專利名稱：產(chǎn)生啟動(dòng)重置信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)產(chǎn)生裝置,尤指涉及一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置(power-on-reset)信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
一般的電子系統(tǒng)在啟動(dòng)以及重置時(shí)，其供給電壓會(huì)需要花費(fèi)一段時(shí)間從零電位爬升到正常的電位，因此，在供給電壓到達(dá)正常的電位之前，所有信號(hào)處理相關(guān)的電路均應(yīng)該被關(guān)閉，以避免產(chǎn)生錯(cuò)誤的處理結(jié)果，相對(duì)地，在供給電壓到達(dá)正常的電位之后，便需要一個(gè)啟動(dòng)重置信號(hào)來通知該電子系統(tǒng)開始正常的信號(hào)處理。請(qǐng)參照?qǐng)DI,其為已知啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100的示意圖。啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100包含有一帶隙(bandgap)電路110、一比較器120以及一分壓電路130。由于帶隙 電路110本身的電路特性，其所產(chǎn)生的一參考電壓Vkef會(huì)對(duì)制程、電壓以及溫度(process、voltage、temperature,PVT)有著極小的敏感度，因此十分穩(wěn)定而適合用來產(chǎn)生作為比較基準(zhǔn)用的參考電壓VKEF。而比較器120會(huì)接收帶隙電路110所產(chǎn)生的參考電壓Vkef以及分壓電路130依據(jù)一供給電壓Vsup所產(chǎn)生的一比較電壓Vtomp，并比較參考電壓Vkef以及Vtomp來產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB1。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為圖I中所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100的部分信號(hào)示意圖。當(dāng)供給電壓Vsup爬升至一定高度的電位時(shí)，比較電壓Votp也會(huì)提高，并到達(dá)大于參考電壓Vkef的一電位，此時(shí)比較器120便會(huì)將啟動(dòng)重置信號(hào)PORSBl輸出為“ 1”，也即一高電位。然而，由于供給電壓Vsup也用來作為帶隙電路110的偏壓，當(dāng)供給電壓Vsup快速爬升，而帶隙電路110所產(chǎn)生的參考電壓Vkef尚未穩(wěn)定時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的比較結(jié)果而使得啟動(dòng)重置信號(hào)PORSBl提早變成“I”。請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為圖I中所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100中因比較錯(cuò)誤而產(chǎn)生的部分錯(cuò)誤信號(hào)示意圖。由圖3可知，在供給電壓Vsup快速爬升的期間，比較器120可能會(huì)產(chǎn)生誤判而導(dǎo)致錯(cuò)誤的啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB1。請(qǐng)參照?qǐng)D4,其為另一已知啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置400的示意圖。啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置400包含有三個(gè)彼此串接的接成二極管形式的晶體管(diode-connectedtransistor，二極管接法晶體管)Ml、M2與M3、一磁滯電路410 (例如一施密特觸發(fā)器(Schmitt trigger))以及一緩沖電路420。隨著供給電壓Vsup的上升，串接的晶體管M1、M2與M3也會(huì)跟著開啟并導(dǎo)通電流，同時(shí)輸出一電壓VM，由圖4可知，電壓Vm等于晶體管Ml的一柵極-源極電壓加上晶體管M2的一柵極-源極電壓，當(dāng)電壓Vm大于磁滯電路410的一閾值電壓時(shí)，啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置400所輸出的啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB2便會(huì)改變電壓而變成“1”，也即改變成一高電位。因此，當(dāng)供給電壓Vsup的上升至足以啟動(dòng)晶體管M1、M2與M3時(shí)，即代表啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB2會(huì)變成“I”。然而，由于晶體管M1、M2與M3的運(yùn)作極易受到制程飄移或是溫度改變的影響，故已知啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置400并無法提供穩(wěn)定的啟動(dòng)重置信號(hào)
