JP7764635B2 - Power-on reset circuit - Google Patents
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Description
本開示は、パワーオンリセット回路に関する。 This disclosure relates to a power-on reset circuit.
半導体装置に対して電源電圧の供給が開始される際に、電源電圧が十分なレベルでない段階、具体的には、トランジスタをオンすることができない様な低電圧の段階で半導体装置が動作を開始すると、誤動作が発生する虞がある。 When power supply voltage begins to be supplied to a semiconductor device, if the semiconductor device begins to operate at a stage where the power supply voltage is not at a sufficient level, specifically at a stage where the voltage is so low that the transistor cannot be turned on, there is a risk of malfunction.
このため、従来より、電源電圧が一定レベル以上であることを検知して、パワーオンリセット(POR:Power On Reset)信号を発生するパワーオンリセット回路が用いられている。半導体装置は、POR信号の生成後に動作を開始することで、誤動作を防止することができる。For this reason, power-on reset circuits have traditionally been used to detect when the power supply voltage is above a certain level and generate a power-on reset (POR) signal. By starting operation after the POR signal is generated, semiconductor devices can prevent malfunctions.
例えば、特開2019-186943号公報(特許文献1)には、低消費電流のパワーオンリセット回路が記載されている。特許文献1に記載のパワーオンリセット回路では、電源電圧の起動時に電源電圧が閾値電圧レベル(VPOR_R)よりも上昇したことを電圧検出器115によって検出するとともに、当該電圧検出器115の出力信号をPORラッチ120で保持してPOR信号を生成する。そして、電源電圧の上昇後には、電圧検出器115をオフすることで、消費電力を抑制することができる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-186943 (Patent Document 1) describes a power-on reset circuit with low current consumption. In the power-on reset circuit described in Patent Document 1, a voltage detector 115 detects that the power supply voltage has risen above a threshold voltage level (VPOR_R) when the power supply voltage is started up, and the output signal of the voltage detector 115 is held in a POR latch 120 to generate a POR signal. Then, after the power supply voltage has risen, power consumption can be reduced by turning off the voltage detector 115.
更に、特許文献1では、図2A及び図2Bに示される様に、電源電圧(V_BUS)の分圧回路に可調整抵抗(R1,R2)が配置されており、可調整抵抗の抵抗値を変えることで、パワーオンリセット回路の閾値電圧レベル(VPOR_R)が決定されることが記載されている。 Furthermore, Patent Document 1 describes that, as shown in Figures 2A and 2B, adjustable resistors (R1, R2) are arranged in the voltage divider circuit of the power supply voltage (V_BUS), and that the threshold voltage level (VPOR_R) of the power-on reset circuit is determined by changing the resistance value of the adjustable resistors.
近年、太陽光に代表される自然エネルギを電力に変換するエナジーハーベスティングの適用が拡大されているが、エナジーハーベスト電源を用いる場合には、環境(例えば、太陽電池への光度)の変化に応じて、電源電圧の起動毎に、電圧変化レート及び電圧が供給される期間長が種々変わることが想定される。従って、電源電圧の起動毎に電圧変化レート(上昇レート)が異なる場合にも、種々の電圧変化レートに対応して、POR信号を適切なタイミングで生成することが課題となる。 In recent years, the application of energy harvesting, which converts natural energy such as sunlight into electricity, has expanded. However, when using an energy harvesting power supply, it is expected that the voltage change rate and the length of the period over which voltage is supplied will vary each time the power supply voltage is started, depending on changes in the environment (e.g., the luminosity of the solar cell). Therefore, even when the voltage change rate (rise rate) differs each time the power supply voltage is started, the challenge is to generate a POR signal at the appropriate time to accommodate various voltage change rates.
特に、エナジーハーベスティングによって電源が得られた際に動作するワイヤレスセンサネットワークに代表される、比較的短期間の電源供給に対応してPOR信号を適切に生成して半導体装置を作動することが想定されるアプリケーションでは、電源電圧の変化レートが大きいときに、遅れなくPOR信号を適切なタイミングで生成することが求められる。 In particular, in applications where a POR signal is expected to be generated appropriately to operate a semiconductor device in response to a relatively short-term power supply, such as wireless sensor networks that operate when power is obtained through energy harvesting, it is necessary to generate a POR signal at the appropriate time without delay when the rate of change of the power supply voltage is large.
しかしながら、特許文献1に記載のパワーオンリセット回路では、想定される電源電圧のスルーレートに従って、可調整抵抗(R1,R2)の抵抗値を適合することは可能であるが、電源電圧のスルーレートが電源電圧の起動毎に変わることは想定されていない。However, in the power-on reset circuit described in Patent Document 1, while it is possible to adapt the resistance values of the adjustable resistors (R1, R2) according to the expected slew rate of the power supply voltage, it is not assumed that the slew rate of the power supply voltage will change each time the power supply voltage is started.
更に、特許文献1のパワーオンリセット回路では、低消費電力化の目的で、分圧回路を含む電圧検出器115をオフするために、分圧回路と直列に接続されたトランジスタ、及び、後段のラッチ120の配置が必要である。このため、電源電圧が大きいレートで立ち上がった際にPOR信号の生成が遅れることが懸念される。 Furthermore, in the power-on reset circuit of Patent Document 1, in order to reduce power consumption, a transistor connected in series with the voltage divider circuit and a downstream latch 120 are required to turn off the voltage detector 115, which includes a voltage divider circuit. This raises concerns that the generation of the POR signal may be delayed when the power supply voltage rises at a high rate.
本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本開示の目的は、消費電力を抑制した上で、電源電圧の起動時における電圧変化レートが変わっても適切に動作可能なパワーオンリセット回路を提供することである。 This disclosure has been made to solve these problems, and the purpose of this disclosure is to provide a power-on reset circuit that reduces power consumption and can operate properly even if the voltage change rate at power-on of the power supply voltage changes.
本開示のある局面によれば、パワーオンリセット回路は、電源電圧の供給を受ける電源配線と、基準電圧を伝達する基準電圧配線と、分圧回路と、電圧レート検出回路と、電圧判定回路とを備える。分圧回路は、電源配線及び基準電圧の間に接続されて、電源配線上の電源電圧の分圧電圧を第1ノードに出力する。電圧レート検出回路は、電源電圧の起動時における電源電圧の電圧変化レートを検出する。電圧判定回路は、第1ノードの電圧と、予め定められた電圧との比較結果を示す出力信号を生成する。分圧回路は、電圧レート検出回路で検出された電圧変化レートに応じて、電源電圧に対する分圧電圧の分圧比を一定に維持した上で電源配線及び基準電圧の間のインピーダンスが可変に設定される様に構成される。このインピーダンスは、電圧変化レートが大きいほど低くなる様に設定される。 According to one aspect of the present disclosure, a power-on reset circuit includes a power supply wiring that receives a power supply voltage, a reference voltage wiring that transmits a reference voltage, a voltage divider circuit, a voltage rate detection circuit, and a voltage evaluation circuit. The voltage divider circuit is connected between the power supply wiring and the reference voltage and outputs a divided voltage of the power supply voltage on the power supply wiring to a first node. The voltage rate detection circuit detects the voltage change rate of the power supply voltage when the power supply voltage is started up. The voltage evaluation circuit generates an output signal that indicates the comparison result between the voltage at the first node and a predetermined voltage. The voltage divider circuit is configured to variably set the impedance between the power supply wiring and the reference voltage while maintaining a constant division ratio of the divided voltage to the power supply voltage in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit. This impedance is set to decrease as the voltage change rate increases.
本開示によれば、電源電圧の起動時における電圧変化レートに応じて分圧回路のインピーダンスを適切に変化させることにより、消費電力を抑制した上で、電源電圧の起動時における電圧変化レートが変わっても適切に動作可能なパワーオンリセット回路を提供することができる。 According to the present disclosure, by appropriately changing the impedance of the voltage divider circuit in accordance with the rate of voltage change at power-on of the power supply voltage, it is possible to provide a power-on reset circuit that can reduce power consumption and operate appropriately even if the rate of voltage change at power-on of the power supply voltage changes.
以下に、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that, in the following, identical or equivalent parts in the drawings will be given the same reference numerals, and their descriptions will not be repeated in principle.
実施の形態1.
実施の形態1に係るパワーオンリセット回路を説明する前に比較例について説明する。
Embodiment 1.
Before describing the power-on reset circuit according to the first embodiment, a comparative example will be described.
(比較例の説明)
図1は、比較例に係るパワーオンリセット回路5♯の構成を説明する回路図である。
(Explanation of Comparative Example)
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power-on reset circuit 5# according to a comparative example.
図1に示される様に、パワーオンリセット回路5♯は、分圧回路10♯と、電圧判定回路20♯とを備える。 As shown in Figure 1, the power-on reset circuit 5# includes a voltage divider circuit 10# and a voltage judgment circuit 20#.
分圧回路10♯は、電源電圧AVDDの供給を受ける電源配線PLと、基準電圧VSSを伝達する基準電圧配線NLとの間に直列接続された、抵抗素子RH及びRLを有する。尚、基準電圧VSSは、代表的にはグランド(接地電圧)であるので、以下では、基準電圧VSSを接地電圧VSSと称し、基準電圧配線NLを接地配線NLとも称する。 The voltage divider circuit 10# has resistive elements RH and RL connected in series between a power supply line PL that receives the power supply voltage AVDD and a reference voltage line NL that transmits a reference voltage VSS. Since the reference voltage VSS is typically ground (ground voltage), hereinafter the reference voltage VSS will be referred to as the ground voltage VSS, and the reference voltage line NL will also be referred to as the ground line NL.
抵抗素子RHは、電源配線PL及びノードN1の間に接続され、抵抗素子RLは、ノードN1及び接地配線NLの間に接続される。従って、ノードN1には、抵抗素子RH及びRLによる電源電圧AVDDの分圧電圧Vdivが生じる。 The resistor element RH is connected between the power supply line PL and node N1, and the resistor element RL is connected between node N1 and ground line NL. Therefore, a divided voltage Vdiv of the power supply voltage AVDD by the resistor elements RH and RL is generated at node N1.
以下、本明細書では、各抵抗素子の電気抵抗値についても、同じ符号で表記するものとする。このため、分圧電圧Vdivと、電源電圧AVDDとの間には、下記の式(1)が成立する。即ち、分圧回路10♯の分圧比Kv=RL/(RL+RH)である(Kv<1)。 Hereinafter, in this specification, the electrical resistance value of each resistive element will also be represented by the same symbol. Therefore, the following equation (1) holds between the divided voltage Vdiv and the power supply voltage AVDD. That is, the voltage division ratio of voltage divider circuit 10# is Kv = RL/(RL + RH) (Kv < 1).
