JP2006279371A - Power-on reset circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】 電源電圧の立ち上がり時間が長い場合或いはトランジスタの製造のばらつきがある場合であっても内部回路を確実にリセットする。
【解決手段】 パワーオンリセット回路1は、PチャネルMOSトランジスタ2と、PチャネルMOSトランジスタ2のドレインに接続されたNチャネルMOSトランジスタ3a〜3dと、入力部がPチャネルMOSトランジスタのドレインとNチャネルMOSトランジスタ3a〜3dのゲートとの接続点に接続されたインバータ回路4と、インバータ回路4の接地側端子に接続されたNチャネルMOSトランジスタ5と、電源の電圧がPチャネルMOSトランジスタ2の閾値より所定値以上大きくなるとNチャネルMOSトランジスタ5をオンにするバイアス回路9とにより構成する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably reset an internal circuit even when a rise time of a power supply voltage is long or when there are variations in transistor manufacturing.
A power-on reset circuit 1 includes a P-channel MOS transistor 2, N-channel MOS transistors 3a to 3d connected to the drain of the P-channel MOS transistor 2, and an input section connected to the drain and N-channel of the P-channel MOS transistor. The inverter circuit 4 connected to the connection point of the gates of the MOS transistors 3a to 3d, the N-channel MOS transistor 5 connected to the ground side terminal of the inverter circuit 4, and the voltage of the power source from the threshold of the P-channel MOS transistor 2 A bias circuit 9 is used to turn on the N-channel MOS transistor 5 when it becomes larger than a predetermined value.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体集積回路において、供給電源をオンしたとき、内部回路を初期化するためのリセット信号を生成するためのパワーオンリセット回路に関する。 The present invention relates to a power-on reset circuit for generating a reset signal for initializing an internal circuit when a power supply is turned on in a semiconductor integrated circuit.
従来から様々なパワーオンリセット回路が提供されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
図3は特許文献1に開示されたパワーオンリセット回路の回路図である。図3に示すパワーオンリセット回路100は、一端が電源電圧Vccの電源に接続されたレジスタ101と、一方の電極がレジスタ101の他端に接続され、他方の電極が接地されたコンデンサ102と、入力部がレジスタ101とコンデンサ102との接続点(ノードN100)に接続されたインバータ回路103と、ソースがノードN100に接続され、ドレインが接地され、ゲートが電源に接続されたPチャネルMOSトランジスタ104とにより構成されている。なお、レジスタ101とコンデンサ102とはCR回路を構成する。
Conventionally, various power-on reset circuits have been provided (see, for example,
FIG. 3 is a circuit diagram of a power-on reset circuit disclosed in
電源をオンすると、レジスタ101の抵抗値とコンデンサ102の容量値とによって決まる時定数に従って、インバータ回路103の入力電位(ノードN100の電位)の上昇が電源の電源電圧Vccの上昇(立ち上がり)に比べて遅れる。このノードN100の電位がコンデンサ102の充電に伴って上昇し、インバータ回路103の閾値を超えるとき、インバータ回路103の出力が反転し(“High”レベルから“Low”レベルになり)、電源オンからの遅れ時間をパルス幅としたリセット信号を出力する。
When the power supply is turned on, the increase in the input potential of the inverter circuit 103 (the potential of the node N100) is higher than the increase (rise) of the power supply voltage Vcc of the power supply in accordance with a time constant determined by the resistance value of the
電源をオフすると、PチャネルMOSトランジスタ104がオン状態になり、コンデンサ102に充電されていた電荷が速やかに放電される。
When the power is turned off, the P-
