上电复位电路、电源装置及芯片的制作方法

1.本发明实施例涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种上电复位电路、电源装置及芯片。


背景技术：

2.在电子系统上电时，电源通常需要经过比较长的时间才能达到稳定状态。在这个过程中，数字集成电路或数模混合集成电路中的寄存器、控制器等单元的状态是不确定的，这可能会导致芯片不能正常工作。因此需要在电源上电时，使用上电复位电路对不确定的状态进行初始化。
3.在现有技术中，随着集成电路工艺的进步，芯片的工作电压越来越低，对上电复位电路的性能要求也更高，由于传统的上电复位电路静态消耗大、结构复杂且无欠压检测，因此，传统的上电复位电路越来越难以满足如今集成电路的需求。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述传统的上电复位电路静态消耗大、结构复杂且无欠压检测的技术问题，本发明实施例提供一种上电复位电路、电源装置及芯片。
5.第一方面，本发明实施例提供一种上电复位电路，包括：
6.上拉控制模块、第一上拉模块、第一下拉模块、第二下拉模块、第三下拉模块、第四下拉模块和输出模块；
7.所述上拉控制模块连接电源输出端和第一控制节点；
8.所述第一上拉模块连接电源输出端、所述第一控制节点，以及第一上拉节点；
9.所述第一下拉模块连接所述第一控制节点和所述输出模块；
10.所述第二下拉模块连接所述第一控制节点和所述第一下拉节点；
11.所述第三下拉模块连接电源输出端和所述第一下拉节点；
12.所述第四下拉模块连接所述第一下拉节点和所述输出模块；
13.所述输出模块连接所述第一上拉节点和所述第一下拉模块。
14.在一个可能的实施方式中，上拉控制模块包括：第一电阻和第一三极管；
15.所述第一电阻一端连接所述第一控制节点，另一端连接接地端；
16.所述第一三极管的源极连接所述电源输出端，栅极和漏极连接所述第一控制节点。
17.在一个可能的实施方式中，第一上拉模块包括：第二三极管、第三三极管和第四三极管；
18.所述第二三极管的源极连接所述电源输出端，栅极连接所述第一上拉节点，漏极连接第二上拉节点；
19.所述第三三极管的源极连接所述电源输出端，栅极连接所述第二上拉节点，漏极连接所述第一上拉节点；
20.所述第四三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接所述第二上拉节点，源极连接接地端。
21.在一个可能的实施方式中，第一下拉模块包括：第五三极管和第六三极管；
22.所述第五三极管的栅极和漏极连接所述第一控制节点，源极连接所述第六三极管的漏极；
23.所述第六三极管的漏极连接所述第五三极管的源极，栅极连接所述输出模块，源极连接接地端。
24.在一个可能的实施方式中，第二下拉模块包括：第七三极管和第八三极管；
25.所述第七三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接第一下拉节点，源极连接所述第八三极管的漏极；
26.所述第八三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接所述第七三极管的源极，源极连接接地端。
27.在一个可能的实施方式中，第三下拉模块包括：第二电阻；
28.所述第二电阻一端连接所述第一下拉节点，另一端连接电源输出端。
29.在一个可能的实施方式中，第四下拉模块包括：第九三极管；
30.所述第九三极管的栅极连接所述第一下拉节点，漏极连接所述第一上拉节点，源极连接接地端。
31.在一个可能的实施方式中，输出模块包括：第一反相器和第二反相器；
32.所述第一反相器的输入端连接所述第一上拉节点，输出端连接第一反向节点；
33.所述第二反相器的输入端连接所述第一反向节点，输出端连接所述上电复位电路的输出端；
34.所述第一反向节点连接所述第六三极管的栅极。
35.第二方面，本发明实施例提供一种电源装置，包括：电源和第一方面任一所述的上电复位电路。
36.第三方面，本发明实施例提供一种芯片，包括：如第二方面所示的电源装置。
37.本发明实施例提供的上电复位电路，具有电源上电和掉电检测功能，且对电源上电的速度不敏感，通过阈值的迟滞对电源噪声达到免疫的作用，且克服了传统上电复位结构静态功耗较大、降低了上电复位电路的功耗。
