[发明专利]内置皮法级电容间歇式微电流秒级时延电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路内部的时延电路，尤其是一种内置皮法级电容间歇式微电流秒级时延电路，属于微电子技术领域。

背景技术

在电路设计中通常需要时延电路，让信号经过一定周期后从一种状态转化为另一种状态(导通或截止)。传统的时延电路，通常通过数字时钟电路，采用分频器去实现；或者外置电容充放电提供时延，该电容是微法级，电阻需500千欧以上才能获得秒级时延。这两种方法，它们占据集成电路芯片面积都会很大，因此，内置比较困难。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术之不足，提供一种内置皮法级电容间歇式微电流秒级时延电路，解决在集成电路芯片内，实现较长时间后由一种状态转换成另一种状态的时延而又不占据大片芯片面积，能够在集成电路内部以很小的面积去实现，并能提供一定精度的长时间延迟。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种内置皮法级电容间歇式微电流秒级时延电路，其特征在于：设有包括镜像电流源、开关管、电容充电电路、窄脉冲产生电路、输出电路，镜像电流源的输出端及窄脉冲产生电路的输出端分别与开关管的两个输入端连接，开关管的输出端与电容充电电路的输入端连接，电容充电电路的输出端与输出电路的输入端连接，输出电路的输出端接后续信号处理电路；由镜像电流源产生微小电流经开关管向电容充电时，通过窄脉冲信号控制开关管的通、断，实现微小电流对电容的间歇式充电，以延长充电时间、减少集成电路中内置的电容值，电容充电电路输出电压值达到设定值后，通过输出电路将模拟信号转变为数字信号提供给后续信号处理电路。

镜像电流源可采用二个NMOS管、二个PMOS管及一个偏置电阻，二个NMOS管构成第一级镜像电流源，二个PMOS管构成第二级镜像电流源，偏置电阻为两级镜像电流源共用；二个NMOS管的源极均连接电源地，二个NMOS管的栅极连接在一起并与其中一个NMOS管的漏极相连接后再与偏置电阻的一端相连接，偏置电阻的另一端接电源；二个NMOS管中的另一个NMOS管的漏极与二个PMOS管的栅极共连端以及二个PMOS管其中一个PMOS管的漏极连接在一起，此PMOS管的源极接电源；二个PMOS管中另一个PMOS管的源极亦接电源，此PMOS管的漏极作为镜像电流源的输出端；

开关管可采用PMOS开关管，PMOS开关管源极作为开关管的一个输入端与镜像电流源的输出端相连接，PMOS开关管栅极作为开关管电路的另一输入端，PMOS开关管漏极作为开关管的输出端；

电容充电电路可采用RC充电电路，充电电阻的一端作为电容充电电路的输入端与开关管的输出端连接，充电电阻的另一端与充电电容连接，且此连接点作为电容充电电路的输出端，充电电容的另一端接电源地；

窄脉冲产生电路可采用两个反相器和一个两输入或非门，其中一个反相器的输出端与开关管电路的另一输入端相连接，此反相器的输入端与或非门的输出端连接，或非门的一个输入端和另一反相器的输入端共连后与外部供给方波信号相连接，或非门的另一个输入端与前述另一反相器的输出端相接；

输出电路可采用一个比较器，比较器的同相输入端由外部供给偏置电压信号，比较器的反相输入端作为输出电路的输入端与电容充电电路的输出端连接，比较器的输出端即是本发明时延电路的输出端，接后续信号处理电路。

本发明的优点及显著效果：

(1)本发明内置小电容秒级时延电路采用了间歇式充电的方式，能够有效地减少集成电路中内置的电容值，减小了芯片面积和成本。

(2)本发明内置小电容秒级时延电路采用窄脉冲间歇式微小电流给电容充电，该微小电流由两级镜像电流源准确地提供微小电流。

(3)本发明内置小电容秒级时延电路可以大大增加电容的充电时间，电容值属于皮法级，从而实现了小电容大时延。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的一种具体实现电路图；

图3为图2部分信号的示意图。

具体实施方式

参看图1，本发明电路包括镜像电流源1、开关管2、电容充电电路3、窄脉冲产生电路4和输出电路5。镜像电流源1的输出端V_a与开关管2的一个输入端连接；窄脉冲形成电路4的输出端V_c与开关管2的另一个输入端连接；开关管2的输出端V_b与电容充电电路的输入端连接；电容充电电路3的输出端V_d与输出电路5的输入端连接；输出电路5的输出端V_o接后续信号处理电路。