図4は特許文献2に開示されたパワーオンリセット回路の回路図である。図4に示すパワーオンリセット回路200は、PチャネルMOSトランジスタ201と、レジスタ202と、PチャネルMOSトランジスタ203と、コンデンサ204と、インバータ回路205、206、207とにより構成されている。インバータ回路205、206、207は、PチャネルMOSトランジスタ205a、206a、207aと、NチャネルMOSトランジスタ205b、206b、207bとにより構成される。
FIG. 4 is a circuit diagram of a power-on reset circuit disclosed in
電源がオンして電源電圧VccがPチャネルMOSトランジスタ203の閾値に達するとコンデンサ204が充電され、インバータ回路205の出力が反転し(“High”レベルから“Low”レベルになり)、インバータ回路206の出力が反転し(“Low”レベルから“High”レベルになり)、インバータ回路207の出力が反転し(“High”レベルから“Low”レベルになり)、所定のパルス幅を持ったリセット信号を出力する。
上記特許文献1のパワーオンリセット回路100では、電源電圧Vccの立ち上がり時間がレジスタ101とコンデンサ102とにより構成されるCR回路の時定数より長い場合リセットパルスが出力されない。このため、電源電圧Vccの立ち上がり時間よりCR回路の時定数の値を大きくする必要があり、電源電圧Vccの立ち上がり時間が長い場合には大きなサイズの抵抗素子或いは容量素子によりCR回路を構成する必要がある。
In the power-on
また、上記特許文献2のパワーオンリセット回路200では、トランジスタの製造のばらつきによりPチャネルMOSトランジスタ203の閾値Vthpよりパワーオンリセット回路200の後段に設けられたNチャネルMOSトランジスタの閾値Vthnが大きくなってしまうとそのNチャネルMOSトランジスタをオンすることができず、内部回路をリセットすることができない。
Further, in the power-on
そこで、本発明は、電源電圧の立ち上がり時間が長い場合或いはトランジスタの製造のばらつきがある場合であっても内部回路を確実にリセットすることができるパワーオンリセット回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power-on reset circuit capable of reliably resetting an internal circuit even when a rise time of a power supply voltage is long or when there are variations in transistor manufacturing.
本発明のパワーオンリセット回路は、ソースが電源に接続され、ゲートが接地されたPチャネルMOSトランジスタと、前記PチャネルMOSトランジスタのドレインに接続された容量素子と、入力部が前記PチャネルMOSトランジスタのドレインと前記容量素子との接続点に接続され、電源側端子が前記電源に接続されたインバータ回路と、前記インバータ回路の接地側端子に接続されたスイッチング素子と、前記電源の電圧が前記PチャネルMOSトランジスタがオンする前記電源の電圧より所定値以上大きくなると前記スイッチング素子をオンする制御回路とを備えたものである。 A power-on reset circuit according to the present invention includes a P-channel MOS transistor having a source connected to a power supply and a gate grounded, a capacitive element connected to a drain of the P-channel MOS transistor, and an input section having the P-channel MOS transistor An inverter circuit having a power source side terminal connected to the power source, a switching element connected to a ground side terminal of the inverter circuit, and a voltage of the power source being the P And a control circuit that turns on the switching element when the voltage of the power source at which the channel MOS transistor is turned on is greater than a predetermined value.
上記パワーオンリセット回路において、前記スイッチング素子は、ドレインが前記インバータ回路の前記接地側端子に接続され、ソースが接地されたNチャネルMOSトランジスタであり、前記制御回路は、前記電源の電圧が前記PチャネルMOSトランジスタがオンする前記電源の電圧より所定値以上大きくなると、前記NチャネルMOSトランジスタのゲートに当該NチャネルMOSトランジスタの閾値以上の電圧を供給する。 In the power-on reset circuit, the switching element is an N-channel MOS transistor having a drain connected to the ground-side terminal of the inverter circuit and a source grounded, and the control circuit is configured such that the voltage of the power source is the P When the voltage of the power supply at which the channel MOS transistor is turned on becomes larger than a predetermined value, a voltage higher than the threshold value of the N channel MOS transistor is supplied to the gate of the N channel MOS transistor.