Vdiv=Kv・AVDD …(1)
電圧判定回路20♯は、トランジスタ21と、電流供給回路22と、インバータによって構成された信号生成回路25とを有する。
Vdiv=Kv・AVDD…(1)
Voltage evaluation circuit 20# has a transistor 21, a current supply circuit 22, and a signal generation circuit 25 formed of an inverter.
トランジスタ21は、N型の電界効果トランジスタで構成され、ノードN2と接地配線NLとの間に接続されて、ノードN1と接続されたゲート(制御電極)を有する。電流供給回路22は、電源配線PL及びノードN2の間に接続された抵抗素子RDを有する。信号生成回路25は、ノードN2の電圧Vdetに応じた論理レベルを有する出力信号VPORを出力する。出力信号VPORは、所謂、パワーオンリセット信号(POR信号)に相当する。 Transistor 21 is an N-type field-effect transistor connected between node N2 and ground wiring NL, and has its gate (control electrode) connected to node N1. Current supply circuit 22 has a resistive element RD connected between power supply wiring PL and node N2. Signal generation circuit 25 outputs an output signal VPOR having a logic level corresponding to the voltage Vdet of node N2. The output signal VPOR corresponds to a so-called power-on reset signal (POR signal).
信号生成回路25がインバータで構成される図1の例では、トランジスタ21のオンに応じて電圧Vdetが接地電圧VSSに低下すると、出力信号VPORは、論理ハイレベル(以下、「Hレベル」と称する)に設定される。一方で、トランジスタ21のオフ期間には、ノードN2が電源電圧AVDDにプルアップされるのに応じて、出力信号VPORは、論理ローレベル(以下、「Lレベル」と称する)に設定される。トランジスタ21のしきい値電圧Vt1に対して、Vdiv≦Vt1のときトランジスタ21はオフし、Vdiv>Vt1のときトランジスタ21はオンする。1, where signal generating circuit 25 is composed of an inverter, when voltage Vdet drops to ground voltage VSS as transistor 21 turns on, output signal VPOR is set to a logic high level (hereinafter referred to as "H level"). On the other hand, while transistor 21 is off, node N2 is pulled up to power supply voltage AVDD, and output signal VPOR is set to a logic low level (hereinafter referred to as "L level"). With respect to the threshold voltage Vt1 of transistor 21, when Vdiv≦Vt1, transistor 21 is off, and when Vdiv>Vt1, transistor 21 is on.
従って、パワーオンリセット回路が搭載された半導体装置の起動時に、電源電圧AVDDが接地電圧VSSから立ち上がる際には、Vdiv≦Vt1の間、出力信号VPORはLレベル(接地電圧VSS)であり、Vdiv>Vt1の間、出力信号VPORはHレベル(電源電圧AVDD)である。この結果、出力信号VPORに基づき、電源電圧AVDDが、(Vt1/Kv)に相当する判定電圧Vprよりも高いか否かを判断することができる。判定電圧Vprが半導体装置の動作を保証可能な下限電圧に対応する様に、分圧比Kvを調整することで、出力信号VPORを、半導体装置に搭載された各回路の動作開始を許容するPOR信号として用いることが可能となる。Therefore, when a semiconductor device equipped with a power-on reset circuit starts up and the power supply voltage AVDD rises from the ground voltage VSS, the output signal VPOR is at the L level (ground voltage VSS) while Vdiv≦Vt1, and is at the H level (power supply voltage AVDD) while Vdiv>Vt1. As a result, based on the output signal VPOR, it is possible to determine whether the power supply voltage AVDD is higher than the threshold voltage Vpr, which corresponds to (Vt1/Kv). By adjusting the voltage divider ratio Kv so that the threshold voltage Vpr corresponds to the lower limit voltage at which the operation of the semiconductor device can be guaranteed, the output signal VPOR can be used as a POR signal that allows each circuit mounted on the semiconductor device to start operating.
図2には、電源電圧の起動時におけるパワーオンリセット回路の概念的な動作波形図が示される。 Figure 2 shows a conceptual operating waveform diagram of the power-on reset circuit when the power supply voltage is started up.
図2には、電源電圧AVDDの起動時の波形101~103が示される。波形101~103は、起動時における電圧変化レート(dAVDD/dt)が異なっている。例えば、太陽電池の出力から電源電圧AVDDが供給されるときには、太陽電池の受光量の違いによって、電圧変化レートに違いが生じる。従って、波形101~103の間では、電源電圧AVDDが定格値Vstに達するタイミングに差が生じる。 Figure 2 shows waveforms 101 to 103 of the power supply voltage AVDD at startup. Waveforms 101 to 103 differ in the voltage change rate (dAVDD/dt) at startup. For example, when the power supply voltage AVDD is supplied from the output of a solar cell, the voltage change rate differs depending on the amount of light received by the solar cell. Therefore, there is a difference between waveforms 101 to 103 in the timing at which the power supply voltage AVDD reaches the rated value Vst.
同様に、電源電圧AVDDが上述の判定電圧Vprに達するタイミングについても、波形101~103の間で差が生じる。波形101では、電源電圧AVDDは時刻t1において判定電圧Vprに達する。又、波形102では、電源電圧AVDDは、時刻t1よりも遅い時刻t2において判定電圧Vprに達する。波形103では、電源電圧AVDDは、時刻t2よりも遅い時刻t3にて、判定電圧Vprに達する。 Similarly, there are differences between waveforms 101 to 103 in the timing at which the power supply voltage AVDD reaches the above-mentioned judgment voltage Vpr. In waveform 101, the power supply voltage AVDD reaches the judgment voltage Vpr at time t1. In waveform 102, the power supply voltage AVDD reaches the judgment voltage Vpr at time t2, which is later than time t1. In waveform 103, the power supply voltage AVDD reaches the judgment voltage Vpr at time t3, which is later than time t2.
パワーオンリセット回路5♯では、電源電圧AVDDが判定電圧Vprに達したタイミングで、分圧電圧Vdivがトランジスタ21のしきい値電圧Vt1に達する。このため、理想的には、図2中に実線で示す様に、時刻t1~t3のそれぞれで、トランジスタ21がオンすることで、出力信号VPORは、Lレベル(接地電圧VSS)からHレベル(電源電圧AVDD)に変化する。 In power-on reset circuit 5#, when power supply voltage AVDD reaches determination voltage Vpr, divided voltage Vdiv reaches threshold voltage Vt1 of transistor 21. Ideally, as shown by the solid lines in Figure 2, transistor 21 turns on at each of times t1 to t3, causing output signal VPOR to change from L level (ground voltage VSS) to H level (power supply voltage AVDD).
しかしながら、図1中に点線で表記する様に、ノードN1には、トランジスタ21のゲート容量等の寄生容量Cpが存在する。このため、トランジスタ21のオンタイミングは、当該寄生容量Cpの充電時間により、時刻t1~t3から時刻t1x~t3xに遅延する。この結果、出力信号VPORは、実際には点線で示す様に、時刻t1~t3よりも遅い時刻t1x~t3xにおいて、LレベルからHレベルに変化する。However, as shown by the dotted line in Figure 1, node N1 has parasitic capacitance Cp, such as the gate capacitance of transistor 21. As a result, the on-timing of transistor 21 is delayed from times t1-t3 to times t1x-t3x due to the charging time of parasitic capacitance Cp. As a result, output signal VPOR actually changes from low to high at times t1x-t3x, which are later than times t1-t3, as shown by the dotted line.
この際に、波形101~103のそれぞれに対して、出力信号VPORが実際にHレベルに変化したときの電源電圧AVDDと、判定電圧Vprとの電圧誤差ΔVerが、電圧変化レートに依存して変化することが理解される。具体的には、電圧変化レートが大きいほど電圧誤差ΔVerが大きくなる。 In this case, it can be seen that for each of waveforms 101 to 103, the voltage error ΔVer between the power supply voltage AVDD and the judgment voltage Vpr when the output signal VPOR actually changes to the H level varies depending on the voltage change rate. Specifically, the greater the voltage change rate, the greater the voltage error ΔVer.
この結果、出力信号VPORに従う半導体装置の動作開始に遅れが生じることが懸念される。特に、エナジーハーベスト電源のアプリケーションでは、電源電圧AVDDの供給が散発的、かつ、短時間であることも想定されるため、この様な場合に、動作開始が遅れると、半導体装置のパフォーマンスが低下することが懸念される。 As a result, there is concern that a delay will occur in the start of operation of the semiconductor device in response to the output signal VPOR. In particular, in energy harvesting power supply applications, it is expected that the supply of the power supply voltage AVDD will be sporadic and short-lived. In such cases, there is concern that a delay in the start of operation will result in a degradation of the performance of the semiconductor device.
ここで、時刻t1~t3から時刻t1x~t3xまでの遅延時間は、主に、分圧回路10♯によるR成分と、寄生容量Cpとの積に従うRC時定数によって決まる。従って、分圧回路10♯での抵抗値(RH+RL)を低くすると、寄生容量Cpの充電電流が大きくなるため、RC時定数による遅延時間を短くすることができる。即ち、パワーオンリセット回路5♯の動作速度を高めることができる。 Here, the delay time from times t1-t3 to times t1x-t3x is determined mainly by an RC time constant that corresponds to the product of the R component of voltage-divider circuit 10# and parasitic capacitance Cp. Therefore, if the resistance value (RH+RL) of voltage-divider circuit 10# is reduced, the charging current of parasitic capacitance Cp increases, thereby shortening the delay time due to the RC time constant. In other words, the operating speed of power-on reset circuit 5# can be increased.
しかしながら、抵抗値(RH+RL)を低くすると、分圧回路10♯において、電源配線PL及び接地配線NLの間に定常的に生じる電流が大きくなる。図1の構成では、特許文献1の様な、分圧回路と直列接続されたトランジスタ及び後段のラッチ回路を用いることなく、高速に出力信号VPOR(POR信号)を生成できる一方で、上記定常的な電流は電源電圧AVDDの供給期間において定常的に発生する。この結果、パワーオンリセット回路5♯では、分圧回路10♯において、抵抗値(RH+RL)を低くすると動作速度が高まる一方で消費電力が増大し、抵抗値(RH+RL)を高くすると消費電力が低下する一方で動作速度が低下することになる。However, lowering the resistance value (RH+RL) increases the steady-state current that flows between the power supply line PL and the ground line NL in the voltage divider circuit 10#. The configuration in Figure 1 allows for high-speed generation of the output signal VPOR (POR signal) without using a transistor connected in series with the voltage divider circuit or a downstream latch circuit, as in Patent Document 1. However, the steady-state current flows steadily while the power supply voltage AVDD is being supplied. As a result, in the power-on reset circuit 5#, lowering the resistance value (RH+RL) in the voltage divider circuit 10# increases the operating speed but increases power consumption, whereas increasing the resistance value (RH+RL) decreases power consumption but decreases operating speed.
