CN115133908A

CN115133908A - 一种rs触发器上电初始化电路

Info

Publication number: CN115133908A
Application number: CN202210850320.0A
Authority: CN
Inventors: 冯海珂; 周其谨
Original assignee: Shanghai Xinwei Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Xinwei Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2022-09-30

Abstract

本发明提供一种RS触发器上电初始化电路，其包括上电上拉电路和上电下拉电路，其中所述上电上拉电路适于电连接于RS触发器的S端，所述上电下拉电路适于电连接于RS触发器的R端，其中所述上电上拉电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和电容C1，所述上电下拉电路包括MOS管Q3、MOS管Q4和电容C2，所述RS触发器上电初始化电路够为RS触发器提供稳定的初始上电状态。

Description

一种RS触发器上电初始化电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种RS触发器上电初始化电路。

背景技术

RS触发器是一种基本电路，其具有两个稳定状态，分别为1和0，也称双稳态触发器。如果没有外加触发信号作用，它将保持原有状态不变，触发器具有记忆功能。在外加触发信号作用下，触发器输出状态发生变化，输出状态直接受输入信号的控制。附图1所示的是设有两个与非门的RS触发器，其设有R和S两个输入端，受前级控制电路控制，其进一步设有两个输出端，分别是Q和

其中，当R＝1，且S＝1时，Q和

保持不变；当R＝1，且S＝0时，Q＝1，

当R＝0，且S＝1时，Q＝0，

当R＝0，且S＝0，Q和

处于非稳态。

在系统上电时，需要赋予RS触发器正确的初始状态。但是附图1所示的电路如果直接上电，输入端R和输入端S没有正确的初始值，输出容易出现不定态。因此，通常在输入端S和输入端R接入上拉电阻或下拉电阻，其中，上拉电阻的作用就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，下拉电阻同理，也是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平。如果需要上电后触发器输出Q＝0，

的初始状态，如附图2所示，需要在输入端S接入上拉电阻R1，使输入端S获得初始输入1，同时，在输入端R接入下拉电阻R2，使输入端R获得初始输入0。

然而，使用上拉电阻和下拉电阻为RS触发器设置上电初始状态具有下述缺点：1)电阻器件在集成电路制造工艺中，占用版图面积大，成本高；2)上电后，如果想改变RS触发器的状态，即输入端R输入1，输入端S输入0，则上拉电阻R1和下拉电阻R2上会分别流过

和

大小的电流，造成额外损耗。此外，上拉电阻R1和下拉电阻R2减小了RS触发器的输入阻抗。因此，如果前级控制电路的驱动能力不足，无法提供上拉电阻R1和下拉电阻R2上消耗的电流，还需要增加额外的驱动电路。

发明内容

本发明的主要优势在于提供一种RS触发器上电初始化电路，其能够为RS触发器提供稳定的初始上电状态，并且其耗电量小，还无需增设额外的驱动电路。

本发明的另一优势在于提供一种RS触发器上电初始化电路，其占用版图面积小，降低了整体电路的复杂程度，降低了制造成本。

本发明的另一优势在于提供一种RS触发器上电初始化电路，其利用上电上拉电路替换传统的上拉电阻，同时利用上电下拉电路替换传统的下拉电阻，彻底解决了因上拉电阻和下拉电阻引起的电流损耗、需要增设额外的驱动电路、占用版图面积大和成本高等技术问题。

为了实现本发明上述至少一个目的或优势，本发明提供一种RS触发器上电初始化电路，包括：

上电上拉电路；和

上电下拉电路，其中所述上电上拉电路适于电连接于RS触发器的S端，所述上电下拉电路适于电连接于RS触发器的R端，其中所述上电上拉电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和电容C1，所述上电下拉电路包括MOS管Q3、MOS管Q4和电容C2，其中，所述MOS管Q1的栅极和所述MOS管Q2的漏极均电连接于所述电容C1的第一端，所述MOS管Q1的源极和所述MOS管Q2的源极适于电连接于电源VCC，所述电容C1的第二端和所述MOS管Q2的栅极适于接地，所述MOS管Q3的栅极和所述MOS管Q4的漏极均电连接于所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端和所述MOS管Q4的栅极适于电连接于电源VCC，所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q4的源极适于接地。

