JPH0474208A - パワーオンリセット回路 - Google Patents

パワーオンリセット回路

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JPH0474208A
JPH0474208A JP2187763A JP18776390A JPH0474208A JP H0474208 A JPH0474208 A JP H0474208A JP 2187763 A JP2187763 A JP 2187763A JP 18776390 A JP18776390 A JP 18776390A JP H0474208 A JPH0474208 A JP H0474208A
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小宅 功
Koichi Murakami
浩一 村上
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、電源投入直後に電源電圧が安定するまでの間
デジタル回路の誤動作を防止するパワーオンリセット回
路に関する。
B、従来の技術 パワーオンリセット回路はその出力が例えばマイクロコ
ンピュータのリセット端子に接続され、電源投入直後は
リセット端子をハイレベルにしてマイクロコンピュータ
をリセット信号にし、所定時間後、再び出力をローレベ
ルにしてマイクロコンピュータのりセントを解除する。
このように、パワーオンリセット回路は、マイクロコン
ピュータなどが電源投入直後の不安定な電源電圧により
誤動作するのを防止する。
このパワーオンリセット回路として第6図に示すCR検
知型のものが知られており(特開昭60−19317号
公報参照)、以下その概要を説明する。
インバータであるゲート回路106への入力回路が2系
統あり1片方は抵抗器103を介して電源vcCに接続
され、他方はコンデンサ104と抵抗器105との並列
回路を介して電源Veeに接続される。ここで、電源電
圧Veeはゲート回路106のスレッシュホールド電圧
(以下、Vthと呼ぶ)よりも低い電圧である。電@V
CCおよびV e eが投入されると、電源vccによ
ってコンデンサ104が充電され、その端子電圧v1o
4は徐々に増加する。V2O3<Vthのときはゲート
回路106の出力端子107はハイレベル、V104≧
Vthになると出力端子107はローレベルになる。
このCR検知型パワーオンリセット回路では、電源が投
入されてから出力端子107がローレベルになるまでの
時間(以下、リセット時間と呼ぶ)は、コンデンサと抵
抗器のCR時定数によって決まるので電源電圧が速く立
ち上がるときはリセット時間も短くなる。そのため、マ
イクロコンピュータ側でリセット信号を検知できないお
それがある。これを解決するためにCR時定数を大きく
することが考えられるが、基板上のコンデンサおよび抵
抗器のチップ面積が増大し集積化が困難になる。
CR検知型パワーオンリセット回路のこのような問題を
解決するため、従来から第7図に示す電圧検知型パワー
オンリセット回路が用いられている。
第7図により電圧検知型パワーオンリセット回路の概要
を説明する。
1bは電圧比較回路であり、電流源2、差動アンプ3b
、出力バッファ4により構成されている。
なお、差動アンプ3bのMO8型電界効果トランジスタ
(以下、MOSFETまたは単にトランジスタと呼ぶ)
32はデプレッション型、それ以外はエンハンスメント
型MO8FETである。電圧比較回路1bの入力端子1
4には電源電圧Vddを抵抗器11と抵抗器12とによ
って分圧した電圧Vdd’ が印加され、入力端子15
には電1vdclからゲート保護用抵抗器13を介して
電圧が印加される。この入力端子15に印加される電圧
は電圧比較回路1bの基準電圧V r e fを決定す
るに こで、電源がオンしているときのトランジスタ31のト
レイン電流Id3Lは、トランジスタ32のトレイン電
fiId32とトランジスタ33のトレイン電流Id3
3との和で、 Ic131=4d32−14d33 と表わされる。上述したようにトランジスタ32はデプ
レッション型、トランジスタ33はエンハンスメント型
として、電源投入時はトランジスタ32のMO5抵抗が
トランジスタ33のMO8抵抗より小さくなるようにし
ているので、電源投入時はトランジスタ32のドレイン
電流Id32がトランジスタ33のドレイン電流Id3
3よりも大きくなり、トランジスタ34.35のゲート
電位がそれらのvthよりも高くなってトランジスタ3
4.35はオン側に駆動される。
Id32>Id33であり、かつトランジスタ35がオ
ン信号にあると、トランジスタ35のドレインに接続さ
れるトランジスタ42のゲート電圧がそのvthまで上
昇せず、トランジスタ42はオフ側に趣動される。この
結果、トランジスタ42のトレイン電圧が上昇し、NO
Tゲート43のVthを越えるので出力バッファ4はハ
イレベル信号を出力端子5へ出力する。
