可调式高精度复位电路

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种可调式高精度复位电路。

背景技术

在具有数字电路的集成电路中，基本上都需要用到复位电路结构，其作用是在上电过程中，将数字电路的状态配置成所需的初始状态，防止出现中间状态或者不定状态。

常用的复位电路主要有两类，一类是以电容充电产生迟滞进行复位的；一类则是处于持续导通状态，通过偏置设置进行复位的。

第一类：结构简单，但是复位点不可控，无低压复位功能，电容需要较大面积，成本高，如果缓慢上电有可能无法复位；

图1为传统的电容式复位结构，其结构简单，当电源快速上电时，由于电容在起始阶段需要充电，因此具有迟滞作用，图中A位置的电压上升较慢。以图中结构而言，施密特触发器初始输出为高，此时给出的信号为复位状态；等电容充电到高电位时，A位置变成高电平，施密特触发器翻转，输出为低，结束复位状态。其优点是结构简单，且没有静态功耗；缺点是需要较大面积电容，而且复位点无法设定，如果电源缓慢上电，由于电容有足够时间充分充电，很有可能无法产生复位信号。

第二类：由于持续导通，存在较大静态功耗，通过复杂的偏置结构以及启动结构，也需要较大的成本。

第二类复位结构，其具有启动电路，偏置结构，电容，参考电压，比较电路等，启动电路在上电初始时，给偏置结构提供启动电压或者电流，随后关闭；偏置结构一方面给参考电压模块提供偏置电压或者电流，此外其产生的偏置电流对电容进行恒流充电。初始状态时，参考电压比电容上的电压高，此时输出的信号为复位状态；当电容上的电压达到或者接近、超过参考电压时，图中的比较电路会进行翻转，结束复位状态。

此结构的就是通过设定参考电压，可以控制复位点，如果电源电压下降，还能触发低压复位功能。

但是这些结构，都无法进行大范围的复位电压的调整。

发明内容

本发明提出一种可调式高精度复位电路，能够大范围精确调整复位电压。

一种可调式高精度复位电路，包括启动电路、微电流源和复位调整模块，所述启动电路的输出端与微电流源电性连接，所述微电流源输出并联的第一电流源和第二电流源，所述第二电流源电性连接有第一电阻，所述第一电阻与第一电流源电性连接至复位调整模块，所述复位调整模块、第一电阻和第一电流源三者的交叉点为A点；

所述复位调整模块包括并联的第三电流源与反馈网络，所述第三电流源其中一端电性连接有开关，所述第三电流源另一端电性连接在A点，所述反馈网络的输入端和输出端分别与A点和开关电性连接，其中第三电流源为可变电流源，用于对A点的电压进行调整。

作为一种优选的实施方式，所述第二电流源为P型MOS管P2，所述第一电流源为N型MOS管N3，所述第三电流源为N型MOS管N1，所述开关为N型MOS管N2，所述反馈网络包括逻辑组合电路、施密特触发器、P型MOS管P3、N型MOS管N4、第二电阻、第三电阻、P型MOS管P1、第一电容和第二电容。

作为一种优选的实施方式，所述微电流源的输出电流分别电性连接至P型MOS管P2的栅极、P型MOS管P3的栅极和N型MOS管N3的栅极，所述第一电阻与P型MOS管P2的漏极电性连接，所述P型MOS管P2的源极和P型MOS管P3的源极连接至电源，所述N型MOS管N2的漏极与N型MOS管N1的漏极电性连接，所述N型MOS管N1的源极和N型MOS管N4的栅极电性连接在A点，所述N型MOS管N3的源极和N型MOS管N2的源极均接地，所述N型MOS管N2的源极与逻辑组合电路电性连接，所述施密特触发器一端与逻辑组合电路电性连接，所述施密特触发器另一端与第三电容电性连接，所述第三电容另一端接地，所述P型MOS管P3的漏极和N型MOS管N4的漏极与施密特触发器电性连接，所述第二电阻和第三电阻分别电性连接至电源，所述第二电阻与N型MOS管N1的栅极和P型MOS管P1的漏极均与第二电阻电性连接，所述第三电阻与P型MOS管P1的栅极电性连接，所述第一电容一端与N型MOS管N1的栅极和P型MOS管P1的漏极连接，所述第二电容与P型MOS管P1的栅极电性连接，所述第一电容的另一端和第二电容的另一端均接地。