又、トランジスタ21がオンした際に、ノードN2の電圧Vdetが接地電圧VSSへ変化する速度は、電流供給回路22による供給電流の大きさに影響される。図2の例では、抵抗値RDが低いほど、供給電流が大きくなって、電圧Vdetを接地電圧VSSに早く変化させることができる。この結果、出力信号VPORがHレベルに変化するタイミングを早くして、時刻t1~t3から時刻t1x~t3xまでの遅延時間を短くすることができる。即ち、パワーオンリセット回路5♯の動作速度を高めることができる。 Furthermore, when transistor 21 is turned on, the speed at which voltage Vdet at node N2 changes to ground voltage VSS is affected by the magnitude of the current supplied by current supply circuit 22. In the example of FIG. 2, the lower the resistance value RD, the larger the supply current, allowing voltage Vdet to change to ground voltage VSS more quickly. As a result, the timing at which output signal VPOR changes to H level can be advanced, shortening the delay time from time t1 to t3 to time t1x to t3x. In other words, the operating speed of power-on reset circuit 5# can be increased.
一方で、トランジスタ21は、出力信号VPORのHレベル期間中はオン状態に維持される。従って、抵抗素子RD及びトランジスタ21(オン状態)によって、電圧判定回路20♯にも、電源配線PL及び接地配線NLの間に定常的な電流が発生する。この結果、図1のパワーオンリセット回路5♯では、電圧判定回路20♯においても、抵抗値RDを低くすると動作速度が高まる一方で消費電力が増大し、抵抗値RDを高くすると消費電力が低下する一方で動作速度が低下することになる。 On the other hand, transistor 21 remains on while output signal VPOR is at H level. Therefore, due to resistor element RD and transistor 21 (on), a steady current is generated between power supply line PL and ground line NL in voltage evaluation circuit 20# as well. As a result, in power-on reset circuit 5# of FIG. 1, lowering resistance value RD in voltage evaluation circuit 20# also increases operating speed but power consumption, while increasing resistance value RD decreases power consumption but operating speed.
(実施の形態1に係るパワーオンリセット回路)
図3は、本実施の形態に係るパワーオンリセット回路5の構成を説明するブロック図である。
(Power-on reset circuit according to the first embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the power-on reset circuit 5 according to this embodiment.
図3に示される様に、パワーオンリセット回路5は、電源配線PL及び接地配線NLの間に接続される、分圧回路10、電圧判定回路20、及び、電圧レート検出回路30を備える。分圧回路10は、電源配線PL上の電源電圧AVDDの分圧電圧VdivをノードN1に出力する。電圧判定回路20は、ノードN1の電圧と、予め定められたしきい値電圧(例えば、トランジスタ21のしきい値電圧Vt1)との比較結果を示す出力信号VPORを生成する。即ち、ノードN1は「第1ノード」に対応する。 As shown in FIG. 3, the power-on reset circuit 5 includes a voltage divider circuit 10, a voltage evaluation circuit 20, and a voltage rate detection circuit 30, which are connected between the power supply wiring PL and the ground wiring NL. The voltage divider circuit 10 outputs a divided voltage Vdiv of the power supply voltage AVDD on the power supply wiring PL to a node N1. The voltage evaluation circuit 20 generates an output signal VPOR indicating the result of comparing the voltage at node N1 with a predetermined threshold voltage (e.g., the threshold voltage Vt1 of transistor 21). In other words, node N1 corresponds to the "first node."
電圧レート検出回路30は、例えば、キャパシタによる微分回路を用いて、電源電圧AVDDの起動時に、電源配線PLの電圧変化レート(即ち、dAVdd/dt)を検出する。図3の例では、電圧レート検出回路30は、電圧変化レートVRT[V/s]を、予め定められたN段階(N:2以上の整数)で判定し、判定結果に応じて、選択信号SEL(0)~SEL(N-1)のいずれか1個をHレベルに設定する。 The voltage rate detection circuit 30 detects the voltage change rate (i.e., dAVdd/dt) of the power supply wiring PL when the power supply voltage AVDD is started, for example, using a capacitor-based differentiation circuit. In the example of Figure 3, the voltage rate detection circuit 30 determines the voltage change rate VRT [V/s] in a predetermined N-stage (N: an integer of 2 or greater) and sets one of the selection signals SEL(0) to SEL(N-1) to the H level depending on the determination result.
以下、本明細書では、上記N段階のそれぞれに対応させて信号、回路素子等を区別する場合には、括弧付の数字を付記してN個の信号、回路素子等を表記する。一方で、これらのN個の信号、回路素子等を包括的に表記する場合には、括弧付の数字を付記しないものとする。 Hereinafter, in this specification, when distinguishing between signals, circuit elements, etc. corresponding to each of the above N stages, the N signals, circuit elements, etc. will be represented by numbers in parentheses. On the other hand, when representing these N signals, circuit elements, etc. collectively, the numbers in parentheses will not be represented.
電圧変化レートVRTが、N段階のうちの最も大きいレベルであるときには、選択信号SEL(N-1)がHレベルに設定されるとともに、残りのSEL(0)~SEL(N-2)はLレベルに設定される。これに対して、電圧変化レートVRTが、N段階のうちの最も小さいレベルであるときには、選択信号SEL(0)がHレベルに設定されるとともに、残りのSEL(1)~SEL(N-1)はLレベルに設定される。この様に、電圧変化レートVRTが小さいほど、i=0~(N-1)の整数に対する選択信号SEL(i)のうち、下位ビット側(iが小さい側)の1個がHレベルに設定される。言い換えると、電圧変化レートVRTが大きいほど、選択信号SEL(i)のうち、上位ビット側(iが大きい側)の1個がHレベルに設定される。尚、電圧レート検出回路30の好ましい構成例については、実施の形態2で詳細に説明する。 When the voltage change rate VRT is at the highest level of N stages, selection signal SEL(N-1) is set to H level, and the remaining SEL(0) to SEL(N-2) are set to L level. Conversely, when the voltage change rate VRT is at the lowest level of N stages, selection signal SEL(0) is set to H level, and the remaining SEL(1) to SEL(N-1) are set to L level. In this way, the smaller the voltage change rate VRT, the more likely it is that one of the lower-order bits (smaller i) of selection signal SEL(i) for integers i = 0 to (N-1) is set to H level. In other words, the larger the voltage change rate VRT, the more likely it is that one of the higher-order bits (larger i) of selection signal SEL(i) is set to H level. A preferred configuration example of the voltage rate detection circuit 30 will be described in detail in embodiment 2.
図4には、図3中の分圧回路10の構成例を説明する回路図が示される。
図4を参照して、分圧回路10は、電源配線PL及び接地配線NLの間に並列接続されたN個の分圧抵抗と、選択回路15とを含む。
FIG. 4 shows a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the voltage divider circuit 10 in FIG.
4, the voltage dividing circuit 10 includes N voltage dividing resistors connected in parallel between a power supply line PL and a ground line NL, and a selection circuit 15.
N個の分圧抵抗は、電源配線PL及びノードN1の間に接続された抵抗素子RH(0)~RH(N-1)と、ノードN1及び接地配線NLの間に接続された抵抗素子RL(0)~RL(N-1)とをそれぞれ有する。図4中には、最も下位ビット側の分圧抵抗を構成する抵抗素子RH(0),RL(0)と、最も上位ビット側の分圧抵抗を構成するRH(N-1),RL(N-1)と、中間ビットの分圧抵抗を構成するRH(M),RL(M)とが図示されている(0<M<(N-1))。 The N voltage-dividing resistors each include resistive elements RH(0) to RH(N-1) connected between the power supply line PL and node N1, and resistive elements RL(0) to RL(N-1) connected between node N1 and ground line NL. Figure 4 shows resistive elements RH(0) and RL(0) that constitute the voltage-dividing resistors on the lowest bit side, RH(N-1) and RL(N-1) that constitute the voltage-dividing resistors on the highest bit side, and RH(M) and RL(M) that constitute the voltage-dividing resistors on the middle bit side (0<M<(N-1)).
N個の分圧抵抗の間で、分圧比Kv、即ち、抵抗素子RH(0)~RH(N-1)と抵抗素子RL(0)~RL(N-1)との抵抗値の比は等しい。即ち、RH(0):RL(0)=…=RH(M):RL(M)=…=RH(N-1):RL(N-1)である。 Among the N voltage dividing resistors, the voltage dividing ratio Kv, i.e., the ratio of the resistance values of resistor elements RH(0) to RH(N-1) to resistor elements RL(0) to RL(N-1), is equal. That is, RH(0):RL(0) = ... = RH(M):RL(M) = ... = RH(N-1):RL(N-1).
一方で、N個の分圧抵抗の間で、抵抗素子RH(0)~RH(N-1)の各々と抵抗素子RL(0)~RL(N-1)の各々との抵抗値の和、即ち、電源配線PL及び接地配線NLの間のインピーダンスは異なる。具体的には、RH(0)+RL(0)>…>RH(M)+RL(M)>…>RH(N-1)+RL(N-1)である。 However, the sum of the resistance values of each of the resistor elements RH(0) to RH(N-1) and each of the resistor elements RL(0) to RL(N-1), i.e., the impedance between the power supply wiring PL and the ground wiring NL, varies among the N voltage-dividing resistors. Specifically, RH(0) + RL(0) >> RH(M) + RL(M) >> RH(N-1) + RL(N-1).
選択回路15は、スイッチ素子SWH(0)~SWH(N-1)及びスイッチ素子SWL(0)~SWL(N-1)を有する。スイッチ素子SWH(0)~SWH(N-1)は、電源配線PL及びノードN1の間に、抵抗素子RH(0)~RH(N-1)のそれぞれと直列に接続される。同様に、スイッチ素子SWL(0)~SWL(N-1)は、接地配線NL及びノードN1の間に、抵抗素子RL(0)~RL(N-1)のそれぞれと直列に接続される。 The selection circuit 15 has switch elements SWH(0) to SWH(N-1) and switch elements SWL(0) to SWL(N-1). Switch elements SWH(0) to SWH(N-1) are connected in series with resistor elements RH(0) to RH(N-1), respectively, between the power supply wiring PL and node N1. Similarly, switch elements SWL(0) to SWL(N-1) are connected in series with resistor elements RL(0) to RL(N-1), respectively, between the ground wiring NL and node N1.