このように、Id32>Ic133の間はトランジスタ
42がオフするので出力端子5はハイレベルになること
がわかる。
ここで、トランジスタ32のゲートは抵抗13を介して
Vddと接続され、そのゲート電圧Vrefの上昇速度
はVddの上昇速度に依存する。
一方、トランジスタ33のゲート電圧は抵抗11と12
で分圧されたVdd’であり、その上昇速度i;!Vr
efよりも遅い。そのため、トランジスタ32のトレイ
ンソース電圧をVref’ 、hランジスタ33のドレ
インソース電圧をV d d ”とするとき、Vd d
、 Vd d’ 、Vd d” 、V r ef′は第
8図のように経時変化し、時刻t、においてVref’
>Vdd”となる。
時刻t1でトランジスタ33のトレインソース電圧Vd
d”がトランジスタ32のトレインソース電圧V r 
e f ’ よりも低くなると、すなわちトランジスタ
33のMO8抵抗がトランジスタ32よりも小さくなる
と、トランジスタ33のドレイン電流Id33はトラン
ジスタ32のトレイン電流Id32よりも大きくなる。
そのため、トランジスタ32のドレイン電位は低下し、
トランジスタ34.35をオフ側に駆動する一方、Id
33をトランジスタ35が流しきれず、トランジスタ3
5のトレイン電位、すなわち、トランジスタ42のゲー
ト電位が上昇してトランジスタ42はオン側に移行する
。さらにこの結果、トランジスタ42のドレイン電位が
低下してNOTゲート43のvth以下になり、すなわ
ち、出力バッファ4はローレベル信号を出力端子5へ出
力する。つまり、t=t 1でこのパワーオンリセット
回路の出力はローレベルに反転する。
C9発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来のパワーオンリセット回
路では、差動アンプ部にスレッシュホールド電圧Vth
の製造上のバラツキの多いデプレッション型MO3FE
Tを用いて基準電圧を生成する構成としているため、動
作時の電源電圧の変動と電源投入時の電源電圧の立ち上
がり時間の変動とによってパワーオンリセット回路のリ
セット時間が大きく変化するという問題がある上、デプ
レッション型MO3FETは製造工数が多くかかるとい
う問題がある。
本発明の技術的課題は、MOSFETのスレッシュホー
ルド電圧のバラツキの影響を少なくしてパワーオンリセ
ット回路のりセント時間を一定にし、さらに、パワーオ
ンリセット回路の製造工数を低減することにある。
00課題を解決するための手段および作用一実施例を示
す第1図に対応づけて本発明を説明すると、本発明は電
源電圧に応じてゲートに印加されるゲート電圧に従った
ドレイン電流を得る第1のMO5FET33と、この第
1のMO5FET33とソースが並列に接続され、基準
電圧に応してゲートに印加されるゲート電圧に従ったド
レイン電流を得る第2のMO8FET32と、電源の投
入に伴う第1のMOSFETのゲート電圧の上昇により
第1および第2のMOSFETのドレイン電流の大きさ
が反転するまではリセット信号を出力する出力手段4,
51とを備えるMOSFETを用いたパワーオンリセッ
ト回路に適用し、第1および第2のMO5FET33.
32をエンハンスメント型で形成し、第1のMO5FE
T33または第2のMO3FET32の基板にバイアス
電圧を印加することにより、上記技術的課題を達成する
なお、本発明の詳細な説明する上記り項では、本発明を
分かり易くするために実施例の図を用いたが、これによ
り本発明が実施例に限定されるものではない。
E、実施例 一第1の実施例− 第1図は、本発明の第1の実施例を示す回路図である。
1は電圧比較回路であり、電流源2と、差動アンプ3お
よび出力バッファ4から構成される。電流源2はトラン
ジスタ21と22から構成され、差動アンプ3のトラン
ジスタ31と出力バッファ4のトランジスタ41のゲー
トに一定電圧を供給する。
差動アンプ3はエンハンスメント型MO8FETトラン
ジスタ31〜35により構成され、トランジスタ32の
基板電位は電源Vddに、トランジスタ33の基板電位
は同トランジスタのソース電位に接続される。すなわち
、トランジスタ32の基板が逆バイアスされる。このよ
うに、トランジスタ32の基板にのみバイアスをかける
のは次の理由による。
第2図は基板バイアス電圧Vbsとスレッシュホールド
電圧Vthの関係を示し、図示するように基板バイアス
電圧Vbsの絶対値が増加するにつれてスレッシュホー
ルド電圧vthも増加する。
しかし、vthの増加率は、Vbsの絶対値が増加する
と減少する。すなわち、Δvthl>ΔVth2となる
。したがって、予め半導体基板にバイアス電圧V b 
sをかけておけば、回路の動作中に何らかの影響で実効
的なバイアス値に変動が生じても、vthは大きく変動
することはない。つまり、電圧比較回路1の基準電圧V
ref’ を決定するトランジスタ32のvthの安定
化が図れる。
さらに、差動アンプ3のトランジスタ33のゲートには