作为一种优选的实施方式，所述N型MOS管N1为N型MOS管串联集，由若干个N型MOS管串联组成。

作为一种优选的实施方式，所述N型MOS管N1的数量可增减。

作为一种优选的实施方式，所述P型MOS管P2、P型MOS管P3、N型MOS管N3都是微电流源偏置形成的微电流恒流源；P型MOS管P2的驱动能力大于N型MOS管N3和N型MOS管N1电流之和。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：静态功耗极低，可以大范围精确调整复位电压值，可以保证持续导通，快速上电复位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中第一类复位结构的电路图。

图2为背景技术中第二类复位结构的电路图；

图3为本发明的原理图；

图4为本发明电路图。

图中，A1-启动电路；A2-微电流源；A3-反馈网络；I1-第一电流源；I2-第二电流源；I3-第三电流源；K1-开关；P1-P型MOS管；P2-P型MOS管；P3-P型MOS管；P4-P型MOS管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；N1-N型MOS管；N2-N型MOS管；N3-N型MOS管；N4-N型MOS管；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；I4-施密特触发器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1所示，一种可调式高精度复位电路，包括启动电路A1、微电流源A2和复位调整模块，所述启动电路A1的输出端与微电流源A2电性连接，所述微电流源A2输出并联的第一电流源I1和第二电流源I2，所述第二电流源I2电性连接有第一电阻R1，第一电阻R1可采用电阻或等效成电阻的其他元器件，所述第一电阻R1与第一电流源I1电性连接至复位调整模块，所述复位调整模块、第一电阻R1和第一电流源I1三者的交叉点为A点；

所述复位调整模块包括并联的第三电流源I3与反馈网络A3，所述第三电流源I3其中一端电性连接有开关K1，所述第三电流源I3另一端电性连接在A点，所述反馈网络A3的输入端和输出端分别与A点和开关K1电性连接，其中第三电流源I3为可变电流源，用于对A点的电压进行调整

所述第二电流源I2为P型MOS管P2，所述第一电流源I1为N型MOS管N3，所述第三电流源I3为N型MOS管N1，所述开关K1为N型MOS管N2，所述反馈网络A3包括逻辑组合电路、施密特触发器I4、P型MOS管P3、N型MOS管N4、第二电阻R2、第三电阻R3、P型MOS管P1、第一电容C1和第二电容C2。

所述微电流源A2的输出电流分别电性连接至P型MOS管P2的栅极、P型MOS管P3的栅极和N型MOS管N3的栅极，所述第一电阻R1与P型MOS管P2的漏极电性连接，所述P型MOS管P2的源极和P型MOS管P3的源极连接至电源，所述N型MOS管N2的漏极与N型MOS管N1的漏极电性连接，所述N型MOS管N1的源极和N型MOS管N4的栅极电性连接在A点，所述N型MOS管N3的源极和N型MOS管N2的源极均接地，所述N型MOS管N2的源极与逻辑组合电路电性连接，所述施密特触发器I4一端与逻辑组合电路电性连接，所述施密特触发器I4另一端与第三电容C3电性连接，所述第三电容C3另一端接地，所述P型MOS管P3的漏极和N型MOS管N4的漏极与施密特触发器I4电性连接，所述第二电阻R2和第三电阻R3分别电性连接至电源，所述第二电阻R2与N型MOS管N1的栅极和P型MOS管P1的漏极均与第二电阻R2电性连接，所述第三电阻R3与P型MOS管P1的栅极电性连接，所述第一电容C1一端与N型MOS管N1的栅极和P型MOS管P1的漏极连接，所述第二电容C2与P型MOS管P1的栅极电性连接，所述第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端均接地。