特别地，所述MOS管Q1的漏极适于电连接于RS触发器的S端。

特别地，所述MOS管Q3的漏极适于电连接于RS触发器的R端。

特别地，所述MOS管Q1和所述MOS管Q2均为P沟道型MOS管。

特别地，所述MOS管Q3和所述MOS管Q4均为N沟道型MOS管。

特别地，所述上电上拉电路满足(V1_th*C₁)/I_Q2＞T1_稳定，其中，C₁是所述电容C1的电容值，I_Q2是通过所述MOS管Q2的电流，T1_稳定是在所述MOS管Q1的驱动下RS触发器获得稳定状态的时间，当所述电容C1的第一端的电压V_C1＞V1_th时，所述MOS管Q1截止，当所述电容C1的第一端的电压V_C1＜V1_th时，所述MOS管Q1导通。

特别地，所述上电下拉电路满足((VCC－V2_th)*C₂)/I_Q4＞T2_稳定，其中，C₂是所述电容C2的电容值，I_Q4是通过所述MOS管Q4的电流，VCC为电源电压，T2_稳定是在所述MOS管Q3的驱动下RS触发器获得稳定状态的时间，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＜V2_th时，所述MOS管Q4截止，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＞V2_th时，所述MOS管Q4导通。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为RS触发器的示意图；

图2为接入上拉电阻和下拉电阻的RS触发器的示意图；

图3为本发明的RS触发器上电初始化电路接入RS触发器的示意图。

图4为本发明的RS触发器上电初始化电路的上电上拉电路的示意图。

图5为本发明的RS触发器上电初始化电路的上电下拉电路的示意图。

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，以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明，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。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参考本发明说明书附图之图3至图5，根据本发明实施例的RS触发器上电初始化电路被阐明，其包括上电上拉电路和上电下拉电路，其中所述上电上拉电路适于电连接于RS触发器的S端，以用于替换传统的上拉电阻，所述上电下拉电路适于电连接于RS触发器的R端，以用于替换传统的下拉电阻。

如附图4所示，所述上电上拉电路包括MOS管Q1、MOS管Q2和电容C1，其中，所述MOS管Q1的栅极和所述MOS管Q2的漏极均电连接于所述电容C1的第一端，所述MOS管Q1的源极和所述MOS管Q2的源极适于电连接于电源VCC，所述电容C1的第二端和所述MOS管Q2的栅极适于接地，所述MOS管Q1的漏极作为所述上电上拉电路的输出端PULL_UP，适于电连接于RS触发器的S端。可以理解的是，在上电初始阶段，因所述电容C1上的电压不能突变，所述MOS管Q1的栅极电压被拉低，所述MOS管Q1导通，从而将所述上电上拉电路的输出端PULL_UP的电压上拉至VCC，给予RS触发器初始值S＝1。同时，因为所述MOS管Q2的栅极接地，所述MOS管Q2导通。电流通过所述MOS管Q2流入所述电容C1，所述电容C1两端的电压逐渐升高，即所述MOS管Q1的栅极电压不断升高，最终导致所述MOS管Q1截止。所述MOS管Q1截止时，RS触发器已经获得稳定的初始态。所述MOS管Q1截止后，不会影响RS触发器的输入阻抗，故无需为RS触发器增加额外的驱动电路。特别地，所述MOS管Q1和所述MOS管Q2均为P沟道型MOS管。

值得一提的是，在所述MOS管Q1的驱动下，设RS触发器获得稳定状态的时间为T1_稳定，需要确保所述MOS管Q1的导通时间T1_导通＞T1_稳定。设所述电容C1的第一端的电压为V_C1，当V_C1＞V1_th时，所述MOS管Q1截止，当V_C1＜V1_th时，所述MOS管Q1导通。换言之，T1_导通是V_C1从上电开始的0增加到V1_th的时间，即T1_导通＝(V1_th*C₁)/I_Q2，其中C₁是所述电容C1的电容值，I_Q2是通过所述MOS管Q2的电流。在合理的精度下，I_Q2是恒定值，与Q2的具体参数有关。综上，在所述上电上拉电路中，应当满足(V1_th*C₁)/I_Q2＞T1_稳定。

