權利要求3所述的復位電路，其特征在于，所述切斷電路通過提升所述耗盡型N溝道MOSFET的源極電位，切斷由所述耗盡型N溝道MOSFET吸收所述電流。
5.一種控制裝置，其特征在于，所述控制裝置具備權利要求1至4中任一項所述的復位電路、和當所述漏極電壓為高電平時解除復位的控制電路。
6.一種微型計算機，其特征在于，所述微型計算機具備權利要求1至4中任一項所述的復位電路、和當所述漏極電壓為高電平時解除復位的中央運算處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復位電路以及具備該復位電路的裝置，所述復位電路即使電源電壓為極低電壓狀態(tài)也能夠防止復位被解除。復位電路具備作為N溝道MOSFET的晶體管(N0)；根據(jù)電源電壓(VDD)超過應該解除復位的預定的閾值(Vth)而將晶體管(N0)從導通變?yōu)榻刂?，由此將晶體管(N0)的漏極電壓從表示復位狀態(tài)的低電平切換為表示復位解除狀態(tài)的高電平的柵極驅(qū)動電路(A1)，其中，具備吸收電路(A2)，其通過吸收流過晶體管(N0)的漏極側(cè)的電流(I)，將晶體管(N0)的漏極電壓維持為低電平；以及切斷電路(A3)，其當電源電壓(VDD)超過閾值(Vth)時切斷由吸收電路(A2)吸收電流(I)。
文檔編號H03K17/22GK102347753SQ20111021535
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權日2010年7月26日
發(fā)明者平井勝 申請人:三美電機株式會社