所述N型MOS管N1为N型MOS管串联集，由若干个N型MOS管串联组成。

所述N型MOS管N1的数量可增减。

所述P型MOS管P2、P型MOS管P3、N型MOS管N3都是微电流源A2偏置形成的微电流恒流源；P型MOS管P3的驱动能力大于N型MOS管N3和N型MOS管N1电流之和。P型MOS管P2的电流为N型MOS管N3和N型MOS管N1电流和的3倍。

P1、P2、P3为P型MOS管，N1为若干个N型MOS管串联，通过调整N1的串联MOS管数量，即可有效地改变复位电压的值；N2、N3、N4均为N型MOS管；I4为施密特触发器；C1、C2、C3为电容；R1、R2、R3为电阻；组合逻辑模块则是由倒相器或者一些门电路构成。一般情况下，N1构成单元为倒比NMOS管；R2＜＜R3；C1＜＜C2；R1阻值一般为几十到几百KΩ；C3容值较小；

第二电阻R2的作用是在上电过程中，确保N型MOS管N1的栅电压和电源电压相同；当电源电压瞬间出现尖峰、突变时，第一电容C1可以防止这种尖峰、突变出现在N型MOS管N1栅极上；第三电阻R3阻值较大，第二电容C2容值较大，其作用是在上电前期过程中，使得P型MOS管P1的栅信号处于地信号附近，从而P型MOS管P1可以起到电平移位的作用，将N型MOS管N1栅信号稳定在一个开启电压附近一段时间，此时N型MOS管N1会处于恒流工作状态；P型MOS管P2、P型MOS管P3、N型MOS管N3都是微电流源A2偏置形成的微电流恒流源；P型MOS管P2的正常的驱动能力大于N型MOS管N3和N型MOS管N1电流之和，本实例取P型MOS管P2的电流为N型MOS管N3和N型MOS管N1电流和的3倍左右；N型MOS管N4和P型MOS管P3以及第三电容C3的组合，可以使得A点电压上升到足够高时，N型MOS管N4的漏端电压可以平缓下降。触发施密特触发器I4的翻转电平后，状态会跳变。

具体的工作过程：

当电路上电过程中，当电源电压足以使得单个器件出现微导通时，组合逻辑控制的N型MOS管N2开启，由于N型MOS管N1栅极通过第二电阻R2连通道电源，N型MOS管N1开启，从而使得A点被拉到低电平，N型MOS管N4始终处于关闭状态；

随着电源电压上升，微电流源A2被启动电路A1激活，N型MOS管N3和P型MOS管P2逐渐导通，同时恒流管P型MOS管P3对第三电容C3充电，导致N型MOS管N4管漏电电压上升，从而触发施密特触发器I4的输入高电平，从而使得其状态翻转，组合逻辑输出复位信号；由于电源上升，N型MOS管N1的栅压也随之提高，其驱动能力也逐步加强，从而抵消了P型MOS管P2在启动过程中的电流增加幅度；

由于N型MOS管N1的分流作用，使得A点电压无法快速上升；当电源电压上升足够高之后，P型MOS管P2和N型MOS管N3的进入正常工作状态，由于P型MOS管P2的驱动电流大于N型MOS管N3和N型MOS管N1电流和，因此A点电压被逐渐抬高，当触发到N型MOS管N4的开启电压后，由于微电流恒流P型MOS管P3以及第三电容C3的存在，N型MOS管N4的漏电电压会缓慢下降，当触及施密特触发器I4的输入低电平时，施密特触发器I4状态翻转，组合逻辑输出的复位信号状态翻转，从而结束复位状态，同时组合逻辑输出控制信号，关闭N型MOS管N2，进一步加速A点电压上升速度。

本实例中，N型MOS管N1是由多个NMOS管串联组合而成，通过熔丝或者ROM等方式，可以根据需求调节N1中串联乃至并联的管子的个数，精确调整复位电压值，本实例的复位电压调整值可以从0.6V～3V之间进行调整，调整范围大，实现方式容易。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。