スイッチ素子SWH(0)~SWH(N-1)及びスイッチ素子SWL(0)~SWL(N-1)は、選択信号SEL(0)~SEL(N-1)に応じてオンオフする、具体的には、スイッチ素子SWH(0)~SWH(N-1),SWL(0)~SWL(N-1)の各々は、対応する選択信号SELがHレベルのときにオンする一方で、Lレベルのときオフする。 Switch elements SWH(0) to SWH(N-1) and switch elements SWL(0) to SWL(N-1) are turned on and off in response to selection signals SEL(0) to SEL(N-1). Specifically, each of switch elements SWH(0) to SWH(N-1) and SWL(0) to SWL(N-1) is turned on when the corresponding selection signal SEL is at H level, and turned off when the corresponding selection signal SEL is at L level.
例えば、選択信号SEL(0)=Hレベルのとき、スイッチ素子SWH(0)及びSWL(0)がオンする。このときには、他の選択信号SEL(1)~SEL(N-1)はLレベルであるので、他のスイッチ素子SWH(1)~SWH(N-1)及びSWL(1)~SWL(N-1)はオフされる。 For example, when the selection signal SEL(0) is at H level, the switch elements SWH(0) and SWL(0) are turned on. At this time, the other selection signals SEL(1) to SEL(N-1) are at L level, so the other switch elements SWH(1) to SWH(N-1) and SWL(1) to SWL(N-1) are turned off.
上述の様に、電圧レート検出回路30は、電源電圧AVDDの電圧変化レートに応じて、N個の選択信号SELのうちの1個をHレベルに設定し、残りの(N-1)個をLレベルに設定する。これにより、Hレベルに設定された選択信号SELが入力されたスイッチ素子SWH及びスイッチ素子SWLがオンする。As described above, the voltage rate detection circuit 30 sets one of the N selection signals SEL to H level and the remaining (N-1) selection signals SEL to L level in accordance with the voltage change rate of the power supply voltage AVDD. This turns on the switch elements SWH and SWL to which the selection signal SEL set to H level has been input.
この結果、分圧回路10では、電圧レート検出回路30で検出された電圧レートに応じて、N個の分圧抵抗のうちの、1個の分圧抵抗が選択されて、電源配線PL及び接地配線NLの間に接続される。一方で、他の(N-1)個の分圧抵抗では、対応するスイッチ素子SWH,SWLがオフされるので、電源配線PL及び接地配線NLの間に電流は生じない。又、電圧レート検出回路30によって電圧レートが検出されるまでの間は、スイッチ素子SWH(0)~SWH(N-1)及びSWL(0)~SWL(N-1)は全てオフ状態である。 As a result, in the voltage divider circuit 10, one of the N voltage divider resistors is selected according to the voltage rate detected by the voltage rate detection circuit 30 and connected between the power supply wiring PL and the ground wiring NL. Meanwhile, in the other (N-1) voltage divider resistors, the corresponding switch elements SWH and SWL are turned off, so no current flows between the power supply wiring PL and the ground wiring NL. Furthermore, until the voltage rate is detected by the voltage rate detection circuit 30, all switch elements SWH(0) to SWH(N-1) and SWL(0) to SWL(N-1) are in the off state.
図4の例では、電圧レート検出回路30によって選択信号SEL(M)がHレベルに設定されることにより、スイッチ素子SWH(M)及びSWL(M)がオンされて、抵抗素子RH(M)及びRL(M)による分圧抵抗が、電源配線PL及び接地配線NLの間に選択的に接続されている。 In the example of Figure 4, the voltage rate detection circuit 30 sets the selection signal SEL (M) to an H level, turning on the switch elements SWH (M) and SWL (M), and the voltage dividing resistors formed by the resistance elements RH (M) and RL (M) are selectively connected between the power supply wiring PL and the ground wiring NL.
図4において、抵抗素子RH(0)~RH(N-1)の各々は「第2抵抗素子」の一実施例に対応し、抵抗素子RL(0)~RL(N-1)の各々は「第3抵抗素子」の一実施例に対応する。又、ノードN1は上述の様に「第1ノード」の一実施例に対応する。 In Figure 4, each of the resistor elements RH(0) to RH(N-1) corresponds to an example of a "second resistor element," and each of the resistor elements RL(0) to RL(N-1) corresponds to an example of a "third resistor element." Also, as described above, node N1 corresponds to an example of a "first node."
図5には、図3中の電圧判定回路20の構成例を説明する回路図が示される。
図5を参照して、電圧判定回路20は、図1に示された電圧判定回路20♯と比較して、電流供給回路22に代えて、電流制御回路27を有する点で異なる。電流制御回路27は、電源配線PL及びノードN2の間に並列接続された抵抗素子RD(0)~RD(N-1)と、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)とを有する。スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は、電源配線PL及びノードN2の間に、抵抗素子RD(0)~RD(N-1)のそれぞれと直列接続される。
FIG. 5 shows a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the voltage determination circuit 20 in FIG.
5, voltage evaluation circuit 20 differs from voltage evaluation circuit 20# shown in FIG. 1 in that it has a current control circuit 27 instead of current supply circuit 22. Current control circuit 27 has resistance elements RD(0) to RD(N-1) and switch elements SWD(0) to SWD(N-1) connected in parallel between power supply line PL and node N2. Switch elements SWD(0) to SWD(N-1) are connected in series with resistance elements RD(0) to RD(N-1), respectively, between power supply line PL and node N2.
スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は、選択信号SEL(0)~SEL(N-1)に応じてオンオフする。具体的には、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)の各々は、対応する選択信号SELがHレベルのときにオンする一方で、Lレベルのときオフする。又、電圧レート検出回路30によって電圧レートが検出されるまでの間は、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は全てオフ状態である。 Switch elements SWD(0) to SWD(N-1) are turned on and off in response to selection signals SEL(0) to SEL(N-1). Specifically, each of switch elements SWD(0) to SWD(N-1) is turned on when the corresponding selection signal SEL is at H level, and turned off when it is at L level. Furthermore, switch elements SWD(0) to SWD(N-1) are all in the off state until the voltage rate is detected by voltage rate detection circuit 30.
図5の例では、電圧レート検出回路30によって選択信号SEL(M)がHレベルに設定されることにより、スイッチ素子SWD(M)がオンされて、抵抗素子RD(M)が、電源配線PL及びノードN2の間に選択的に接続されている。 In the example of Figure 5, the voltage rate detection circuit 30 sets the selection signal SEL (M) to an H level, turning on the switch element SWD (M) and selectively connecting the resistor element RD (M) between the power supply wiring PL and node N2.
抵抗素子RD(0)~RD(N-1)の抵抗値は異なっており、具体的には、下位ビット側で抵抗値が大きくなる様に、RD(0)>RD(1)>…RD(M)…>RD(N-1)となる様に設定される。電圧判定回路20のその他の構成は、図1に示された電圧判定回路20♯と同様である。 The resistance values of the resistor elements RD(0) to RD(N-1) are different. Specifically, the resistance values are set so that the lower-order bits have larger resistance values, i.e., RD(0) > RD(1) > ... RD(M) ... > RD(N-1). The rest of the configuration of the voltage evaluation circuit 20 is the same as that of the voltage evaluation circuit 20# shown in Figure 1.
電圧判定回路20では、Hレベルに設定された選択信号SELが入力されたスイッチ素子SWDがオンすることにより、電圧レート検出回路30で検出された電圧レートに応じて、抵抗値が異なるN個の抵抗素子RD(0)~RD(N-1)のうちの1個が選択されて、電源配線PL及びノードN2の間に接続される。 In the voltage determination circuit 20, when the switch element SWD is turned on by inputting a selection signal SEL set to H level, one of N resistor elements RD(0) to RD(N-1) with different resistance values is selected according to the voltage rate detected by the voltage rate detection circuit 30 and connected between the power supply wiring PL and node N2.
従って、電圧レート検出回路30で検出された電圧変化レートが大きいほど、上位ビット側の選択信号SELがHレベルに設定されることで、電源配線PL及びノードN2の間に接続される抵抗素子RDの抵抗値が小さくなる。即ち、電流制御回路27からノードN2への供給電流Idetが大きくなる。これにより、トランジスタ21のターンオン時にノードN2の電圧の変化速度を高めることができる。 Therefore, the higher the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30, the lower the resistance value of the resistor element RD connected between the power supply line PL and node N2 when the selection signal SEL on the upper bit side is set to the H level. In other words, the supply current Idet from the current control circuit 27 to node N2 increases. This increases the rate of change of the voltage at node N2 when transistor 21 is turned on.
一方で、電圧レート検出回路30で検出された電圧変化レートが小さいほど、下位ビット側の選択信号SELがHレベルに設定されることで、電源配線PL及びノードN2の間に接続される抵抗素子RDの抵抗値が大きくなる。これにより、トランジスタ21のオン期間中に電源配線PL及び接地配線NLの間に生じる定常電流を小さくすることができる。 On the other hand, the smaller the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30, the higher the resistance value of the resistor element RD connected between the power supply line PL and node N2, as the lower-order bit selection signal SEL is set to the H level. This reduces the steady-state current generated between the power supply line PL and the ground line NL while transistor 21 is on.
この様に、電圧判定回路20では、電流制御回路27が、電圧変化レートが大きくなるのに応じて供給電流Idetが大きくなる様に、供給電流Idetを可変制御することができる。尚、図5において、抵抗素子RD(0)~RD(N-1)は「複数の第1抵抗素子」の一実施例に対応し、ノードN2は「第2ノード」の一実施例に対応する。又、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は「複数のスイッチ素子」の一実施例に対応し、トランジスタ21は「第1トランジスタ」の一実施例に対応する。 In this way, in the voltage evaluation circuit 20, the current control circuit 27 can variably control the supply current Idet so that the supply current Idet increases as the voltage change rate increases. In FIG. 5, the resistance elements RD(0) to RD(N-1) correspond to an example of "plurality of first resistance elements," and the node N2 corresponds to an example of "second node." Furthermore, the switch elements SWD(0) to SWD(N-1) correspond to an example of "plurality of switch elements," and the transistor 21 corresponds to an example of "first transistor."
図6は、実施の形態1に係るパワーオンリセット回路5の等価回路図である。
図6には、電圧レート検出回路30によって検出された電圧変化レートに従って、選択信号SEL(M)がHレベルに設定されている。この結果、分圧回路10では、抵抗素子RH(M)及びRL(M)によって構成された分圧抵抗が、電源配線PL及び接地配線NLの間に接続される。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the power-on reset circuit 5 according to the first embodiment.
6, the selection signal SEL(M) is set to the H level in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30. As a result, in the voltage divider circuit 10, the voltage dividing resistor formed by the resistance elements RH(M) and RL(M) is connected between the power supply wiring PL and the ground wiring NL.