附图说明
38.图1为本发明实施例提供的一种上电复位电路的结构示意图；
39.图2为本发明实施例提供的另一种上电复位电路的结构示意图；
40.图3为该上电复位电路在pvt下上电复位示意图；
41.图4为该上电复位电路在pvt下掉电复位示意图；
42.图5为tt情况下功耗在5u左右的示意图；
43.图6为本发明实施例提供的一种电源装置的结构示意图；
44.图7为本发明实施例提供的一种芯片的结构示意图。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
46.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
47.参见图1，为本发明实施例提供的一种上电复位电路的结构示意图。该上电复位电路具体包括：上拉控制模块10、第一上拉模块20、第一下拉模块30、第二下拉模块40、第三下拉模块50、第四下拉模块60和输出模块70。
48.进一步地，在该上电复位电路中还包括：接地节点(以下统称p0)、第一控制节点(以下统称p1)、第一上拉节点(以下统称p2)和第一下拉节点(以下统称p3)，上述的节点可以理解为两个模块之间连接或者三个模块连接形成的电连接点，例如，接地节点p0为该上电复位电路中与接地端形成的电连接点、第一控制节点p1为上拉控制模块10、第一下拉模块30，以及第二下拉模块40之间形成的电连接点，第一上拉节点p2为第一上拉模块20与第四下拉模块60之间形成的电连接点，第一下拉节点p3为第三下拉模块50、第二下拉模块40，以及第四下拉模块60之间形成的电连接点。
49.其中，上电复位电路的电路结构包括：
50.上拉控制模块10连接电源输出端(以下统称output)和第一控制节点p1；
51.第一上拉模块20连接电源输出端output、第一控制节点p1，以及第一上拉节点p2；
52.第一下拉模块30连接第一控制节点p1和输出模块70；
53.第二下拉模块40连接第一控制节点p1和第一下拉节点p3；
54.第三下拉模块50连接电源输出端output和第一下拉节点p3；
55.第四下拉模块60连接第一下拉节点p3和输出模块70；
56.输出模块70连接第一上拉节点p2和第一下拉模块30。
57.本发明实施例的上电复位电路应用于电源装置中，上电复位电路对应设置有电源。电源装置包括：上电阶段和复位阶段。
58.首先需要说明的是，由图1电路结构可知，当第一控制节点p1为高电平时，第二下拉模块40导通，同时，第二下拉模块40导通后将第一下拉节点p3电压降为低电平，从而导致第四下拉模块60截止，第一上拉节点p2为高电平，输出模块70输出的电压为高电平；当第一控制节点p1为低电平时，第二下拉模块40截止，第四下拉模块60导通，将第一上拉节点p2变为低电平，输出模块70输出的电压为低电平。
59.进一步地，显示面板在上电阶段时，电源输出端output的vcc(volt current condenser，电源电压)逐渐上升，此时，上拉控制模块10逐渐达到饱和状态，第一控制节点p1的电压升高，当第一控制节点p1的电压小于或者等于第一预设电压值(第一预设电压值在下文详细介绍，在此先不介绍)时，第四下拉模块60的输入端电压为第三下拉模块50输出端电压，处于导通状态，连接第四下拉模块60的第一上拉节点p2为低电平，与第一上拉节点p2连接的输出模块70也保持低电压，也即，输出模块70随着vcc的上升保持低电平。
60.此外，与输出模块70连接的第一下拉模块30处于导通状态，从而将第一控制节点
p1的电压控制为小幅度变动，以达到该上电复位电路阈值的迟滞。
61.显示面板在复位阶段时，随着vcc的上升，当vcc大于或者等于第二预设电压值(第二预设电压值在下文详细介绍，在此先不介绍)时，上拉控制模块10处于完全导通状态，第一控制点p1为高电平，此时，第二下拉模块40和第一上拉模块20均为导通状态，第四下拉模块60为截止状态，此时第一上拉节点p2的电压取决于第一上拉模块20为高电平。由于，输出模块70的输出电压取决于第一上拉结点p2的电压，所以，输出模块70的输出电压为高电平，并且，随着vcc的上升而上升，此时，与输出模块70连接的第一下拉模块30为截止状态。