本発明によれば、PチャネルMOSトランジスタがオンしてからある時間スイッチング素子がオフしているので、当該ある時間はインバータ回路の出力が“High”レベルに維持され、電源電圧の立ち上がり時間が長くなってもNチャネルMOSトランジスタの閾値Vthn以上のリセット信号を確実に出力することができ、トランジスタの製造のばらつきがあっても内部回路を確実にリセットすることができる。 According to the present invention, since the switching element is turned off for a certain time after the P-channel MOS transistor is turned on, the output of the inverter circuit is maintained at the “High” level for a certain time, and the rise time of the power supply voltage is long. Even in such a case, a reset signal equal to or higher than the threshold value Vthn of the N-channel MOS transistor can be surely output, and the internal circuit can be surely reset even if there are variations in transistor manufacturing.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態におけるパワーオンリセット回路1の回路構成について図1を参照しつつ説明する。図1は本実施の形態のパワーオンリセット回路の回路図である。なお、PチャネルMOSトランジスタをPchトランジスタと記載し、NチャネルMOSトランジスタをNchトランジスタと記載する。
First, the circuit configuration of the power-on
図1に示すパワーオンリセット回路1は、ソースが電源電圧Vccの電源に接続され、ゲートが接地された閾値がVthpであるPchトランジスタ2を備えている。また、パワーオンリセット回路1は、ソースとドレインとが接地され、ゲートがPchトランジスタ2のドレインに接続されたNchトランジスタ3a〜3dとを備えている。Pchトランジスタ2は抵抗素子として機能し、Nchトランジスタ3a〜3dは容量素子として機能する。そして、Pchトランジスタ2とNchトランジスタ3a〜3dとによりCR回路が構成されている。
The power-on
また、パワーオンリセット回路1は、入力部がPchトランジスタ2のドレインとNchトランジスタ3a〜3dのゲートとの接続点(ノードRCOUT)に接続されたインバータ回路4を備え、インバータ回路4はPchトランジスタ4aとNchトランジスタ4bとにより構成されている。Pchトランジスタ4aのゲートとNchトランジスタ4bのゲートとが接続され、その接続点がインバータ回路4の入力部である。Pchトランジスタ4aのドレインとNchトランジスタ4bのドレインとが接続され、その接続点(ノードXRCOUT)がインバータ回路4の出力部である。Pchトランジスタ4aのソース(インバータ回路4の電源側端子)が電源に接続され、Nchトランジスタ4bのソース(インバータ回路4の接地側端子)が後述するNchトランジスタ5のドレインに接続されている。
The power-on
パワーオンリセット回路1は、ドレインがインバータ回路4のNchトランジスタ4bのソース(インバータ回路4の接地側端子)に接続され、ソースが接地された閾値がVthnであるNchトランジスタ5を備えている。
パワーオンリセット回路1は、入力部がインバータ回路4の出力部に接続されたインバータ回路6と、夫々の入力部がインバータ回路6の出力部に接続されたインバータ回路7、8とを備え、インバータ回路7、8の出力がパワーオンリセット回路1の出力(ノードACL)である。
The power-on
The power-on
パワーオンリセット回路1は、Nchトランジスタ5のオン/オフを制御する、Pchトランジスタ9a、9bとNchトランジスタ9c、9dとにより構成されるバイアス回路(制御回路)9を備えている。Pchトランジスタ9aは、閾値がVthpであり、そのゲートとそのドレインとが接続されている(ダイオード接続)。Nchトランジスタ9cは、閾値がVthnであり、そのゲートとそのドレインとが接続され(ダイオード接続)、この接続点(ノードRG)がNchトランジスタ5のゲートに接続されている。電源がPchトランジスタ9aのソースに接続され、Pchトランジスタ9aのドレインがPchトランジスタ9bのソースに接続され、Pchトランジスタ9bのドレインがNchトランジスタ9cのドレインに接続され、Nchトランジスタ9cのソースがNchトランジスタ9dのドレインに接続され、Nchトランジスタ9dのソースが接地されている。Pchトランジスタ9bのゲートが接地され、Nchトランジスタ9dのゲートにはインバータ回路7,8の出力が接続されている。なお、Pchトランジスタ9bおよびNchトランジスタ9dでは電圧降下分を無視することができるとする。