これにより、電圧レート検出回路30によって検出された電圧変化レートに従って、分圧回路10では、分圧比Kvが一定である一方で、電源配線PL及び接地配線NLの間のインピーダンス(抵抗値)が、電圧変化レートが大きいほど低く、反対に、電圧変化レートが小さいほど高くなる様に分圧抵抗(RH及びRL)が選択される。 As a result, in the voltage divider circuit 10, according to the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30, the voltage division ratio Kv is constant, while the voltage division resistors (RH and RL) are selected so that the impedance (resistance value) between the power supply wiring PL and the ground wiring NL becomes lower as the voltage change rate increases, and conversely, becomes higher as the voltage change rate decreases.
従って、実施の形態1に係るパワーオンリセット回路5によれば、電圧変化レートが大きいときには、分圧回路10による電源配線PL及び接地配線NLの間のインピーダンスを低くすることができる。これにより、電源電圧AVDDが判定電圧Vprに達した際(Vdiv>Vt1)にトランジスタ21がターンオンまでの遅延時間を縮小することで、動作速度を高めることができる。一方で、電圧変化レートが小さいときには、分圧回路10による電源配線PL及び接地配線NLの間のインピーダンスを高くすることで、電源配線PL及び接地配線NLの間に定常的に生じる電流を抑制して、低消費電力化を図ることができる。 Therefore, according to the power-on reset circuit 5 of the first embodiment, when the voltage change rate is high, the impedance between the power supply wiring PL and the ground wiring NL can be reduced by the voltage divider circuit 10. This reduces the delay time until the transistor 21 turns on when the power supply voltage AVDD reaches the determination voltage Vpr (Vdiv>Vt1), thereby increasing the operating speed. On the other hand, when the voltage change rate is low , the impedance between the power supply wiring PL and the ground wiring NL by the voltage divider circuit 10 is increased, thereby suppressing the current steadily generated between the power supply wiring PL and the ground wiring NL and achieving low power consumption.
更に、電圧判定回路20では、抵抗素子RD(M)が電源配線PL及びノードN2の間に接続されて、抵抗値RD(M)に従った供給電流IdetがノードN2に与えられる。従って、電圧判定回路20では、電圧レート検出回路30によって検出された電圧変化レートに従って、電圧変化レートが大きくなるほど供給電流Idetが大きく、反対に、電圧変化レートが小さくなるほど供給電流Idetが小さくなる様に、抵抗素子RDが選択される。 Furthermore, in the voltage evaluation circuit 20, a resistive element RD(M) is connected between the power supply line PL and node N2, and a supply current Idet according to the resistance value RD(M) is applied to node N2. Therefore, in the voltage evaluation circuit 20, the resistive element RD is selected according to the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30 so that the supply current Idet increases as the voltage change rate increases, and conversely, the supply current Idet decreases as the voltage change rate decreases.
この結果、実施の形態1に係るパワーオンリセット回路5において、電圧変化レートが大きいときには、電流制御回路27による供給電流Idetを大きくすることで、トランジスタ21がターンオンした際に、出力信号VPORがLレベルからHレベルに変化するまでの所要時間を縮小することで、動作速度を更に高めることができる。一方で、電圧変化レートが大きいときには、電流制御回路27による供給電流Idetを小さくすることで、トランジスタ21のオン期間中に電源配線PL及び接地配線NLの間に定常的に生じる電流を抑制して、低消費電力化を図ることができる。As a result, in the power-on reset circuit 5 according to embodiment 1, when the voltage change rate is high, the supply current Idet from the current control circuit 27 is increased, thereby shortening the time required for the output signal VPOR to change from L level to H level when the transistor 21 is turned on, thereby further increasing the operating speed. On the other hand, when the voltage change rate is high, the supply current Idet from the current control circuit 27 is decreased, thereby suppressing the current steadily generated between the power supply wiring PL and the ground wiring NL while the transistor 21 is on, thereby achieving low power consumption.
図12には、図2と比較される、実施の形態1に係るパワーオンリセット回路の電源電圧の起動時における概念的な動作波形図が示される。図12においても、電源電圧AVDDの起動時の波形101~103は、図2と同様である。 Figure 12 shows a conceptual operating waveform diagram of the power-on reset circuit of embodiment 1 at the time of power-on of the power supply voltage, which is compared with Figure 2. In Figure 12, the waveforms 101 to 103 at the time of power-on of the power supply voltage AVDD are the same as those in Figure 2.
実施の形態1に係るパワーオンリセット回路5においても、電圧レート検出回路30による電圧レート検出の所要時間、及び、ノードN1(寄生容量Cp)の充電時間によって、波形101~103のそれぞれに対して、出力信号VPORがLレベルからHレベルに変化するタイミングは、時刻t1~t3よりも遅い時刻t1y~t3yとなる。 Even in the power-on reset circuit 5 of embodiment 1, due to the time required for voltage rate detection by the voltage rate detection circuit 30 and the charging time of node N1 (parasitic capacitance Cp), the timing at which the output signal VPOR changes from L level to H level for each of waveforms 101 to 103 is between times t1y and t3y, which is later than times t1 and t3.
図12では、電圧変化レートに応じて、主に、分圧回路10のインピーダンスを変化させ、更に、電流制御回路27による供給電流Idetを変えることで、電圧変化レートが大きいときの時間遅れ(例えば、時刻t1~t1y)が、図2の比較例よりも短縮される。 In Figure 12, the time delay (e.g., time t1 to t1y) when the voltage change rate is large is shortened compared to the comparative example in Figure 2 by mainly changing the impedance of the voltage divider circuit 10 and further changing the supply current Idet by the current control circuit 27 according to the voltage change rate.
又、電圧変化レートが小さいときには時間遅れが大きくなるが(例えば、時刻t3~t3y)、これにより、出力信号VPORが実際にHレベルに変化するときの電源電圧AVDDと、判定電圧Vprとの電圧誤差ΔVerを、電圧変化レートが異なっても均一化できることが、図2との比較から理解される。 Furthermore, when the voltage change rate is small, the time delay becomes large (for example, from time t3 to t3y), but as a result, it can be understood from a comparison with Figure 2 that the voltage error ΔVer between the power supply voltage AVDD and the judgment voltage Vpr when the output signal VPOR actually changes to the H level can be equalized even if the voltage change rate is different.
この様に、実施の形態1に係るパワーオンリセット回路によれば、電源電圧の起動時における電圧変化レートが変わっても、消費電力を増大させることなく適切なタイミングでPOR信号を生成することができる。又、特許文献1の様な分圧抵抗と直列接続されたトランジスタ、及び、後段のラッチ回路を配置しないので、POR信号を高速に生成することができる。又、図12に示した様に、電圧変化レートが異なっても出力信号VPORが実際にHレベルに変化するときの電源電圧AVDDのレベルが同等であるので、当該パワーオンリセット回路が搭載された半導体装置の起動時の動作を安定化することができる。 As such, the power-on reset circuit according to embodiment 1 can generate a POR signal at the appropriate timing without increasing power consumption, even if the voltage change rate of the power supply voltage changes during startup. Furthermore, because it does not include a transistor connected in series with a voltage-dividing resistor or a downstream latch circuit, as in Patent Document 1, it can generate a POR signal at high speed. Furthermore, as shown in FIG. 12, even if the voltage change rate changes, the level of the power supply voltage AVDD when the output signal VPOR actually changes to the H level remains the same, thereby stabilizing startup operation of a semiconductor device incorporating the power-on reset circuit.
実施の形態2.
実施の形態2では、電圧レート検出回路の好ましい構成例を説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, a preferred configuration example of a voltage rate detection circuit will be described.
図7は、実施の形態2に係る電圧レート検出回路の構成例を説明する回路図である。
図7を参照して、電圧レート検出回路30は、N個のレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)と、制御ロジック35とを含む。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of a voltage rate detection circuit according to the second embodiment.
Referring to FIG. 7, the voltage rate detection circuit 30 includes N rate detection units RDUT(0) to RDUT(N−1) and a control logic 35.
レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)は、電源電圧AVDDの電圧変化レートに基づいて、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)をそれぞれ出力する。制御ロジック35は、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)に従って、図1の選択信号SEL(0)~SEL(N-1)を生成する。 The rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1) output rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1), respectively, based on the voltage change rate of the power supply voltage AVDD. The control logic 35 generates the selection signals SEL(0) to SEL(N-1) in Figure 1 in accordance with the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1).
尚、図7中には、レート検出ユニットRDUT(0),RDUT(M),RDUT(N-1)が例示されているが、各々の回路構成は同様であり、後述する様に、回路定数の一部のみが異なる。以下では、第M番目のレート検出ユニットRDUT(M)の構成を代表的に説明する。 Note that Figure 7 shows rate detection units RDUT(0), RDUT(M), and RDUT(N-1) as examples, but each has the same circuit configuration, with only some of the circuit constants differing, as described below. Below, the configuration of the Mth rate detection unit RDUT(M) will be described as a representative example.
レート検出ユニットRDUT(M)は、検出用キャパシタCDET(M)と、充電用キャパシタCREF(M)と、トランジスタMND1(M),MND2(M)と、電流供給回路36(M)と、インバータINVD(M)とを含む。 The rate detection unit RDUT(M) includes a detection capacitor CDET(M), a charging capacitor CREF(M), transistors MND1(M), MND2(M), a current supply circuit 36(M), and an inverter INVD(M).
検出用キャパシタCDET(M)は、電源配線PLとノードN3(M)との間に接続され、トランジスタMND1(M)は、ノードN3(M)と接地配線NLとの間に接続される。トランジスタMND2(M)は、ノードN4(M)と接地配線NLとの間に接続される。トランジスタMND1(M)及びMND2(M)のゲートは、ノードN3(M)と接続され、充電用キャパシタCREF(M)は、ノードN3(M)及び接地配線NLの間に接続される。即ち、トランジスタMND1(M)はダイオード接続されている。 The detection capacitor CDET(M) is connected between the power supply line PL and node N3(M), and the transistor MND1(M) is connected between node N3(M) and the ground line NL. The transistor MND2(M) is connected between node N4(M) and the ground line NL. The gates of the transistors MND1(M) and MND2(M) are connected to the node N3(M), and the charging capacitor CREF(M) is connected between node N3(M) and the ground line NL. In other words, the transistor MND1(M) is diode-connected.
充電用キャパシタCREF(M)は、少なくともトランジスタMND2(M)のゲート容量(寄生容量)を含んでおり、更に、平行平板キャパシタ、MOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタ等が追加的に接続されて構成されてもよい。尚、以下、本明細書では、各キャパシタの容量値についても、同じ符号で表記するものとする。 The charging capacitor CREF(M) includes at least the gate capacitance (parasitic capacitance) of transistor MND2(M), and may also be configured by additionally connecting a parallel plate capacitor, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) capacitor, etc. In the following description, the capacitance values of each capacitor will be denoted by the same symbol.
