[發(fā)明專利]延時(shí)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210120719.3
• 申請(qǐng)日: 2022-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114448386B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭斌;陳佩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫市晶源微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H03H11/26
• 分類號(hào): H03H11/26
• 代理公司: 無(wú)錫市觀知成專利商標(biāo)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32591
• 代理人: 任月娜

本發(fā)明提供一種延時(shí)裝置，包括：電流源、電容器、第一NMOS管、第二NMOS管、第一開(kāi)關(guān)、第一反相器、第二反相器和第三反相器。本發(fā)明利用所述電流源給所述電容器充電，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管進(jìn)入亞閾值區(qū)，使得所述電容器兩端的充電電流為亞閾值區(qū)電流以延長(zhǎng)所述電容器的充電時(shí)間（延長(zhǎng)所述電容器的電壓充電至所述第一反向器的翻轉(zhuǎn)電壓的時(shí)間），從而獲取延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)的延時(shí)信號(hào)。本發(fā)明利用亞閾值區(qū)小電流對(duì)電容器進(jìn)行充電以產(chǎn)生較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)，避免了傳統(tǒng)電路中使用大面積電容或者大阻值的電阻的情況，減小了占用芯片的設(shè)計(jì)面積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及延時(shí)電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種延時(shí)裝置。

背景技術(shù)

目前比較常見(jiàn)的延時(shí)電路一般為恒流充電延時(shí)裝置(電路)、RC充電延時(shí)裝置(電路)和數(shù)字計(jì)數(shù)延時(shí)裝置(電路)。

請(qǐng)參考圖1，圖1是一種傳統(tǒng)的恒流充電延時(shí)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，恒流充電延時(shí)裝置包括：電流源I2、電容器C2、第一反相器X4和第二反相器X5以及由外部的輸入信號(hào)控制的第一開(kāi)關(guān)K3和第二開(kāi)關(guān)K4，其中，該延時(shí)裝置的工作過(guò)程主要為：當(dāng)外部的輸入信號(hào)控制第二開(kāi)關(guān)K4導(dǎo)通、第一開(kāi)關(guān)K3關(guān)斷時(shí)，通過(guò)所述電流源I2給電容器C2進(jìn)行充電；當(dāng)充電到第一反相器X4的輸入上翻轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)，第一反相器X4的輸出端翻轉(zhuǎn)為低電平，即第一反相器X4的輸出端和地端同電位；第二反相器X5輸出端翻轉(zhuǎn)為高電平，即第二反相器X5的輸出端和電源電壓同電位，可見(jiàn)，恒流充電延時(shí)裝置的延時(shí)主要體現(xiàn)于電流源I2給電容器C2充電到第一反相器X4的上翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的時(shí)間。

但是，上述恒流充電延時(shí)裝置為了實(shí)現(xiàn)較大的延時(shí)需要選用很小的電流源 I2和很大的電容C2，很小的電流源很難做出來(lái)，此外，很大的電容會(huì)占用較大的設(shè)計(jì)面積。

請(qǐng)參考圖2，圖2是一種傳統(tǒng)的RC充電延時(shí)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，RC充電延時(shí)裝置包括：限流電阻R1、電容器C3、由外部的輸入信號(hào)控制的第一開(kāi)關(guān) K5和第二開(kāi)關(guān)K6以及第一反相器X6和第二反相器X7，其中，該延時(shí)裝置的工作過(guò)程主要為：當(dāng)外部的輸入信號(hào)控制第二開(kāi)關(guān)K6閉合、第一開(kāi)關(guān)K5打開(kāi)時(shí)，通過(guò)限流電阻R1給電容器C3進(jìn)行充電；當(dāng)充電到第一反相器X6的輸入上翻轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)，第一反相器X6的輸出端翻轉(zhuǎn)為低電平，即第一反相器X6的輸出端和地端同電位；第二反相器X7的輸出端翻轉(zhuǎn)為高電平，即第二反相器X5的輸出端和電源電壓同電位，可見(jiàn)，RC充電延時(shí)裝置的延時(shí)主要體現(xiàn)于限流電阻 R1給電容器C3充電到第二反相器X7的上翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的時(shí)間。

但是，上述RC充電延時(shí)裝置為了時(shí)間較大的延時(shí)需要選用很大充電限流電阻R1和很大的電容C2，占用較多的芯片設(shè)計(jì)面積。

如圖3，圖3是一種傳統(tǒng)的數(shù)字計(jì)數(shù)延時(shí)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，數(shù)字計(jì)數(shù)延時(shí)裝置包括：振蕩器M1、第一D觸發(fā)器D1、第二D觸發(fā)器D2、第三D觸發(fā)器 D3、第一數(shù)字邏輯與門X8和第二數(shù)字邏輯與門X9，其中，該延時(shí)裝置的工作過(guò)程主要為：首先振蕩器M1工作，產(chǎn)生固定頻率f的方波；當(dāng)外部的輸入信號(hào)從IN進(jìn)入，進(jìn)入第一D觸發(fā)器D1、第二D觸發(fā)器D2和第三D觸發(fā)器D3的 SET，第一D觸發(fā)器D1、第二D觸發(fā)器D2和第三D觸發(fā)器D3組成的分頻器開(kāi)始工作；第一D觸發(fā)器D1的Q端輸出頻率為振蕩器方波頻率的1/2f；第二D 觸發(fā)器D2的Q端輸出頻率為振蕩器方波頻率的1/4f；第三D觸發(fā)器D3的Q 端輸出頻率為振蕩器方波頻率的1/8f；然后三個(gè)方波輸入到第一數(shù)字邏輯與門 X8的三個(gè)輸入端，當(dāng)三輸入同為高電平，則輸出高電平；然后第一數(shù)字邏輯與門X8的輸出信號(hào)和外部的輸入信號(hào)輸入到第二數(shù)字邏輯與門X9的兩個(gè)輸入端；從而形成對(duì)外部輸入信號(hào)的延時(shí)。

但是，上述數(shù)字計(jì)數(shù)延時(shí)裝置為了獲取較長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間，需要一個(gè)振蕩器模塊和多個(gè)D觸發(fā)器以及邏輯門，產(chǎn)生的延時(shí)主要決定于振蕩器的頻率和D觸發(fā)器的個(gè)數(shù)，振蕩器的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，占用的芯片設(shè)計(jì)面積過(guò)大，并且多個(gè)D 觸發(fā)器和邏輯門占用的芯片設(shè)計(jì)面積也較大。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N延時(shí)裝置，可以解決傳統(tǒng)的延時(shí)電路中電容、限流電阻、振蕩器或觸發(fā)器等元器件中的至少一種元器件占用整體芯片整體設(shè)計(jì)面積過(guò)大的問(wèn)題。