[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)電壓檢測的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210089303.6
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102624370A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 徐肯;張建強
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市廣晟微電子有限公司
• 主分類號: H03K17/22
• 分類號: H03K17/22
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路的檢測領(lǐng)域，尤其是涉及一種實現(xiàn)電壓檢測的裝置和方法。

背景技術(shù)

在電子系統(tǒng)的上電過程中電源電壓由地電壓上升到正常工作時的電壓值，而系統(tǒng)中的電路需要在電源電壓上升到足夠高時才開始工作，若電路過早的進入工作狀態(tài)，由于此時的電源電壓較低，可能造成電路處于錯誤的初始狀態(tài)從而導致整個系統(tǒng)的錯誤操作。因此，在電子系統(tǒng)中往往需要一個電壓檢測電路，它的作用在于當電源電壓上升到足夠高的預設值時，產(chǎn)生相應的信號告知其他的電路此時電源電壓已經(jīng)在正常工作范圍內(nèi)，可以開始進入初始化或工作狀態(tài)，確保了其他電路的正確操作。

最早用于實現(xiàn)該功能的電路，一般由RC延時電路組成，RC延時電路用于對電源電壓進行一定時間的延時，并將延時后的信號作為電源電壓的標志信號，所以當RC延時電路的輸出達到最終值的時候，可以認為電源電壓也已經(jīng)達到其工作電壓值，集成電路已經(jīng)具有正常的供電。但是當電源電壓上升很慢的時候，往往需要很大的RC延時才能保證系統(tǒng)的正常工作。因此若將RC延時集成于芯片內(nèi)，必將占用較大的芯片面積，增加芯片生產(chǎn)的成本。若將RC延時做于PCB板上，將會增加芯片的管腳并且占用PCB板的面積，也會增加成本。

另一種方法是采用普通的MOS管構(gòu)成的電壓檢測電路，該方法相比與RC延時電路的方法具有面積小、成本低和不需要額外管腳等優(yōu)點。美國專利5,323,067以及中國專利96106138.3采用的就是這種方法。但是前者的方法不能夠在電源循環(huán)周期短時進行初始化，也就是說，當電源快速開關(guān)時，該電路不能保證系統(tǒng)的初始化。中國專利96106138.3解決了前者的問題，但是該方法可能會出現(xiàn)進入低電平自鎖狀態(tài)或者高電平自鎖狀態(tài)的問題。請參閱圖1，中國專利96106138.3中將輸出端102從高電平狀態(tài)到低電平狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)作為指示信號，指示出電源電壓已達到正常工作值。但是當負載電容C_load較大時，根據(jù)公式R＝1/Cjw，可以得出輸出端102對地的阻抗較小，且遠小于對電源的阻抗，所以初始上電時，電源電壓的上升并不能拉高輸出端102的電壓，因此102的輸出電壓為低電平，NMOS管N2不能開啟，而N3和N4為開啟狀態(tài)，所以節(jié)點112始終為電源電壓，導致輸出端102電壓更低，這樣形成的正反饋過程使得電路在電源電壓上升初始階段就進入低電平的自鎖狀態(tài)。

如果NMOS管N2的尺寸選擇不當，或者節(jié)點112有較小的對地寄生阻抗，有可能使得節(jié)點112為低電平，而將輸出模塊的輸出節(jié)點102鎖定在高電平的輸出狀態(tài)，從而使得電路進入高電平自鎖狀態(tài)，不能通過電源電壓的上升而最終退出高電平自鎖狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)電壓檢測的裝置和方法，以實現(xiàn)解決電源電壓檢測過程中可能會進入高電平或者低電平自鎖狀態(tài)的問題。

本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)電壓檢測的裝置，包括：

電壓檢測模塊200，用于對輸入電壓的檢測，當輸入電壓由地電壓上升到預設電壓時，電壓檢測模塊的輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

輸出模塊201，用于對電壓檢測模塊的輸出進行緩沖，將緩沖后的輸出作為所述裝置的輸出。

控制模塊202，用于當檢測到輸出模塊的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的情況下，開啟自鎖開關(guān)對輸出模塊的輸出進行鎖定。

啟動模塊203，在輸入電壓上升的初始階段，形成一個電壓檢測模塊的輸出端到輸入電壓的低阻抗通路，用于關(guān)閉控制模塊中的自鎖開關(guān)和開啟電壓檢測模塊，使裝置進入正常的電壓檢測工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，電壓檢測模塊包括第二NMOS管和第三NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管。

第一PMOS管的源極耦合到輸入電壓，第一PMOS管的柵極和漏極、第三NMOS管的柵極耦合到第一節(jié)點(301)；第二PMOS管的源極耦合到第二節(jié)點(303)；第二NMOS管的源極和第二PMOS管的柵極耦合到地電壓，第二NMOS管的柵極和漏極以及第三NMOS管的源極耦合到第三節(jié)點(305)，第三NMOS的漏極與第二PMOS管的漏極耦合到電壓檢測模塊的輸出節(jié)點(304)。

優(yōu)選地，電壓檢測裝置還包括一電阻；所述電阻耦合在第一節(jié)點(301)和第四節(jié)點(302)之間。

優(yōu)選地，輸出模塊包括第四PMOS管和第五NMOS管。

所述第四PMOS管和第五NMOS管組成一個反相器，反相器的輸入端為電壓檢測模塊的輸出節(jié)點(304)，反相器的輸出端為輸出模塊的輸出節(jié)點(306)，第四PMOS管的源極與輸入電壓耦合，第五NMOS管的源極與地電壓耦合。