電流供給回路36(M)は、電源配線PL及びノードN4(M)の間に接続されて、ノードN4(M)に電流を供給する。図7の例では、電流供給回路36(M)は、電源配線PL及びノードN4(M)の間に接続された抵抗素子RDET(M)を有する。即ち、電流供給回路36(M)による供給電流Ird(M)は、抵抗素子RDET(M)の抵抗値によって調整され、RDET(M)が低いほど、供給電流Ird(M)は大きくなる。 The current supply circuit 36(M) is connected between the power supply wiring PL and node N4(M) and supplies current to node N4(M). In the example of FIG. 7, the current supply circuit 36(M) has a resistive element RDET(M) connected between the power supply wiring PL and node N4(M). That is, the supply current Ird(M) by the current supply circuit 36(M) is adjusted by the resistance value of the resistive element RDET(M); the lower the RDET(M), the larger the supply current Ird(M).
インバータINVD(M)は、ノードN4(M)の電圧に応じた論理レベルを有するレート検出信号SRDET(M)を出力する。ノードN4(M)の電圧は、トランジスタMND2(M)のオフ期間には電源電圧AVDDであり、トランジスタMND2(M)のオンに応じて、供給電流Ird(M)に応じた速度で接地電圧VSSに変化する。従って、レート検出信号SRDET(M)は、トランジスタMND2(M)のオフ時にはLレベル(接地電圧VSS)である一方で、トランジスタMND2(M)のオンに応じて、LレベルからHレベルに変化する。 Inverter INVD(M) outputs a rate detection signal SRDET(M) whose logic level corresponds to the voltage of node N4(M). The voltage of node N4(M) is the power supply voltage AVDD while transistor MND2(M) is off, and changes to ground voltage VSS at a speed corresponding to the supply current Ird(M) when transistor MND2(M) is on. Therefore, while the rate detection signal SRDET(M) is at L level (ground voltage VSS) when transistor MND2(M) is off, it changes from L level to H level when transistor MND2(M) is on.
次に、電源電圧AVDDの入力に対するレート検出ユニットRDUT(M)の動作を説明する。 Next, we will explain the operation of the rate detection unit RDUT(M) in response to the input of the power supply voltage AVDD.
容量値Cのキャパシタに印加される電圧Vcに変化が生じると、キャパシタにはIc=C・dVc/dtの電流が生じる。従って、検出用キャパシタCDET(M)に印加される電源電圧AVDDの時間変化率である電圧変化レートVRT[V/s](VRT=dAVDD/dt)に対して、検出用キャパシタCDET(M)には、下記の式(2)に従う検出電流Ic(M)が生じる。式(2)から理解される様に、検出電流Ic(M)は、検出用キャパシタCDET(M)が大きいほど大きくなり、電圧変化レートVRTが大きいほど大きくなる。 When a change occurs in the voltage Vc applied to a capacitor with a capacitance value C, a current Ic = C dVc/dt is generated in the capacitor. Therefore, for a voltage change rate VRT [V/s] (VRT = dAVDD/dt), which is the time rate of change of the power supply voltage AVDD applied to the detection capacitor CDET(M), a detection current Ic(M) is generated in the detection capacitor CDET(M) according to the following equation (2). As can be seen from equation (2), the larger the detection capacitor CDET(M) is, the larger the detection current Ic(M) is, and the larger the voltage change rate VRT is.
Ic(M)=CDET(M)・VRT …(2)
電源電圧AVDDの起動時には、電源電圧AVDDの変化に応じて発生した検出電流Ic(M)によって、ノードN3(M)の充電用キャパシタCREF(M)が充電される。充電によってノードN3(M)の電圧がトランジスタMND2(M)のしきい値電圧Vt2よりも高くなると、トランジスタMND2(M)がターンオンして、レート検出信号SRDET(M)がLレベルからHレベルに変化する。これにより、レート検出信号SRDET(M)が生成される。
Ic(M)=CDET(M)・VRT…(2)
When the power supply voltage AVDD is turned on, the charging capacitor CREF(M) at the node N3(M) is charged by the detection current Ic(M) that is generated in response to changes in the power supply voltage AVDD. When the voltage at the node N3(M) becomes higher than the threshold voltage Vt2 of the transistor MND2(M) as a result of charging, the transistor MND2(M) turns on, and the rate detection signal SRDET(M) changes from the L level to the H level. This generates the rate detection signal SRDET(M).
レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)の間で、充電用キャパシタCREF(0)~CREF(N-1)に対する検出用キャパシタCDET(0)~CDET(N-1)の容量比Kcは互いに異なる。図7では、CDET(0)/CREF(0)>…>CDET(M)/CREF(M)>…>CDET(N-1)/CREF(N-1)であり、下位ビット側のレート検出ユニットRDUTであるほど、容量比Kcが大きく設計される。当該容量比Kc以外の素子定数は、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)の間で共通に設定される。即ち、トランジスタMND2(0)~MND2(N-1)の間でしきい値電圧Vt2も共通である。 The capacitance ratio Kc of the detection capacitors CDET(0) to CDET(N-1) relative to the charging capacitors CREF(0) to CREF(N-1) differs among the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1). In Figure 7, CDET(0)/CREF(0) > ... > CDET(M)/CREF(M) > ... > CDET(N-1)/CREF(N-1), and the rate detection unit RDUT with the lower bit is designed to have a larger capacitance ratio Kc. All element constants other than the capacitance ratio Kc are set in common among the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1). In other words, the threshold voltage Vt2 is also common among the transistors MND2(0) to MND2(N-1).
以下では、上記容量比Kcを実現するために、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)の間で、充電用キャパシタCREF(0)~CREF(N-1)の容量値を共通とする一方で、検出用キャパシタCDET(0)~CDET(N-1)の容量値を、下位ビット側のレート検出ユニットRDUTであるほど、段階的に大きくなる様に設計する例を説明する。即ち、CDET(0)>…>CDET(M)>…>CDET(N-1)である。例えば、2の階乗比に従って、容量値が(1/2)倍ずつ減少する様に、検出用キャパシタCDET(0)~CDET(N-1)の容量値を段階的に設定することができる。 Below, we will explain an example in which, to achieve the above capacitance ratio Kc, the capacitance values of the charging capacitors CREF(0) to CREF(N-1) are common among the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1), while the capacitance values of the detection capacitors CDET(0) to CDET(N-1) are designed to gradually increase in order for the rate detection unit RDUT to be on the lower-order bit side. That is, CDET(0) > ... > CDET(M) > ... > CDET(N-1). For example, the capacitance values of the detection capacitors CDET(0) to CDET(N-1) can be set gradually so that the capacitance value decreases by a factor of 2 in increments of 1/2.
図7の構成例において、各レート検出ユニットRDUTのトランジスタMND2は「第2トランジスタ」の一実施例に対応し、ノードN3は「第3ノード」の一実施例に対応し、ノードN4は「第4ノード」の一実施例に対応する。又、トランジスタMND2、電流供給回路36、及び、インバータINVDによって、レート検出信号SRDETを生成するための「レート判定回路」の一実施例を構成することができる。 In the configuration example of Figure 7, transistor MND2 of each rate detection unit RDUT corresponds to an embodiment of a "second transistor," node N3 corresponds to an embodiment of a "third node," and node N4 corresponds to an embodiment of a "fourth node." Furthermore, transistor MND2, current supply circuit 36, and inverter INVD can constitute an embodiment of a "rate determination circuit" for generating the rate detection signal SRDET.
図8は、電圧レート検出回路の動作を説明する概念的な波形図である。図8の縦軸には、ノードN3の電圧VN3が示される。 Figure 8 is a conceptual waveform diagram explaining the operation of the voltage rate detection circuit. The vertical axis of Figure 8 shows the voltage VN3 at node N3.
図8を参照して、時刻t0に電源電圧AVDDが起動された際に、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)の各々で発生する検出電流Ic(0)~Ic(N-1)は、検出用キャパシタCDET(0)~CDET(N-1)の容量値に比例する。 Referring to Figure 8, when the power supply voltage AVDD is turned on at time t0, the detection currents Ic(0) to Ic(N-1) generated in each of the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1) are proportional to the capacitance values of the detection capacitors CDET(0) to CDET(N-1).
図8の例では、あるレート検出ユニットRDUTにおいて、時刻t0からT0が経過した時刻taにおいて、ノードN3の電圧VN3がトランジスタMND2(0)~MND2(N-1)のしきい値電圧Vt2に達する。この場合に、当該レート検出ユニットRDUTに対して、検出用キャパシタCDETの容量値がk倍(k:実数)であるレート検出ユニットRDUTでは、時刻t0から(T0/k)が経過した時刻tbにおいて、時刻taよりも早く、電圧VN3がしきい値電圧Vt2に達する。反対に、検出用キャパシタCDETの容量値が(1/k)倍であるレート検出ユニットRDUTでは、時刻t0から(k・T0)が経過した時刻tcにおいて、時刻taよりも遅く、電圧VN3がしきい値電圧Vt2に達することが理解される。 In the example of Figure 8, in a certain rate detection unit RDUT, at time ta, when T0 has elapsed since time t0, the voltage VN3 at node N3 reaches the threshold voltage Vt2 of transistors MND2(0) to MND2(N-1). In this case, in a rate detection unit RDUT in which the capacitance value of the detection capacitor CDET is k times (k: real number) that of the rate detection unit RDUT, voltage VN3 reaches the threshold voltage Vt2 at time tb, when (T0/k) has elapsed since time t0, earlier than time ta. Conversely, in a rate detection unit RDUT in which the capacitance value of the detection capacitor CDET is (1/k) times that of the rate detection unit RDUT, voltage VN3 reaches the threshold voltage Vt2 at time tc, when (k·T0) has elapsed since time t0, later than time ta.
このため、電源電圧AVDDの電圧変化レートの検出範囲の最小レート値と最大レート値とを予め定めると、検出用キャパシタCDETの容量値(即ち、容量比Kc)が最大であるレート検出ユニットRDUT(0)において、上記最小レート値の電源電圧AVDDが印加されたときに、予め定められた基準時間で、ノードN3の電圧がしきい値電圧Vt2まで上昇する様に、検出用キャパシタCDETの容量値(又は、容量比Kc)を設定する。 Therefore, when the minimum and maximum rate values of the detection range of the voltage change rate of the power supply voltage AVDD are predetermined, the capacitance value (or capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET is set so that when the power supply voltage AVDD of the minimum rate value is applied to the rate detection unit RDUT (0) in which the capacitance value (i.e., capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET is maximum, the voltage of node N3 rises to the threshold voltage Vt2 within a predetermined reference time.