電源電圧Vddを抵抗器11と12とによって分圧した
電圧Vd d’ が入力端子14を介して印加される。
また、差動アンプ3のトランジスタ32のゲートは抵抗
器13と入力端子15とを介して接地電位Vssに接続
され、基準電位Vrefが印加される。
トランジスタ31は、トランジスタ32とトランジスタ
33のドレイン電流を供給し、トランジスタ32とトラ
ンジスタ33のドレイン電流の和が常に一定となるよう
に制御する。
出力バッファ4はトランジスタ41.42とNOTゲー
ト43.44から構成され、差動アンプ3からの出力を
増幅してインバータ51へ出力し、出力端子5にパワー
オンリセット信号が出力される。
次に、第1図に示す回路の各部の電圧変化を示す第3図
を参照して第1の実施例の動作を説明する。
第8図の説明と同様、電源電圧をVdd、トランジスタ
33のゲート電圧をVdd′、トレインソース電圧をV
dd”、トランジスタ32のトレインソース電圧をVr
ef’ とするとき、これらの経時変化は第3図のよう
に示すことができる。
第3図において、トランジスタ32のトレインソース電
圧Vref’ は一定値をとり、トランジスタ33のト
レインソース電圧Vdd’″はそのゲート電圧Vdd’
 に依存する。時刻t=Oで電源Vddが投入されると
、電圧比較回路1の入力端子14の電圧Vdd’は第3
図に示すように上昇する。時刻t=t 2まではトラン
ジスタ33のトレインソース電圧V d d ”はトラ
ンジスタ32のドレインソース電圧V r e f″よ
り低く、すなわち、トランジスタ33のMO3抵抗はト
ランジスタ32のMO5抵抗より小さいので、トランジ
スタ33のドレイン電流Idはトランジスタ32のトレ
イン電流Idよりも大きい。この結果、トランジスタ3
5のトレイン電流工dはトランジスタ33のドレイン電
流Idを流しきれず、トランジスタ33のドレイン電位
は高くなり、トランジスタ42のゲート電圧が上昇して
トランジスタ42はオン側に移行する。これによってト
ランジスタ42のドレイン電位は低下し、NOTゲート
43のVth以下になる。すなわち、出力バッファ4は
ローレベル信号をインバータ51へ出力する。
インバータ51はこの入力信号をローレベルからハイレ
ベルに反転して出力端子5へ出力する。つまり、時刻t
=t2まではパワーオンリセット回路の出力はハイレベ
ルとなる。
次にt=t 2になると、トランジスタ33のトレイン
ソース電圧Vdd”がトランジスタ32のドレインソー
ス電圧Vref’ を越えるので、トランジスタ32の
MO5抵抗はトランジスタ33のMO3抵抗より小さく
なり、トランジスタ32のトレイン電流Idがトランジ
スタ33のドレイン電流より増加する。従って、トラン
ジスタ32のトレイン電位、すなわち、トランジスタ3
5のゲート電圧が上昇し、トランジスタ35はオン側に
駆動される。そして、トランジスタ42のゲート電圧が
低下してトランジスタ42がオフ側に移行すると、トラ
ンジスタ42のドレイン電位が上昇し、NOTゲート4
3のvthを越える。すなわち、出力バッファ4はハイ
レベル信号をインバータ51へ出力する。インバータ5
1はこの入力のハイレベル信号をローレベルに反転して
出力端子5へ出力する。
このように、第1の実施例のパワーオンリセット回路の
出力は、時刻t=t2まではハイレベル、t=t2以後
はローレベルになる。そしてこのとき、基準電圧Vre
f’ を形成するMOS)−ランジスタ32をエンハン
スメント型としかつその基板にバイアス電圧を印加して
いるから、基準電圧V r e f ’ が電源電圧の
影響を受けることがなく、所定のリセットパルスを生成
できる。
−第2の実施例− 第4図は第2の実施例を示す回路図である。第1の実施
例と同一の部材に対しては同符号を付して相違点を中心
に説明する。
第1の実施例と同様に、差動アンプ3aは全てエンハン
スメント型MO8FETにより構成し、トランジスタ1
33の基板電位は電源Vddに、トランジスタ132の
基板電位は同トランジスタのソース電位にされる。すな
わち、上述したと同様の理由によりトランジスタ133
の基板のみを逆バイアスする。さらに、トランジスタ1
32のゲートには電源電圧Vddを抵抗器11と12と
によって分圧した電圧Vdd’ が、電圧比較回路1a
の入力端子15を介して印加され、トランジスタ133
のゲートには抵抗器13および入力端子14を介して接
地電圧Vssが印加される。
第5図は、第4図に示す回路各部の電圧の経時変化を示
すタイムチャートであり、第4図、第5図により第2の
実施例の動作を説明する。
電源Vddが投入されてからt=t3まではトランジス
タ133のドレインソース電圧Vref’がトランジス
タ132のトレインソース電圧Vdd”より高い、すな
わちトランジスタ133のMO8抵抗はトランジスタ1
32のMO3抵抗より大きく、トランジスタ132のト
レイン電流Idはトランジスタ133のトレイン電流1
dより大きい。したがって、トランジスタ34.35の