62.本发明实施例中，通过上电复位电路中连接的第一上拉模块20将第一上拉节点p2的电压升高为高电平，实现将输出模块70的输出电压升高，通过第四下拉模块60将第一上拉节点p2的电压降为低电平，实现将输出模块70的输出电压降低。由于，第一上拉模块20和第四下拉模块60的导通电压值不同，实现了检测上电电压和掉电电压的不同，从而实现了上电复位电路结构简单，可以带欠压检测。
63.在本发明实施例的一可选方案中，所述上拉控制模块，包括：第一电阻和第一三极管。
64.在本发明实施例的一可选方案中，所述第一上拉模块，包括：第二三极管、第三三极管和第四三极管。
65.在本发明实施例的一可选方案中，所述第一下拉模块，包括：第五三极管和第六三极管。
66.在本发明实施例的一可选方案中，所述第二下拉模块，包括：第七三极管和第八三极管。
67.在本发明实施例的一可选方案中，所述第三下拉模块，包括：第二电阻。
68.在本发明实施例的一可选方案中，所述第四下拉模块，包括：第九三极管。
69.在本发明实施例的一可选方案中，所述输出模块，包括：第一反相器和第二反相器。
70.以下将以上拉控制模块包括：第一电阻和第一三极管、第一上拉模块包括：第二三极管、第三三极管和第四三极管、第一下拉模块包括：第五三极管和第六三极管、第二下拉模块包括：第七三极管和第八三极管、第三下拉模块包括：第二电阻、第四下拉模块包括：第九三极管、输出模块包括：第一反相器和第二反相器，为例对上电复位电路进行介绍。
71.参见图2，为本发明实施例提供的另一种上电复位电路的结构示意图。该上电复位电路具体包括：上拉控制模块10、第一上拉模块20、第一下拉模块30、第二下拉模块40、第三下拉模块50、第四下拉模块60和输出模块70。
72.其中，上拉控制模块10包括：第一电阻r1和第一三极管m1，该第一三极管m1可以是pnp型三极管；第一电阻r1一端连接第一控制节点p1，另一端连接接地端；第一三极管的源极连接电源输出端，栅极和漏极连接第一控制节点p1。
73.第一上拉模块20包括：第二三极管m2、第三三极管m3和第四三极管m4，第二三极管m2和第三三极管m3可以是pnp型三极管，第四三极管m4可以是npn型三极管；第二三极管m2的源极连接电源输出端，栅极连接第一上拉节点p2，漏极连接第二上拉节点(以下统称p4)；第三三极管m3的源极连接电源输出端，栅极连接第二上拉节点p4，漏极连接第一上拉节点p2；第四三极管m4的栅极连接第一控制节点p1，漏极连接第二上拉节点p4，源极连接接地
端。
74.第一下拉模块30包括：第五三极管m5和第六三极管m6，第五三极管m5和第六三极管m6可以是npn型三极管；第五三极管m5的栅极和漏极连接第一控制节点p1，源极连接第六三极管m6的漏极；第六三极管m6的漏极连接第五三极管m5的源极，栅极连接输出模块70，源极连接接地端。
75.第二下拉模块40包括：第七三极管m7和第八三极m8，第七三极管m7和第八三极管m8可以是npn型三极管；第七三极管m7的栅极连接第一控制节点p1，漏极连接第一下拉节点p3，源极连接第八三极管m8的漏极；第八三极管m8的栅极连接第一控制节点p1，漏极连接第七三极管m7的源极，源极连接接地端。
76.第三下拉模块50包括：第二电阻r2；第二电阻r2一端连接第一下拉节点p3，另一端连接电源输出端。
77.第四下拉模块60包括：第九三极管m9，第九三极管m9可以是npn型三极管；第九三极管m9的栅极连接第一下拉节点p3，漏极连接第一上拉节点p2，源极连接接地端。
78.输出模块70包括：第一反向器和第二反向器；第一反相器的输入端连接第一上拉节点p2，输出端连接第一反向节点(以下统称p5)；第二反相器的输入端连接第一反向节点p5，输出端连接上述上电复位电路的输出端；第一反向节点p5连接第六三极管m6的栅极。
79.参见图3，为该上电复位电路在pvt(process、voltage、temperature，工艺、电压、温度)下上电复位示意图。由图3可知，上电复位电压为2.4v左右。
80.以下以上述图2所示上电复位电路结构为例，对上电复位电路的复位电压进行详细介绍：