反対に、検出用キャパシタCDETの容量値(即ち、容量比Kc)が最小であるレート検出ユニットRDUT(N-1)では、上記最大レート値の電源電圧AVDDが印加されたときに、同一の基準時間で、ノードN3の電圧がしきい値電圧Vt2まで上昇する様に、検出用キャパシタCDETの容量値(又は、容量比Kc)が設定される。 Conversely, in the rate detection unit RDUT (N-1) in which the capacitance value (i.e., capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET is the smallest, the capacitance value (or capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET is set so that when the power supply voltage AVDD of the above-mentioned maximum rate value is applied, the voltage of node N3 rises to the threshold voltage Vt2 within the same reference time.
更に、中間のレート検出ユニットRDUT(1)~RDUT(N-2)では、レート検出ユニットRDUT(0)及びRDUT(N-1)の間の範囲で、上位ビット側になるほど小さい値となる様に、検出用キャパシタCDETの容量値(又は、容量比Kc)が段階的に設定される。これにより、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)からのレート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)は、図9に示す様に生成される。 Furthermore, for the intermediate rate detection units RDUT(1) to RDUT(N-2), the capacitance value (or capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET is set in stages so that the value becomes smaller toward the more significant bits within the range between the rate detection units RDUT(0) and RDUT(N-1). As a result, the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1) from the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1) are generated as shown in Figure 9.
図9には、図7に示された電圧レート検出回路の動作を説明する図表が示される。
図9を参照して、最小レート値R1を有する電源電圧AVDDがレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)に入力されると、電源配線PLの電圧に基づいて電源電圧AVDDの起動が検知されてから上記基準時間が経過した時点において、検出用キャパシタCDETの容量値(即ち、容量比Kc)が最大であるレート検出ユニットRDUT(0)のみで、トランジスタMND2(0)がオンする。一方で、他のレート検出ユニットRDUT(1)~RDUT(N-1)ではトランジスタMND2(1)~MND2(N-1)はオフのままである。この結果、基準時間の経過時において、レート検出信号SRDET(0)がHレベルである一方で、レート検出信号SRDET(1)~SRDET(N-1)はLレベルである。即ち、レート検出ユニットRDUT(0)のみでレート検出信号SRDETが生成される。
FIG. 9 shows a diagram illustrating the operation of the voltage rate detection circuit shown in FIG.
9 , when a power supply voltage AVDD having a minimum rate value R1 is input to the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1), at the point in time when the reference time has elapsed since the activation of the power supply voltage AVDD was detected based on the voltage of the power supply wiring PL, the transistor MND2(0) is turned on only in the rate detection unit RDUT(0) whose detection capacitor CDET has the largest capacitance value (i.e., capacitance ratio Kc). Meanwhile, in the other rate detection units RDUT(1) to RDUT(N-1), the transistors MND2(1) to MND2(N-1) remain off. As a result, at the time when the reference time has elapsed, the rate detection signal SRDET(0) is at an H level, while the rate detection signals SRDET(1) to SRDET(N-1) are at an L level. That is, the rate detection signal SRDET is generated only in the rate detection unit RDUT(0).
電圧変化レートVRTが、最小レート値R1及び最大レート値RNの間のレート値RMである電源電圧AVDDがレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)に入力されると、上記基準時間の経過時において、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(M)において、トランジスタMND2(0)~MN2D(M)がオンする。一方で、これより上位ビット側であり、検出用キャパシタCDETの容量値(即ち、容量比Kc)がレート検出ユニットRDUT(M)より小さいレート検出ユニットRDUT(M+1)~RDUT(N-1)では、トランジスタMND2(M+1)~MND2(N-1)はオフのままである。この結果、基準時間の経過時において、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(M)がHレベルである一方で、レート検出信号SRDET(M+1)~SRDET(N-1)はLレベルである。即ち、(M+1)個のレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(M)において、レート検出信号SRDETが生成される。 When a power supply voltage AVDD with a voltage change rate VRT at a rate value RM between the minimum rate value R1 and the maximum rate value RN is input to the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1), transistors MND2(0) to MN2D(M) turn on in the rate detection units RDUT(0) to RDUT(M) after the reference time has elapsed. Meanwhile, in the rate detection units RDUT(M+1) to RDUT(N-1), which are located on the higher-order bit side and have a smaller capacitance value (i.e., capacitance ratio Kc) of the detection capacitor CDET than the rate detection unit RDUT(M), transistors MND2(M+1) to MND2(N-1) remain off. As a result, when the reference time has elapsed, the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(M) are at H level, while the rate detection signals SRDET(M+1) to SRDET(N-1) are at L level. That is, the rate detection signal SRDET is generated in the (M+1) rate detection units RDUT(0) to RDUT(M).
この様に、電源電圧AVDDの電圧変化レートが最小レート値R1よりも大きいほど、上記基準時間の経過時において、トランジスタMND2のオンによってレート検出信号SRDETを生成するレート検出ユニットRDUTの個数が、下位ビット側から増加する。 In this way, the greater the voltage change rate of the power supply voltage AVDD is than the minimum rate value R1, the more the number of rate detection units RDUT that generate the rate detection signal SRDET by turning on transistor MND2 increases from the lower bit side when the above-mentioned reference time has elapsed.
最大レート値RNを有する電源電圧AVDDがレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)に入力されると、上記基準時間の経過時において、検出用キャパシタCDETの容量値(即ち、容量比Kc)が最小であるレート検出ユニットRDUT(N-1)においてもトランジスタMND2(N-1)がオンする。従って、基準時間の経過時には、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)の全てがHレベルになる。N個のレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)において、レート検出信号SRDETが生成される。 When a power supply voltage AVDD having a maximum rate value RN is input to the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1), after the reference time has elapsed, the transistor MND2(N-1) also turns on in the rate detection unit RDUT(N-1) whose detection capacitor CDET has the smallest capacitance value (i.e., capacitance ratio Kc). Therefore, after the reference time has elapsed, all of the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1) become H level. The rate detection signal SRDET is generated in the N rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1).
制御ロジック35は、上述の様に生成されたレート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)に従って、選択信号SEL(0)~SEL(N-1)のうちの1個のみをHレベルに設定し、他の(N-1)個をLレベルに設定する。 The control logic 35 sets only one of the selection signals SEL(0) to SEL(N-1) to the H level and sets the other (N-1) to the L level in accordance with the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1) generated as described above.
具体的には、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)のうちHレベルに設定されるビットのうちの最も上位側のビットに対応させて、選択信号SELの対応する1ビットのみをHレベルに設定する様に制御ロジック35を構築することができる。又、レート検出信号SRDET(0)~SRDET(N-1)の全てがLレベルのときには、選択信号SEL(0)をHレベルに設定する。 Specifically, the control logic 35 can be configured to set only one bit of the selection signal SEL to the H level in correspondence with the most significant bit of the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1) that is set to the H level. Furthermore, when all of the rate detection signals SRDET(0) to SRDET(N-1) are at the L level, the selection signal SEL(0) is set to the H level.
この様に生成された選択信号SEL(0)~SEL(N-1)を、実施の形態1で説明した分圧回路10及び電圧判定回路20に入力することで、パワーオンリセット回路5は、図6に示した等価回路図に従って動作することができる。 By inputting the selection signals SEL(0) to SEL(N-1) generated in this manner to the voltage divider circuit 10 and voltage judgment circuit 20 described in embodiment 1, the power-on reset circuit 5 can operate according to the equivalent circuit diagram shown in Figure 6.
実施の形態2で説明した電圧レート検出回路30によれば、簡易な構成で、かつ、電源電圧AVDDの起動時において高速に電圧変化レートを複数段階(N段階)で検出することができる。 The voltage rate detection circuit 30 described in embodiment 2 has a simple configuration and can quickly detect the voltage change rate in multiple stages (N stages) when the power supply voltage AVDD is started up.
尚、図7に示されたレート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)の間で、電流供給回路36(0)~36(N-1)の供給電流Ird(0)~Ird(N-1)を異なる値に設定することも可能である。具体的には、上位ビット側のレート検出ユニットRDUTは、相対的に大きい電圧変化レートを検出するために配置されるので、上位ビット側になるほど供給電流Irdが大きくなる様に、Ird(0)<…<Ird(M)<…<~Ird(N-1)とすることが好ましい。 It is also possible to set the supply currents Ird(0) to Ird(N-1) of the current supply circuits 36(0) to 36(N-1) to different values among the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1) shown in Figure 7. Specifically, since the rate detection units RDUT on the higher bit side are arranged to detect relatively large voltage change rates, it is preferable to set Ird(0) < ... < Ird(M) < ... < Ird(N-1) so that the supply current Ird increases toward the higher bit side.
図7の例では、抵抗素子RDETの抵抗値について、RDET(0)>…>RDET(M)>…>RDET(N-1)とすることで、この様な供給電流Ird(0)~Ird(N-1)の設定を実現することができる。図7において、抵抗素子RDET(0)~RDET(N-1)の各々は「第4抵抗素子」の一実施例に対応する。 In the example of Fig. 7, the resistance values of the resistor elements RD ET are set as follows: RD ET (0)>...>RD ET (M)>...>RD ET (N-1), thereby enabling the setting of the supply currents Ird(0) to Ird(N-1). In Fig. 7, each of the resistor elements RD ET (0) to RD ET (N-1) corresponds to an example of a "fourth resistor element."
又、図7及び図5において、電圧判定回路20のトランジスタ21のしきい値電圧Vt1と、各レート検出ユニットRDUTのトランジスタMND2のしきい値電圧Vt2について、しきい値電圧Vt1(トランジスタ21)は、しきい値電圧Vt2(トランジスタMND2)よりも高く設定することが好ましい(Vt1>Vt2)。即ち、トランジスタ21がターンオンするときのノードN1の電圧は、トランジスタMND2がオンするときのノードN3の電圧よりも高いことが好ましい。このようにすると、POR信号が誤って生成される(即ち、出力信号VPORが誤ってLレベルからHレベルへ変化する)、パワーオンリセット回路5の誤動作を抑制して、動作の確実化を図ることができる。7 and 5, regarding the threshold voltage Vt1 of transistor 21 of voltage evaluation circuit 20 and the threshold voltage Vt2 of transistor MND2 of each rate detection unit RDUT, it is preferable to set the threshold voltage Vt1 (transistor 21) higher than the threshold voltage Vt2 (transistor MND2) (Vt1 > Vt2). That is, it is preferable that the voltage of node N1 when transistor 21 turns on be higher than the voltage of node N3 when transistor MND2 turns on. This prevents the power-on reset circuit 5 from erroneously generating a POR signal (i.e., the output signal VPOR erroneously changes from low to high), thereby ensuring reliable operation.
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1及び2で例示した電圧判定回路及び電圧レート検出回路の構成の変形例について説明する。
Embodiment 3.