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述的問題，本發(fā)明提供了一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)的信產(chǎn)生裝置，以期望能提供一個(gè)穩(wěn)定的啟動(dòng)重置信號(hào)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其提供了一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置。該信號(hào)產(chǎn)生裝置包含有一偏壓電路以及一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路。該偏壓電路用來產(chǎn)生一輸出偏壓，其中該偏壓電路包含有至少一雙極結(jié)型晶體管，該雙極結(jié)型晶體管的一基極耦接于該雙極結(jié)型晶體管的一集極，以及該輸出偏壓相關(guān)于該雙極結(jié)型晶體管的一射極-基極電壓。該啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路耦接于該偏壓電路，用以復(fù)制該輸出偏壓來產(chǎn)生一復(fù)制電壓，并依據(jù)該復(fù)制電壓來產(chǎn)生該啟動(dòng)重置信號(hào)。


圖I為已知啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置的示意圖。圖2為圖I中所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置的部分信號(hào)示意圖。

圖3為圖I中所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置中因比較錯(cuò)誤而產(chǎn)生的部分錯(cuò)誤信號(hào)示意圖。圖4為另一已知啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置的不意圖。圖5為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一信號(hào)產(chǎn)生裝置的示意圖。圖6為用以產(chǎn)生一帶隙偏壓的一帶隙電路的示意圖。圖7為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路的示意圖。圖8為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一信號(hào)產(chǎn)生裝置的示意圖。圖9為圖8中所示的信號(hào)產(chǎn)生裝置的部分信號(hào)示意圖。主要元件符號(hào)說明100,400,520 啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置110帶隙電路120比較器130分壓電路410,522磁滯電路420緩沖電路500,800信號(hào)產(chǎn)生裝置510偏壓電路521復(fù)制單元52IA電流鏡521B負(fù)載元件600帶隙電路610帶隙偏壓?jiǎn)卧?10初步信號(hào)產(chǎn)生裝置820帶隙參考電路830決定單元Ml、M2、M3、Ma 晶體管Pa雙極結(jié)型晶體管
Vm電壓Va輸出偏壓Vb復(fù)制電壓Vsup供給電壓Veef參考電壓Vcomp比較電壓Vl第一參考電壓V2第二參考電壓

P0RSB1、P0RSB2、PORSB、PORSB’啟動(dòng)重置信號(hào)Ib復(fù)制電流
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D5，其為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一信號(hào)產(chǎn)生裝置500的示意圖。信號(hào)產(chǎn)生裝置500包含有一偏壓電路510以及一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路520。在此實(shí)施例中，偏壓電路510包含(但不局限于)一 PNP型雙極結(jié)型晶體管Pa以及一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma，其中雙極結(jié)型晶體管Pa的基極耦接于其集極，此外，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma的柵極則耦接于其漏極而形成一個(gè)接成二極管形式的晶體管。偏壓電路510用來產(chǎn)生一輸出偏壓Va，由圖5可知，于本實(shí)施例中，輸出偏壓Va為雙極結(jié)型晶體管Pa的一射極-基極(emitter-to-base)電壓Veb加上金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma的一柵極_源極(gate-to-source)電壓Vffi所形成，此外，啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路520則會(huì)復(fù)制輸出偏壓Va來產(chǎn)生一復(fù)制電壓，并依據(jù)該復(fù)制電壓來產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB。請(qǐng)配合圖5來參照?qǐng)D6，圖6為用以產(chǎn)生一帶隙偏壓的一帶隙電路600的示意圖。帶隙電路600包含有一帶隙偏壓?jiǎn)卧?10，由圖5、6可知，帶隙偏壓?jiǎn)卧?10與偏壓電路510具有同樣的電路結(jié)構(gòu)，也即均包含有雙極結(jié)型晶體管Pa以及金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma，且兩晶體管之間的連接方式也彼此相同。同樣地，帶隙偏壓?jiǎn)卧?10所輸出的一偏壓電壓Va'與偏壓電路510的輸出偏壓Va也會(huì)大致相同，一樣具有雙極結(jié)型晶體管Pa的射極-基極電壓Veb以及金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma的柵極-源極電壓因此，偏壓電路510實(shí)具有追蹤帶隙偏壓?jiǎn)卧?10的一偏壓電壓Va'的效果，因此，在運(yùn)作環(huán)境(制程、溫度等變因)有所變動(dòng)時(shí)，偏壓電路510的輸出偏壓Va仍然會(huì)穩(wěn)定地維持在一固定電壓。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D7，其為依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路520的示意圖。啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路520包含有一復(fù)制單元521以及一磁滯單元522。復(fù)制單元521中包含有一電流鏡521A以及一負(fù)載元件521B (在此實(shí)施例中，負(fù)載元件521B為一電阻，然而，在其它實(shí)施例中，負(fù)載元件521B也可以一晶體管等電路元件來加以實(shí)現(xiàn))。電流鏡521A會(huì)接收偏壓電路510的輸出偏壓Va，復(fù)制流經(jīng)偏壓電路510的一電流來產(chǎn)生一復(fù)制電流Ib，而復(fù)制電流Ib在流經(jīng)負(fù)載元件52IB后，會(huì)產(chǎn)生復(fù)制電壓Vb。磁滯單元522在接收到復(fù)制電壓Vb之后，會(huì)依據(jù)復(fù)制電壓Vb來產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB，當(dāng)供給電壓Vsup上升，偏壓電路510中的雙極結(jié)型晶體管Pa以及金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ma也會(huì)跟著開啟，開始導(dǎo)通電流并提高偏壓電路510的輸出偏壓Va，因此復(fù)制電壓Vb也會(huì)隨著輸出偏壓Va上升，當(dāng)復(fù)制電壓Vb提升至磁滯電路522的一閾值電壓時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生裝置500所輸出的啟動(dòng)重置信號(hào)PORSB便會(huì)改變電壓而變成“1”，也即改變成一高電位。由于復(fù)制單元521以追蹤帶隙電路600其中的一偏壓設(shè)計(jì)所成，復(fù)制單元521的輸出偏壓Va會(huì)大致等同于帶隙電路600的一輸出偏壓，是故信號(hào)產(chǎn)生裝置500所輸出的啟動(dòng)重置信號(hào)PORSB對(duì)環(huán)境變因會(huì)有著極小的變動(dòng)，此外，由于信號(hào)產(chǎn)生裝置500所輸出的啟動(dòng)重置信號(hào)PORSB并非與供給電壓Vsup比較后的結(jié)果，即使在供給電壓Vsup快速爬升的過程中，啟動(dòng)重置信號(hào)PORSB也不會(huì)因比較結(jié)果錯(cuò)誤而過早提升至“ I ”。然而，上述電路僅為本發(fā)明的一實(shí)施例，并非用來作為本發(fā)明的限制，舉例來說，磁滯單元522為一選擇性(optional)元件，因此，在其它實(shí)施例中，信號(hào)產(chǎn)生裝置500也可省略磁滯單元522而直接使用復(fù)制電壓Va來 作為啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB。換言之，任何應(yīng)用圖6所示的偏壓電路以及圖7所示的復(fù)制單元的信號(hào)產(chǎn)生裝置均符合本發(fā)明的精神而落入本發(fā)明的范疇。請(qǐng)參照?qǐng)D8，其為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一信號(hào)產(chǎn)生裝置800的示意圖。信號(hào)產(chǎn)生裝置800包含有用以產(chǎn)生一第一參考電壓Vl的一初步信號(hào)產(chǎn)生裝置810、用以產(chǎn)生一第二參考電壓V2的一帶隙參考電路820以及一決定單元830。其中，初步信號(hào)產(chǎn)生裝置810的功能與結(jié)構(gòu)可以如同圖5所示的信號(hào)產(chǎn)生裝置500，帶隙參考電路820可以如同圖I所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100或帶隙電路110，相關(guān)說明在此便不再贅述。本實(shí)施例中，決定單元830會(huì)接收第二參考電壓V2以及第一參考電壓VI，并依據(jù)第二參考電壓V2以及第一參考電壓Vl來產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB’。舉例來說，決定單元830可以用一與門(AND gate)來加以實(shí)現(xiàn)，因此，決定單元830會(huì)對(duì)第一參考電壓Vl以及第二參考電壓V2作交集(intersection)以得到啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB’。請(qǐng)配合圖8來參照?qǐng)D9，圖9為圖8中所示的信號(hào)產(chǎn)生裝置800的部分信號(hào)示意圖。由圖9可知，當(dāng)供給電壓Vsup爬升時(shí)，帶隙參考電路820所產(chǎn)生的第二參考電壓V2會(huì)在比較過程中會(huì)產(chǎn)生一錯(cuò)誤比較結(jié)果，然而初步信號(hào)產(chǎn)生裝置810所產(chǎn)生第一參考電壓Vl則沒有因比較而產(chǎn)生的錯(cuò)誤；另一方面來說，帶隙參考電路820應(yīng)用了帶隙的概念來運(yùn)作，其所產(chǎn)生的第二參考電壓V2會(huì)極穩(wěn)定而不受外在環(huán)境影響，然而，初步信號(hào)產(chǎn)生裝置810的第一參考電壓Vl雖可大致追蹤帶隙參考電路820的一偏壓，但對(duì)外在環(huán)境的穩(wěn)定度仍不及帶隙電路820所產(chǎn)生的第二參考電壓V2，經(jīng)由決定單元830結(jié)合第一參考電壓Vl與第二參考電壓V2，其所產(chǎn)生的啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB’則可同時(shí)結(jié)合兩者的穩(wěn)定性以及正確性，在供給電壓Vsup急速上升時(shí)，仍可提供正確的啟動(dòng)重置信號(hào)P0RSB’ ；此外，當(dāng)帶隙參考電路820如同圖I所示的啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生裝置100，其還包含分壓電路130等電路，進(jìn)而可更直接反應(yīng)供給電壓的變化。