このバイアス回路9では、電源電圧VccがPchトランジスタ9aの閾値VthpとNchトランジスタ9cの閾値Vthnとの和(Vthp+Vthn)以上になるとPchトランジスタ9aとNchトランジスタ9cとがオンして、ノードRGの電位がNchトランジスタ5の閾値Vthn以上になり、Nchトランジスタ5をオンにする。
The power-on
In this
パワーオンリセット回路1は、ソースが電源に接続されたPchトランジスタ10を備え、Pchトランジスタ10のゲートにはインバータ回路7、8の出力が接続され、ドレインはノードRCOUTに接続されている。
パワーオンリセット回路1は、ソースがノードRCOUTに接続され、ゲートが電源に接続され、ドレインが接地されたPchトランジスタ11を備えている。
The power-on
The power-on
次に、図1に回路構成を示したパワーオンリセット回路1の回路動作について図2を参照しつつ説明する。図2は図1のパワーオンリセット回路1の回路動作を示す波形図であり、(a)は電源電圧Vcc、(b)はノードRCOUTの電位、(c)はノードRGの電位、(d)はノードXRCOUTの電位、(e)はノードACLの電位を表している。ただし、電源電圧Vccの立ち上がり時間がPchトランジスタ2とNchトランジスタ3a〜3dとにより構成されるCR回路の時定数より長い場合である。
Next, the circuit operation of the power-on
電源がオンし、電源電圧Vccが立ち上がりPchトランジスタ2の閾値Vthpになるまでの時間T1では、Pchトランジスタ2がオフしたままであり、ノードRCOUTの電位は0(V)のままである。ノードRGの電位はNchトランジスタ5の閾値Vthn未満である。このとき、インバータ回路4のPchトランジスタ4aは、電源電圧VccがPchトランジスタ4の閾値Vthpになるとオンするので、ノードXRCOUTの電位は電源電圧Vccの上昇に伴って上昇し、ノードXRCOUTの電位がインバータ回路6の閾値を超えるとインバータ回路7、8の出力(ノードACLの電位)が“Low”レベルから“High”レベルになる。
In the time T1 until the power supply is turned on and the power supply voltage Vcc rises and reaches the threshold value Vthp of the
電源電圧VccがPchトランジスタ2の閾値Vthpに達すると(図2中時間T2)、Pchトランジスタ2がオンし、その後ノードRCOUTの電位は直ちに電源電圧Vccとなり、Pchトランジスタ4aはオフする。ノードRGの電位はNchトランジスタ5の閾値Vthn未満であり、Nchトランジスタ5がオフしたままなので、ノードXRCOUTは“Low”レベルにならずインバータ回路6の閾値以上の電位を維持し、ノードACLも“High”レベルを維持する。
電源電圧Vccが(Vthp+Vthn)に達する前までの時間T3では、ノードRGの電位はNchトランジスタ5の閾値Vthn未満であり、Nchトランジスタ5がオフしたままなので、ノードXRCOUTは“Low”レベルにならずインバータ回路6の閾値以上の電位を維持し、ノードACLも“High”レベルを維持する。
When the power supply voltage Vcc reaches the threshold value Vthp of the Pch transistor 2 (time T2 in FIG. 2), the
At time T3 before the power supply voltage Vcc reaches (Vthp + Vthn), the potential of the node RG is less than the threshold value Vthn of the Nch transistor 5, and the Nch transistor 5 remains off. Therefore, the node XRCOUT does not become the “Low” level. The potential equal to or higher than the threshold value of the inverter circuit 6 is maintained, and the node ACL also maintains the “High” level.