ゲート電圧を決定するトランジスタ132のトレイン電
位が高くなり、トランジスタ34.35はオン側に駆動
される。そして、トランジスタ35のドレイン電位が低
くなり、トランジスタ42をオフ側に駆動する。これに
よってトランジスタ42のドレイン電位が上昇してNO
Tゲート43のVthを越えると、出力バッファ4はハ
イレベル信号を出力端子5へ出力する。
次に、t=t3になると、トランジスタ133のドレイ
ンソース電圧V r e f ’ がトランジスタ13
2のドレインソース電圧V d d ”より低くなると
、トランジスタ132よりもトランジスタ133のMO
3抵抗が小さくなり、トランジスタ133のトレイン電
流Idがトランジスタ132のトレイン電流Iclより
も大きくなる。トランジスタ132のトレイン電流Id
が減少すると、そのトレイン電位が低下してトランジス
タ35をオフ側に駆動するので、トランジスタ35はト
ランジスタ133のドレイン電流を流しきれず、トレイ
ン電位が上昇してトランジスタ42がオン信号になる。
さらに、トランジスタ42のトレイン電位が低下してN
OTゲート43のVthよりも低くなり、出力バッファ
4は出力端子5からローレベル信号を出力する。
このように、第2の実施例のパワーオンリセット回路は
、時刻t=t 3まではハイレベル信号を。
t=t3以後はローレベルを出力し、上述したと同様の
理由により電源電圧に影響を受けずに安定したリセット
パルスを出力できる。
なお、第1.第2の実施例では、トランジスタ32.1
32に基板バイアスをかけたが、逆にトランジスタ33
,133に基板バイアスをかけても同様な効果が得られ
る。また、差動アンプ3゜3aのトランジスタ32,3
3,132.133にPチャネルMO3FETを用いた
が、NチャネルMO3FETを用いて構成してもよい。
なおこのとき、トランジスタ21,22,31.41も
NチャネルMO5FETにし、トランジスタ34゜35
.42はPチャネルMO3FETにするとともに、電源
とグランドを逆にする必要がある。
F9発明の詳細 な説明したように本発明によれば、エンハンスメント型
MO8FETを用いて差動増幅器を構成し、さらに基準
電圧が印加されるトランジスタまたは電源電圧が印加さ
れるトランジスタのいずれか一方の基板をバイアスする
回路としたので、動作中のスレッシュホールド電圧の変
動による影響が少なくなり、電源の立ち上がり時間によ
ってパワーオンリセット回路のリセット時間の変動が減
少する。また、エンハンスメント型MO5FETにより
構成したことにより、製造工数が低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
基板バイアス電圧とスレッシュホールド電圧の関係を示
す図、第3図は第1の実施例を示す第1図の回路各部の
電圧の経時変化を示すタイムチャート、第4図は第2の
実施例を示す回路図、第5図は第4図に示す回路各部の
電圧の経時変化を示すタイムチャート、第6図は従来の
CR型パワーオンリセット回路の回路図、第7図は従来
の電圧検知型パワーオンリセット回路の回路図、第8図
は第7図に示す回路各部の電圧の経時変化を示すタイム
チャートである。 1:電圧比較回路    2:電流源 3:差動アンプ     4:出力バッファ5:出力 
   11,12,13:抵抗器21.22.31〜3
5,41,42:MO3FET43.44 : NOT
ゲート   51:インバータ特許出願人  日産自動
車株式会社 代理人弁理士   永 井 冬 紀 第2図 基板バイアス電圧 第4図 2電流源 3差動アンプ 1a電圧比較回路 4出カバソフア 2電流源 3差動アンプ 4 出力バノファ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電源電圧に応じてゲートに印加されるゲート電圧に従っ
    たドレイン電流を得る第1のMOSFETと、 この第1のMOSFETとソースが並列に接続され、基
    準電圧に応じてゲートに印加されるゲート電圧に従った
    ドレイン電流を得る第2のMOSFETと、 電源の投入に伴う第1のMOSFETのゲート電圧の上
    昇により第1および第2のMOSFETのドレイン電流
    の大きさが反転するまではリセット信号を出力する出力
    手段とを具備するMOSFETを用いたパワーオンリセ
    ット回路において、前記第1および第2のMOSFET
    をエンハンスメント型で形成し、第1または第2のMO
    SFETの基板にバイアス電圧を印加することを特徴と
    するMOSFETを用いたパワーオンリセット回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100430973B1 (ko) * 1995-06-09 2004-09-10 지멘스 악티엔게젤샤프트 2개의전기값을비교하기위한회로
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