綜上所述，本發(fā)明提供了一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置，當(dāng)供給電壓快速爬升時(shí)，該信號(hào)產(chǎn)生裝置所提供的該啟動(dòng)重置信號(hào)不會(huì)因比較錯(cuò)誤而在不當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)，此外，由于本發(fā)明具有追蹤帶隙電路的特性，外在環(huán)境對(duì)該信號(hào)產(chǎn)生裝置的影響極小，因此其所產(chǎn)生的該啟動(dòng)重置信號(hào)可使得電子系統(tǒng)中的電路能正確而穩(wěn)定的運(yùn)作。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置，包含有 一偏壓電路，用來產(chǎn)生一輸出偏壓，其中所述偏壓電路包含有至少一雙極結(jié)型晶體管，所述雙極結(jié)型晶體管的一基極耦接于所述雙極結(jié)型晶體管的一集極，以及所述輸出偏壓相關(guān)于所述雙極結(jié)型晶體管的一射極-基極電壓；以及 一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路，耦接于所述偏壓電路，用以復(fù)制所述輸出偏壓來產(chǎn)生一復(fù)制電壓； 其中所述啟動(dòng)重置信號(hào)依據(jù)所述復(fù)制電壓而產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路直接輸出所述復(fù)制電壓來作為所述啟動(dòng)重置信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路包含有 一復(fù)制單元，用以復(fù)制所述輸出偏壓來產(chǎn)生所述復(fù)制電壓；以及 一磁滯單元，耦接于所述復(fù)制單元，用以接收所述復(fù)制電壓并依據(jù)所述復(fù)制電壓來產(chǎn)生所述啟動(dòng)重置信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述復(fù)制單元包含有 一負(fù)載兀件；以及 一電流鏡，耦接于所述負(fù)載元件與所述偏壓電路，用以復(fù)制流經(jīng)所述偏壓電路的一電流來產(chǎn)生流經(jīng)所述負(fù)載元件的一復(fù)制電流，其中所述復(fù)制電壓依據(jù)所述復(fù)制電流與所述負(fù)載元件所產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述信號(hào)產(chǎn)生裝置還包含有 一帶隙電路，用以產(chǎn)生相關(guān)于帶隙的一參考電壓；以及 一決定單元，耦接于所述啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路以及所述帶隙電路，用以依據(jù)所述參考電壓以及所述復(fù)制電壓來產(chǎn)生所述啟動(dòng)重置信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述決定單元為一與門。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述信號(hào)產(chǎn)生裝置還包含有 一分壓電路，用以依據(jù)一供給電壓的分壓來產(chǎn)生一比較電壓；以及 一比較器，用以比較所述參考電壓以及所述比較電壓來產(chǎn)生一第二參考電壓； 其中所述決定單元依據(jù)所述第二參考電壓以及所述復(fù)制電壓來產(chǎn)生所述啟動(dòng)重置信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述帶隙電路具有一帶隙偏壓?jiǎn)卧鰩镀珘簡(jiǎn)卧c所述偏壓電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述磁滯單元為一施密特觸發(fā)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置，其中，所述偏壓電路還包含有至少一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一柵極耦接于所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一漏極，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一源極耦接至所述雙極結(jié)型晶體管的所述射極，以及所述偏壓電路所產(chǎn)生的所述輸出偏壓包含有所述雙極結(jié)型晶體管的所述射極-基極電壓以及所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的一柵極-源極電壓。
全文摘要
一種用以產(chǎn)生一啟動(dòng)重置信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生裝置，包含有一偏壓電路以及一啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路。該偏壓電路用來產(chǎn)生一輸出偏壓，包含有至少一雙極結(jié)型晶體管，該雙極結(jié)型晶體管的一基極耦接于該雙極結(jié)型晶體管的一集極，以及該輸出偏壓相關(guān)于該雙極結(jié)型晶體管的一射極-基極電壓。該啟動(dòng)重置信號(hào)產(chǎn)生電路則耦接于該偏壓電路，用以復(fù)制該輸出偏壓來產(chǎn)生一復(fù)制電壓，并依據(jù)該復(fù)制電壓來產(chǎn)生該啟動(dòng)重置信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K17/22GK102684658SQ20121004162
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者張哲維, 林志政, 林見儒 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司