如附图5所示，所述上电下拉电路包括MOS管Q3、MOS管Q4和电容C2，其中，所述MOS管Q3的栅极和所述MOS管Q4的漏极均电连接于所述电容C2的第一端，所述电容C2的第二端和所述MOS管Q4的栅极适于电连接于电源VCC，所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q4的源极适于接地，所述MOS管Q3的漏极作为所述上电下拉电路的输出端PULL_DOWN，适于电连接于RS触发器的R端。可以理解的是，在上电初始阶段，因所述电容C2上的电压不能突变，所述MOS管Q3的栅极电压被拉高，所述MOS管Q3导通，从而将所述上电下拉电路的输出端PULL_DOWN的电压下拉至地，给予RS触发器初始值R＝0。同时，因为所述MOS管Q4的栅极电连接于电源VCC，所述MOS管Q4导通。电流通过所述MOS管Q4流入所述电容C2，所述电容C2两端的电压逐渐升高，即所述MOS管Q3的栅极电压不断降低，最终导致所述MOS管Q3截止。所述MOS管Q3截止时，RS触发器已经获得稳定的初始态。所述MOS管Q3截止后，不会影响RS触发器的输入阻抗，故无需为RS触发器增加额外的驱动电路。特别地，所述MOS管Q3和所述MOS管Q4均为N沟道型MOS管。

值得一提的是，在所述MOS管Q3的驱动下，设RS触发器获得稳定状态的时间为T2_稳定，需要确保所述MOS管Q3的导通时间T2_导通＞T2_稳定。设所述电容C2的第一端的电压为V_C2，当V_C2＜V2_th时，所述MOS管Q4截止，当V_C2＞V2_th时，所述MOS管Q4导通。换言之，T2_导通是V_C2从上电开始的VCC减小到V2_th的时间，即T2_导通＝((VCC－V2_th)*C₂)/I_Q4，其中C₂是所述电容C2的电容值，I_Q4是通过所述MOS管Q4的电流，VCC为电源电压。在合理的精度下，I_Q4是恒定值，与Q4的具体参数有关。综上，在所述上电下拉电路中，应当满足((VCC－V2_th)*C₂)/I_Q4＞T2_稳定。

由此可以看到本发明目的可被充分有效完成，用于解释本发明功能和结构原理的该实施例已被充分说明和描述，且本发明不受基于这些实施例原理基础上的改变的限制。因此，本发明包括涵盖在附属权利要求书要求范围和精神之内的所有修改。

Claims

1.一种RS触发器上电初始化电路，其特征在于，包括：

上电上拉电路；和

2.根据权利要求1所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述MOS管Q1的漏极适于电连接于RS触发器的S端。

3.根据权利要求2所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述MOS管Q3的漏极适于电连接于RS触发器的R端。

4.根据权利要求3所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述MOS管Q1和所述MOS管Q2均为P沟道型MOS管。

5.根据权利要求4所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述MOS管Q3和所述MOS管Q4均为N沟道型MOS管。

6.根据权利要求1-5中任一所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述上电上拉电路满足(V1_th*C₁)/I_Q2＞T1_稳定，其中，C₁是所述电容C1的电容值，I_Q2是通过所述MOS管Q2的电流，T1_稳定是在所述MOS管Q1的驱动下RS触发器获得稳定状态的时间，当所述电容C1的第一端的电压V_C1＞V1_th时，所述MOS管Q1截止，当所述电容C1的第一端的电压V_C1＜V1_th时，所述MOS管Q1导通。

7.根据权利要求1-5中任一所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述上电下拉电路满足((VCC－V2_th)*C₂)/I_Q4＞T2_稳定，其中，C₂是所述电容C2的电容值，I_Q4是通过所述MOS管Q4的电流，VCC为电源电压，T2_稳定是在所述MOS管Q3的驱动下RS触发器获得稳定状态的时间，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＜V2_th时，所述MOS管Q4截止，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＞V2_th时，所述MOS管Q4导通。

8.根据权利要求6所述的RS触发器上电初始化电路，其特征在于，所述上电下拉电路满足((VCC－V2_th)*C₂)/I_Q4＞T2_稳定，其中，C₂是所述电容C2的电容值，I_Q4是通过所述MOS管Q4的电流，VCC为电源电压，T2_稳定是在所述MOS管Q3的驱动下RS触发器获得稳定状态的时间，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＜V2_th时，所述MOS管Q4截止，当所述电容C2的第一端的电压V_C2＞V2_th时，所述MOS管Q4导通。