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2022基于电平检测的POR电路设计基于电平检测的POR电路设计 本文关键词：电平，电路设计，检测，POR基于电平检测的POR电路设计 本文简介：为了确保电路系统工作在正常状态,需要给电源一定的上电时间来达到稳定工作电压如果不提供一个复位信号来表明电路系统可以开始正常工作,例如数字寄存器和模拟积分器这些电路的初始化可能会产生混乱,使得整个电路处于逻辑混乱的状态由此,在整个上电及供电过程中都需要一个上电复位电路(Power-OnResetC基于电平检测的POR电路设计 本文内容：　　为了确保电路系统工作在正常状态, 需要给电源一定的上电时间来达到稳定工作电压如果不提供一个复位信号来表明电路系统可以开始正常工作, 例如数字寄存器和模拟积分器这些电路的初始化可能会产生混乱, 使得整个电路处于逻辑混乱的状态由此, 在整个上电及供电过程中都需要一个上电复位电路 (Power-On Reset Circuit, 简称POR) 来检查电源是否处于正常的工作状态直到电源电压达到正常工作状态 (起拉电压) 之前, POR电路都需要提供一个复位信号来阻止电路可能存在的逻辑混乱[1]由于电路系统要时刻保证电源处于正常工作的状态, 所以上电复位电路需要时刻检测电源电压, 在掉电及二次上电的过程中要提供及时快速的响应。

　　1、传统的POR电路　　传统的POR电路基于RC充电原理, 如图1所示当VDD开始上电时, 电容开始充电, 在电容两端电压超过次级反相器阈值之前, 复位信号保持低电平当电容两端电压超过次级反相器的阈值后, 电路输出高电平, 上电复位过程结束　　该电路本质时通过RC充电的延时来实现合适的复位, 利用PMOS代替了电阻并联的二极管可以在电源掉电的时候, 让电容迅速的放电, 提高了电路在掉电过程中的响应但是该电路难以做到对于不同上电速率的电源的及时响应　　2、基于电平检测的POR电路　　针对延时上电复位电路的问题, 提出了基于电平检测的上电复位电路基本原理是用电阻分压网络去放大三极管的基极-发射极电压, 以此作为起拉电压, 借鉴PTAT电压的产生原理, 利用三极管的负温度系数特性实现起拉电压的温度稳定性当两个二极管接法的三极管工作在不同的电流情况下, 它们之间VBE的差值和温度成正比　　那么, 在Q1, Q2通过相同的电流的情况下, 增大Q2的并联数目使之为1:n, 那么同样它们之间VBE的差值和温度成正比本文正是借鉴这个与温度正相关的PTAT电压来实现一个低温度系数的上电复位电路具体电路实现如下:R1和R2提供了一个电阻分压给次级三极管Q1, 次级三极管Q2和Q3构成1:n的晶体管, Q2是二极管接法, 与Q1的发射极通过电阻R3相连, PMOS管M1和M2构成1:1电流镜为Q1, Q2和Q3供电。

Q3发射极通过电阻R4后接地, Q3的集电极接Q4的基极和M2的漏端Q4集电极通过R5接高电位, 其发射极接地次级的反相器接Q4的集电极, 并输出上电复位电路的复位信号　　当A点电压不足以使得Q1导通时, Q2, Q3, Q4均截止, 此时复位信号为低电平, 表明电路还没达到正常工作电压随着VDD逐渐增大, 电阻分压逐步增加, 当分压达到使得Q1导通的时候, 与Q1处于同一支路的Q2由于是二极管接法也会导通Q2与Q3基极相连, 当Q2导通的时候Q3也会导通, 此时M1和M2这两个PMOS栅极相连构成的1:1电流镜也开始工作由于R4的电阻远大于M1的导通电阻, 使得Q4导通, 那么复位信号为高电平, 表明电路达到正常工作电压　　由于两路电流相同, 当Q1导通的时候所在的电流镜也开始工作, 由于两路电流相等, 同时可知道R3上电阻分压由于Q2和Q3是1:n的关系, 那么就可以得到此时VDD达到正常工作的电压值 (即该电路的起拉电压VTP) 对起拉电压做温度微分可知, 为了获得一个起拉电压受温度影响小的上电复位电路, 则要通过调整R3, R4的值, 使得而起拉电压VTP的值可以通过R1和R2来进行灵活调整。

　　3、仿真结果　　本文采用HG 0.5um BCD工艺模型和Candence HSPICE软件对电路进行了仿真按照该工艺支持的范围, 选择了-40℃, 25℃, 125℃;工艺角则选择了FF, TT, SS;电源电压选择6.8V, 7.6V, 8.4V;上电速率选择了101ms, 101us, 1s;不同的组合的仿真结果, 显示出此电路能完成上电复位功能　　从仿真结果可以看出, 随着VCC的逐步上升, 输出的复位信号在达到起拉电压之后迅速变成高电平, 完成了上电后产生复位信号的功能对电源掉电及二次上电的情况的仿真测试中可以看出, 在VCC低于起拉电压后, 复位信号迅速从高电平掉至低电平, 对电源掉电和二次上电的情况给出了快速的反应在电源掉电没有低于起拉电压的时候, 电路没有给出错误的响应, 证明了电路的稳定可靠组合仿真测试表明, 由于电路参考了PTAT电压的思路, 利用BCD工艺的特性采用了具有负温度系数特性的三极管, 使得电路的起拉电压受温度波动的影响较小同时也可以看出, 在电源电压波动的允许值内, 该电路表现出了良好的抗电源干扰特性, 满足了上电复位电路的需求　　4、结语　　随着片内集成电路的不断发展, 对POR电路有了越来越高的要求, 本文通过分析传统的上电复位电路的优缺点, 提出了一种基于电平检测的POR电路。

该电路性能稳定可靠, 结构新颖简单, 具有良好的抗干扰特性, 受温度的影响较小, 可以灵活的调整起拉电压来满足不同芯片的需求最后利用Candence HSPICE进行了仿真验证, 得到了理想的结果　　参考文献　　[1]Huy-Binh Le, Xuan-Dien Do, Sang-Gug Lee, and SeungTak Ryu, A Long Reset-Time Power-On Reset Circuit With Brown-Out Detection Capability, IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMSII:EXPRESS BRIEFS, VOL.58, NO.11, NOVEMBER 2022.《基于电平检测的POR电路设计》出自：百味书屋链接地址： 转载请保留,谢谢!本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页。