81.由图2所示上电复位电路结构可知，当vcc的电压值大于或者等于三极管m1、三极管m7，以及三极管m8的电压之和，也即，vcc≥vm1+vm7+vm8≈0.95+0.75+0.75＝2.45v(此处即为上述图1介绍中的第二预设电压)时，此时，vcc大于m4的截止电压，m4为导通状态，与m4并联的m7和m8均属于导通状态，第一下拉节点p3和第二上拉节点p4作为三极管m7和三极管m4的漏极，第一下拉节点p3和第二上拉节点p4的电压均被拉低，由于第一下拉节点p3为npn型三极管m9的栅极，所以npn型三极管m9处于截止状态；由于第二上拉节点p4还是三极管m3的栅极，所以npn型三极管m3导通；从而使得作为pnp型三极管m3的漏极的第一上拉节点p2的电压被升高。由于第一反向节点p5与第一上拉节点p2由第一反相器c1连接，所以第一反向节点p5是第一上拉节点p2的反向电压，当第一上拉节点p2的电压升高时，第一反向电压p5的电压降低，从而npn型三极管m6的栅极电压减小，npn型三极管m6为截止状态，三极管m6连接npn型三极管m5的源端，npn型三极管m5的电压降低，npn型三极管m5也就属于截止状态。当npn型三极管m5为截止状态时，第一控制节点p1的电压随着vcc的上升而上升，不会被抑制。
82.上述第一反向节点p5的电压被降低时，此上电复位电路的输出端电压为第一反向节点p5的反向电压，也即，此上电复位电路的输出电压随着vcc的上升而上升。
83.需要说明的是，上述m1、m7，以及m8的取值均来自实际电路应用中三极管的具体取值，其可以根据三极管的尺寸进行调整，例如m1为1v，m7和m8均为0.8v，本发明对此不做限制。
84.此外，为了降低功耗，复位结束后可以停止工作，通过反馈电压第一反向节点p5控
制第五三极管m5通断，控制流经第一三极管m1的电流。当复位结束后，第一反向节点p5电压为低，第五三极管m5截止，流经第一三极管m1的电流减小，从而静态功耗降低。
85.参见图4，为该上电复位电路在pvt下掉电复位示意图。由图4可知，掉电复位电压在1.76v左右。
86.以下以上述图2所示上电复位电路结构为例，对掉电复位电路的复位电压进行详细介绍：
87.由图2所示上电复位电路结构可知，当vcc小于或者等于三极管m1和三极管m4的电压之和，也即，vcc≤vm1+vm4≈0.95v+0.81v＝1.76v(此处即为上述图1介绍中的第一预设电压)时，由于vcc小于m4的截止电压，因此，m4处于截止状态，与m4并联的m7和m8也就属于截止状态。又由于，vcc大于m9的截止电压，m9为npn型三极管，所以m9为导通状态，从而作为m9漏极的第一上拉节点p2则为低电平，第一上拉节点p2的反向电压也即第一反向节点p5的电压为高电平。
88.进一步，第一反向节点p5为m6的栅极，m6为npn型三极管，所以，三极管m6为导通状态，从而将m5的源极电压降低，m5导通，作为三极管m5的栅极的第一控制节点p1升高，可以使第一控制节点p1的电压不会降到阈值以下。
89.上述第一反向节点p5的电压被升高时，此上电复位电路的输出端电压为第一反向节点p5的反向电压，也即，此上电复位电路的输出电压随着vcc的降低而降低。
90.需要说明的是，上述m1和m5的取值均来自实际电路应用中三极管的具体取值，其可以根据三极管的尺寸进行调整，例如m1为1v，m5均为0.8v，本发明对此不做限制。
91.由上述图3和图4的介绍可得，该上电复位电路具有电源上电和掉电检测功能，且对电源上电的速度不敏感，通过阈值的迟滞对电源噪声达到免疫的作用，且克服了传统上电复位结构静态功耗较大、降低了上电复位电路的功耗，在tt状态下功耗为5u，如图5所示，为tt情况下功耗在5u左右的示意图。
92.图6为本发明实施例提供的一种电源装置的结构示意图，如图6所示，电源装置600包括：
93.电源601和上电复位电路602；
94.其中，电源601的输出端连接上电复位电路602；
95.该上电复位电路602可以为图2所示的上电复位电路。
96.根据本发明实施例的电源装置，电源601向上电复位电路602输出电压vcc，上电复位电路602对上述电源601上电和掉电检测，且对电源601上电不敏感，通过阈值的迟滞对电源601噪声达到免疫的作用，且克服了传统上电复位结构静态功耗较大、降低了上电复位电路的功耗。
97.图7为本发明实施例提供的一种芯片的结构示意图，如图7所示，芯片700包括：
98.电源装置600；
99.其中，该电源装置600可以为图6所示的电源装置。
100.根据本发明实施例的芯片，采用上述实施例中的电源装置，电源装置中，电源向上电复位电路输出电压vcc，上电复位电路对上述电源上电和掉电检测，且对电源上电不敏感，通过阈值的迟滞对电源噪声达到免疫的作用，且克服了传统上电复位结构静态功耗较大、降低了上电复位电路的功耗。