さらに、電源電圧Vccが上昇して(Vthp+Vthn)に達すると(図2中時間T4)、ノードRGがVthn以上となり、Nchトランジスタ5がオンし、Nchトランジスタ4bもオンしていることからノードXRCOUTは“Low”レベルになり、ノードACLも“Low”レベルになる。
以上の動作によってノードACL後段に設けられたNチャネルMOSトランジスタの閾値Vthn以上のリセット信号がパワーオンリセット回路1から出力されることになる。
Further, when the power supply voltage Vcc rises and reaches (Vthp + Vthn) (time T4 in FIG. 2), the node RG becomes equal to or higher than Vthn, the Nch transistor 5 is turned on, and the
With the above operation, a reset signal equal to or higher than the threshold value Vthn of the N-channel MOS transistor provided at the subsequent stage of the node ACL is output from the power-on
ノードACLが“Low”レベルになると、バイアス回路9のNchトランジスタ9dがオフし、バイアス回路9において電源側から接地側に向かって電流が流れなくなる。
また、ノードACLが“Low”レベルになると、Pchトランジスタ10がオンし、これによりPchトランジスタ2がオフしPchトランジスタ2を介しての電流が流れなくなる。
これにより、パワーオンリセット回路1の出力(リセット信号)が“Low”レベルになった後に、パワーオンリセット回路1において不要な電流が流れることがなくなって不要な電力が消費されることがなくなる。
When the node ACL becomes the “Low” level, the
Further, when the node ACL becomes the “Low” level, the
Thereby, after the output (reset signal) of the power-on
電源がオフすると、Pchトランジスタ11がオンし、Nchトランジスタ3a〜3dに充電されていた電荷の放電経路が形成され、速やかにNchトランジスタ3a〜3dに充電されていた電荷が放電される。
これにより、次に電源がオンしたときにNchトランジスタ3a〜3dに電荷が充電されたままの状態を防ぐことができ、確実にリセット信号がパワーオンリセット回路1から出力される。
When the power supply is turned off, the Pch transistor 11 is turned on, a discharge path for the charges charged in the
Thus, it is possible to prevent the
以上説明した実施の形態のパワーオンリセット回路1によれば、電源電圧VccがPチャネルトランジスタ2の閾値Vthpに達しても電源電圧Vccが(Vthp+Vthn)に達するまでNchトランジスタ5がオフしたままなので、電源電圧の立ち上がり時間が長くなってもNチャネルMOSトランジスタの閾値Vthn以上のリセット信号を出力することができ、トランジスタの製造のばらつきがあっても内部回路をリセットすることができる。
According to the power-on
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.
1 パワーオンリセット回路
2 PチャネルMOSトランジスタ(Pchトランジスタ)
3a〜3d NチャネルMOSトランジスタ(Nchトランジスタ)
4 インバータ回路
5 NチャネルMOSトランジスタ(Nchトランジスタ)
9 バイアス回路
9a PチャネルMOSトランジスタ(Pchトランジスタ)
9c NチャネルMOSトランジスタ(Nchトランジスタ)
1 Power-on reset circuit 2 P-channel MOS transistor (Pch transistor)
3a to 3d N-channel MOS transistor (Nch transistor)
4 Inverter circuit 5 N channel MOS transistor (Nch transistor)
9 Bias circuit 9a P-channel MOS transistor (Pch transistor)
9c N-channel MOS transistor (Nch transistor)
Claims (2)
前記PチャネルMOSトランジスタのドレインに接続された容量素子と、
入力部が前記PチャネルMOSトランジスタのドレインと前記容量素子との接続点に接続され、電源側端子が前記電源に接続されたインバータ回路と、
前記インバータ回路の接地側端子に接続されたスイッチング素子と、
前記電源の電圧が前記PチャネルMOSトランジスタがオンする前記電源の電圧より所定値以上大きくなると前記スイッチング素子をオンする制御回路と
を備えたことを特徴とするパワーオンリセット回路。 A P-channel MOS transistor having a source connected to a power source and a gate grounded;
A capacitive element connected to the drain of the P-channel MOS transistor;
An inverter circuit in which an input unit is connected to a connection point between the drain of the P-channel MOS transistor and the capacitive element, and a power supply side terminal is connected to the power supply;
A switching element connected to the ground side terminal of the inverter circuit;
A power-on reset circuit comprising: a control circuit that turns on the switching element when the voltage of the power source becomes greater than a predetermined value by the voltage of the power source that turns on the P-channel MOS transistor.
前記制御回路は、前記電源の電圧が前記PチャネルMOSトランジスタがオンする前記電源の電圧より所定値以上大きくなると、前記NチャネルMOSトランジスタのゲートに当該NチャネルMOSトランジスタの閾値以上の電圧を供給することを特徴とする請求項1記載のパワーオンリセット回路。
The switching element is an N-channel MOS transistor having a drain connected to the ground-side terminal of the inverter circuit and a source grounded.
The control circuit supplies a voltage equal to or higher than a threshold value of the N-channel MOS transistor to the gate of the N-channel MOS transistor when the voltage of the power source becomes larger than a predetermined value by the voltage of the power source that turns on the P-channel MOS transistor. The power-on reset circuit according to claim 1.
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