[發明專利]一種面積優化的延時電路和方法

無效

• 申請號: 201310652591.6
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103677027A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 田澤;邵剛;韓煒;蔡葉芳;郎靜;李世杰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司第六三一研究所
• 主分類號: G05F1/10
• 分類號: G05F1/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

技術領域

本發明屬于為電子電路設計技術，涉及一種面積優化的延時電路和方法。

背景技術

延時電路可以廣泛應用于各種電路中。延時電路的實現方法多種多樣，通常是使用RC電路實現，或是使用數字計時延時。在芯片設計時，由于面積有限，當需要較大時間延時時，RC電路通常外接電容，使用芯片內部電流對外部電容充電，用此方法來減小所需電容在芯片占用的面積，這種方法增加了外圍器件個數。使用數字計時延時的方法實現較長時間延時時，所需的觸發器數量也隨時間的加長而增加，如果時鐘源出現偏差，那么設計與實際獲得的時鐘偏差與延時時間成正比。

發明內容

本發明提供一種基于面積優化的延時電路和方法，該方法利用基極電流與雙極PNP管電流倍數成反比的特性，使芯片內部僅需較小面積即可實現較長時間延時。

本發明的具體技術解決方案如下：

該面積優化的延時電路包括用于提供偏置電流的電流源模塊，用于得到延時電平的充電模塊和用于將延時電平轉變為邏輯電平的電平整形模塊；所述電流源模塊、充電模塊和電平整形模塊串聯。

上述充電模塊包括雙極PNP管、電容、第一開關和第二開關，所述雙極PNP管的集電極與電流源模塊的輸出端之間通過第一開關連接，雙極PNP管的集極與電平整形模塊之間通過第二開關連接，所述電容并聯在雙極PNP管上，電容一端與雙極PNP管的接地端連接，電容另一端連接在第二開關與電平整形模塊之間的導線上。

上述電流源模塊是可根據所需延時進行設定的精確電流源。

上述電容包括兩個并聯的電容。

該面積優化的延時方法，包括以下步驟：

1]設置偏置電流

基于雙極PNP管基極電流與集電極電流倍數成反比的原理，即Ib=Ic/β，Ib為雙極PNP管基極電流，Ic為雙極PNP管集電極電流，飽和區時集電極電流與基極電流大小的比值為β倍，根據所需延時時間確定流入雙極PNP管集電極的電流源電流；

2]電容充電

電路使能，雙極PNP管工作，雙極PNP管基極獲得符合步驟1設定的電流，雙極PNP管基極電流對電容進行充電；

3]電平整形

電容經步驟2充電后，電容獲得電壓，整形電路將該電壓轉變為邏輯電平，經過整形后的電平與控制信號之間存在時間延時。

本發明的優點如下：

本發明提供的基于面積優化的延時方法，利用基極電流與雙極PNP管電流方法倍數成反比，且基極電流較小的特性，采用基極電流對電容充電的方法，這樣，僅需較小的面積的電容即可達到信號延時輸出的目的，并解決了傳統芯片內部電容占用面積大和不精確的問題。本發明的基于面積優化的延時方法，實現了面積的小型化，提高了延時時間的精確讀，而且，該延時電路結構簡單，可廣泛應用。

附圖說明

圖1是本發明的方法的電路實現圖；

附圖標記說明：VCC：電源電壓；I1：電流源；S1：開關；S2：開關；PNP1：雙極雙極PNP管；Ic：PNP集電極電流；Ib：PNP基極電流；c1：電容；c2：電容。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地表述。顯然，所表述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

本發明提供一種基于面積優化的延時方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，設置延時電路電流源。

具體為，根據所需延時時間設計電流源，例如：所需延時為20微秒，則可設計2微安的電流源。

步驟2，電容充電。

具體為，開關1和開關2閉合后，雙極雙極PNP管工作，飽和區時，集電極電流與基極電流大小的比值為β倍，根據這個關系可獲得較小的基極電流。若β為20倍，則基極電流大小為100納安。該基極電流為電容c1和c2充電。本發明不以此為限。

步驟3，電平整形。

具體為，電容1和電容2經過充電后，電容獲得電壓，整形電路將該電壓轉變為邏輯電平。這樣經過整形后的電平與控制信號之間存在時間延時，該延時就是本發明設計的時間延時。