101.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
102.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
103.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种上电复位电路，其特征在于，包括：上拉控制模块、第一上拉模块、第一下拉模块、第二下拉模块、第三下拉模块、第四下拉模块和输出模块；所述上拉控制模块连接电源输出端和第一控制节点；所述第一上拉模块连接电源输出端、所述第一控制节点，以及第一上拉节点；所述第一下拉模块连接所述第一控制节点和所述输出模块；所述第二下拉模块连接所述第一控制节点和所述第一下拉节点；所述第三下拉模块连接电源输出端和所述第一下拉节点；所述第四下拉模块连接所述第一下拉节点和所述输出模块；所述输出模块连接所述第一上拉节点和所述第一下拉模块。2.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述上拉控制模块，包括：第一电阻和第一三极管；所述第一电阻一端连接所述第一控制节点，另一端连接接地端；所述第一三极管的源极连接所述电源输出端，栅极和漏极连接所述第一控制节点。3.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第一上拉模块，包括：第二三极管、第三三极管和第四三极管；所述第二三极管的源极连接所述电源输出端，栅极连接所述第一上拉节点，漏极连接第二上拉节点；所述第三三极管的源极连接所述电源输出端，栅极连接所述第二上拉节点，漏极连接所述第一上拉节点；所述第四三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接所述第二上拉节点，源极连接接地端。4.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第一下拉模块，包括：第五三极管和第六三极管；所述第五三极管的栅极和漏极连接所述第一控制节点，源极连接所述第六三极管的漏极；所述第六三极管的漏极连接所述第五三极管的源极，栅极连接所述输出模块，源极连接接地端。5.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第二下拉模块，包括：第七三极管和第八三极管；所述第七三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接第一下拉节点，源极连接所述第八三极管的漏极；所述第八三极管的栅极连接所述第一控制节点，漏极连接所述第七三极管的源极，源极连接接地端。6.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第三下拉模块，包括：第二电阻；所述第二电阻一端连接所述第一下拉节点，另一端连接电源输出端。7.根据权利要求1所述的上电复位电路，其特征在于，所述第四下拉模块，包括：第九三极管；
所述第九三极管的栅极连接所述第一下拉节点，漏极连接所述第一上拉节点，源极连接接地端。8.根据权利要求1所述的上电复位电路，所述输出模块，包括：第一反相器和第二反相器；所述第一反相器的输入端连接所述第一上拉节点，输出端连接第一反向节点；所述第二反相器的输入端连接所述第一反向节点，输出端连接所述上电复位电路的输出端；所述第一反向节点连接所述第六三极管的栅极。9.一种电源装置，其特征在于，包括：电源和如权利要求1～8中任一所述的上电复位电路。10.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求9所示的电源装置。

技术总结
本发明实施例涉及上电复位电路、电源装置及芯片，所述上电复位电路包括：上拉控制模块、第一上拉模块、第一下拉模块、第二下拉模块、第三下拉模块、第四下拉模块和输出模块；通过对电源上电和掉电检测，且对电源上电的速度不敏感，通过阈值的迟滞对电源噪声达到免疫的作用，实现欠压检测，且结构简单，降低了上电复位电路的功耗。电路的功耗。电路的功耗。


技术研发人员：荣家敬 陆霄 马颖江 冯玉明 张彤
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8