[发明专利]一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种上电复位电路，具体涉及一种具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路，属于集成电路技术领域。

背景技术

随着芯片集成度的不断提高，低功耗技术在片上系统芯片(简称SoC)设计中的应用已经越来越成为研究者所关注的内容。单个芯片上集成的功能模块越来越多，对芯片功耗的要求就越高。尤其是无线传感器网络节点芯片对静态功耗的要求越来越苛刻，要求节点芯片能超长持续工作到数月甚至数年，而大多数时间节点芯片是处在待机休眠状态，这就对静态功耗提出了极为严格的要求。

上电复位电路(Power-on-Reset circuit，简称POR)，是SoC中不可缺少的组成部分，它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以防止系统工作在不稳定状态。POR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，极低功耗、高性能的POR电路的设计对SoC芯片至关重要。

POR电路一般采用RC充放电原理来实现。当电源电压开始升高时，由于电容C两端电压不能突变，复位信号保持低电平；随着电源电压对电容C充电，直至电容上极板的电压到达后级反向器的阈值电压时，复位信号输出迅速由低变高并保持高电平，复位过程结束。这种上电复位电路结构简单，但其起拉电压不稳定，大电容也难在芯片内实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高可靠性、起拉电压稳定、低功耗的具有零静态电流消耗和稳定起拉电压的上电复位电路。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明包括输入端接电源电压的电源开关；带隙比较器电路，与电源开关输出端相连接，根据电源电压的变化信号，输出两路电流信号；电流比较电路，与带隙比较器电路输出端相连接，用于比较两路电流信号，并输出电压检测信号；状态锁存电路，与电流比较电路输出端相连接，用于锁存电压检测信号，并输出锁存信号；输出缓冲电路，与状态锁存电路输出端相连接，用于缓冲锁存信号，输出缓冲电路包括依次连接的第一缓冲器和第二缓冲器，第一缓冲器输出端接电源开关，用于控制电源开关的开启和关闭，第二缓冲器输出最终的上电复位信号；欠压检测电路，输入接电源电压，输出接状态锁存电路输出端，当检测到电源电压低于系统正常工作所需阈值时，将拉低状态锁存电路输出端的电平，系统复位以防止系统工作在不稳定状态。

上述电源开关包括第零P型COMS管；第零P型COMS管源极接电源电压，其栅极接第一缓冲器输出端。

上述带隙比较器电路包括第零NPN型双极型管、第一NPN型双极型管、第一电阻和第二电阻；第零NPN型双极型管的发射极面积小于第一NPN型双极型管的发射极面积；第零NPN型双极型管发射极接地，其集电极与基极相连接；第一NPN型双极型管发射极接地，其集电极与基极相连接；第二电阻一端接第零P型COMS管漏极，其另一端接第零NPN型双极型管集电极；第一电阻一端接第零NPN型双极型管基极，其另一端接第一NPN型双极型管基极。

上述电流比较电路包括第三电流镜、第四P型COMS管、第五N型COMS管、第六P型COMS管和传输门；第三电流镜包括第三P型COMS管、第四NPN型双极型管和第五NPN型双极型管；第三P型COMS管、第四P型COMS管和第六P型COMS管源极均接第零P型COMS管漏极；第四P型COMS管漏极与栅极相连接；第三P型COMS管栅极接第二P型COMS管栅极与漏极的公共端，其漏极接第四NPN型双极型管集电极和第五N型COMS管栅极；第四NPN型双极型管基极接第零NPN型双极型管集电极，其发射极接地；第五NPN型双极型管基极接第四NPN型双极型管基极，其源极接地，其集电极接第四P型COMS管漏极与栅极的公共端；第六P型COMS管栅极接第四P型COMS管漏极与栅极的公共端，其漏极接第五N型COMS管漏极和传输门一端；第五N型COMS管源极接地。

上述状态锁存电路包括第零电容、锁存器环、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一反相器和第十四P型COMS管；第零电容一极接电源电压，其另一极接第四反相器输入端和锁存器环输入端；第四反相器输出端接第五反相器输入端，第五反相器输出端接第六反相器输入端，所述第六反相器输出端接第十四P型COMS管栅极；第十四P型COMS管漏极接所述传输门另一端，其源极接第一反相器输入端；锁存器环输出端接第一缓冲器输入端；第一反相器输出端接锁存器环输入端。