In the third embodiment, a modified example of the configuration of the voltage evaluation circuit and the voltage rate detection circuit exemplified in the first and second embodiments will be described.
図10は、実施の形態3に係る電圧判定回路の構成例を説明する回路図である。
図10を参照して、実施の形態3に係る電圧判定回路20Xは、図5に示された電圧判定回路20と比較して、電流制御回路27に代えて、電流制御回路27Xを有する点で異なる。
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of a voltage evaluation circuit according to the third embodiment.
10, a voltage evaluation circuit 20X according to the third embodiment differs from voltage evaluation circuit 20 shown in FIG. 5 in that current control circuit 27 is replaced with a current control circuit 27X.
電流制御回路27Xは、電流制御回路27と比較して、抵抗素子RD(0)~RD(N-1)に代えて、トランジスタを含んで構成された電流源回路CSD(0)~CSD(N-1)を有する点で異なる。電流制御回路27Xのその他の構成は、電流制御回路27と同様である。即ち、電流制御回路27Xは、電源配線PL及びノードN2の間に並列接続された電流源回路CSD(0)~CSD(N-1)と、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)とを有する。そして、スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は、電源配線PL及びノードN2の間に、電流源回路CSD(0)~CSD(N-1)のそれぞれと直列接続される。 Current control circuit 27X differs from current control circuit 27 in that it has current source circuits CSD(0) to CSD(N-1) configured to include transistors instead of resistor elements RD(0) to RD(N-1). The rest of the configuration of current control circuit 27X is the same as that of current control circuit 27. That is, current control circuit 27X has current source circuits CSD(0) to CSD(N-1) connected in parallel between power supply wiring PL and node N2, and switch elements SWD(0) to SWD(N-1). Switch elements SWD(0) to SWD(N-1) are then connected in series with each of current source circuits CSD(0) to CSD(N-1) between power supply wiring PL and node N2.
電流源回路CSD(0)~CSD(N-1)の出力電流Id(0)~Id(N-1)は異なっており、具体的には、上位ビット側で出力電流が大きくなる様に、Id(0)<Id(1)<…Id(M)…<Id(N-1)となる様に設定される。スイッチ素子SWD(0)~SWD(N-1)は、選択信号SEL(0)~SEL(N-1)に応じて実施の形態1で説明したのと同様にオンオフする。従って、電圧レート検出回路30で検出された電圧変化レートが大きいほど、出力電流が大きい電流源回路CSDがスイッチ素子SWDによって電源配線PL及びノードN2の間に接続される。 The output currents Id(0) to Id(N-1) of the current source circuits CSD(0) to CSD(N-1) are different. Specifically, they are set so that the output current is larger on the higher-order bit side, such that Id(0) < Id(1) < ... Id(M) ... < Id(N-1). The switch elements SWD(0) to SWD(N-1) are turned on and off in accordance with the selection signals SEL(0) to SEL(N-1) in the same manner as described in embodiment 1. Therefore, the greater the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30, the greater the output current of the current source circuit CSD that is connected by the switch element SWD between the power supply wiring PL and node N2.
この結果、実施の形態1と同様に、電圧レート検出回路30で検出された電圧変化レートが大きいほど、電流制御回路27XからノードN2への供給電流Idetを大きくすることができる。これにより、トランジスタ21のターンオン時にノードN2の電圧の変化速度を高めることができる。As a result, similar to embodiment 1, the greater the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit 30, the greater the supply current Idet from the current control circuit 27X to node N2. This increases the rate of change of the voltage at node N2 when transistor 21 is turned on.
従って、図10に示された電圧判定回路20Xを用いても、実施の形態1で説明したのと同様のパワーオンリセット回路5を実現することができる。図10において、電流源回路CSD(0)~CSD(N-1)の各々は、「第1電流源回路」の一実施例に対応する。 Therefore, even when the voltage evaluation circuit 20X shown in Figure 10 is used, a power-on reset circuit 5 similar to that described in embodiment 1 can be realized. In Figure 10, each of the current source circuits CSD(0) to CSD(N-1) corresponds to an example of a "first current source circuit."
図11は、実施の形態3に係る電圧レート検出回路の構成例を説明する回路図である。
図11を参照して、実施の形態3に係る電圧レート検出回路30Xは、図7に示された電圧レート検出回路30と比較して、レート検出ユニットRDUT(0)~RDUT(N-1)が、電流供給回路36(0)~36(N-1)に代えて、電流供給回路36X(0)~36X(N-1)を有する点で異なる。
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a voltage rate detection circuit according to the third embodiment.
11, the voltage rate detection circuit 30X according to the third embodiment differs from the voltage rate detection circuit 30 shown in FIG. 7 in that the rate detection units RDUT(0) to RDUT(N-1) have current supply circuits 36X(0) to 36X(N-1) instead of the current supply circuits 36(0) to 36(N-1).
電流供給回路36X(0)~36X(N-1)は、抵抗素子RD(0)~RD(N-1)に代えて、トランジスタ(図示せず)を含んで構成された電流源回路CSDT(0)~CSDT(N-1)を有する点で異なる。電圧レート検出回路30Xのその他の構成は、電圧レート検出回路30と同様である。 Current supply circuits 36X(0) to 36X(N-1) differ in that they have current source circuits CSDT(0) to CSDT(N-1) configured to include transistors (not shown) instead of resistor elements RD(0) to RD(N-1). The rest of the configuration of voltage rate detection circuit 30X is the same as that of voltage rate detection circuit 30.
実施の形態2の末尾でも説明した様に、電流供給回路36(0)~36(N-1)の供給電流Ird(0)~Ird(N-1)は、上位ビット側のレート検出ユニットRDUTになるほど供給電流Irdが大きくなる様に、Ird(0)<…<Ird(M)<…<~Ird(N-1)とすることが好ましい。図11の構成では、電流源回路CSDT(0)~CSDT(N-1)の出力電流について、上位ビット側のレート検出ユニットRDUTで出力電流が大きくなる様に設計することで、この様な供給電流Ird(0)~Ird(N-1)の設定を実現することができる。図11において、電流源回路CSDT(0)~CSDT(N-1)の各々は、「第2電流源回路」の一実施例に対応する。又、図11の構成例では、トランジスタMND2、電流供給回路36X、及び、インバータINVDによって、レート検出信号SRDETを生成するための「レート判定回路」の一実施例が構成される。As explained at the end of the second embodiment, it is preferable that the supply currents Ird(0) to Ird(N-1) of the current supply circuits 36(0) to 36(N-1) be Ird(0) < ... < Ird(M) < ... < to Ird(N-1) so that the supply current Ird increases toward the rate detection unit RDUT on the more significant bit side. In the configuration of FIG. 11, the output currents of the current source circuits CSDT(0) to CSDT(N-1) are designed so that the output currents of the rate detection units RDUT on the more significant bit side are larger, thereby enabling such settings of the supply currents Ird(0) to Ird(N-1). In FIG. 11, each of the current source circuits CSDT(0) to CSDT(N-1) corresponds to an example of a "second current source circuit." In the configuration example of FIG. 11, the transistor MND2, the current supply circuit 36X, and the inverter INVD constitute one embodiment of a "rate determination circuit" for generating the rate detection signal SRDET.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiments disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
5,5♯ パワーオンリセット回路、10,10♯ 分圧回路、15 選択回路、20,20X,20♯ 電圧判定回路、21,MND1(0)~MND1(N-1),MND2(0)~MND2(N-1) トランジスタ、22,36,36X 電流供給回路、25 信号生成回路、27,27X 電流制御回路、30,30X 電圧レート検出回路、35 制御ロジック、AVDD 電源電圧、CDET(0)~CDET(N-1) 検出用キャパシタ、CREF(0)~CREF(N-1) 充電用キャパシタ、CSD(0)~CSD(N-1),CSDT(0)~CSDT(N-1) 電流源回路、INVD(0)~INVD(N-1) インバータ、Ic(0)~Ic(N-1) 検出電流、Id(0)~ID(N-1) 出力電流(電流源回路)、Idet(0)~Idet(N-1),Ird(0)~Ird(N-1) 供給電流、N1~N4 ノード、NL 基準電圧配線(接地配線)、PL 電源配線、RD(0)~RD(N-1),RDET(0)~RDET(N-1),RH(0)~RH(N-1),RL(0)~RL(N-1) 抵抗素子、RDUT(0)~RDUT(N-1) レート検出ユニット、SEL(0)~SEL(N-1) 選択信号、SRDET(0)~SRDET(N-1) レート検出信号、SWD(0)~SWD(N-1),SWH(0)~SWH(N-1),SWL(0)~SWL(N-1) スイッチ素子、VPOR 出力信号、VRT 電圧変化レート、VSS 基準電圧(接地電圧)、Vdiv 分圧電圧、Vt1,Vt2 しきい値電圧、Vpr 判定電圧。 5, 5# Power-on reset circuit, 10, 10# Voltage divider circuit, 15 Selection circuit, 20, 20X, 20# Voltage judgment circuit, 21, MND1(0) to MND1(N-1), MND2(0) to MND2(N-1) Transistors, 22, 36, 36X Current supply circuit, 25 Signal generation circuit, 27, 27X Current control circuit, 30, 30X Voltage rate detection circuit, 35 Control logic, AVDD Power supply voltage, CDET(0) to CDET(N-1) Detection capacitor, CREF(0) to CREF(N-1) Charging capacitor, CSD(0) to CSD(N-1), CSDT(0) to CSDT(N-1) Current source circuit, INVD(0) to INVD(N-1) Inverter, Ic(0) to Ic(N-1) Detection current, Id(0) to ID(N-1) Output current (current source circuit), Idet(0) to Idet(N-1), Ird(0) to Ird(N-1) Supply current, N1 to N4 Node, NL Reference voltage wiring (ground wiring), PL Power supply wiring, RD(0) to RD(N-1), RDET(0) to RDET(N-1), RH(0) to RH(N-1), RL(0) to RL(N-1) Resistive element, RDUT(0) to RDUT(N-1) Rate detection unit, SEL(0) to SEL(N-1) Selection signal, SRDET(0) to SRDET(N-1) Rate detection signal, SWD(0) to SWD(N-1), SWH(0) to SWH(N-1), SWL(0) to SWL(N-1) switch elements, VPOR output signal, VRT voltage change rate, VSS reference voltage (ground voltage), Vdiv divided voltage, Vt1, Vt2 threshold voltage, Vpr determination voltage.
Claims (11)
基準電圧を伝達する基準電圧配線と、
前記電源配線及び前記基準電圧の間に接続されて、前記電源電圧の分圧電圧を第1ノードに出力する分圧回路と、
前記電源電圧の起動時における前記電源電圧の電圧変化レートを検出するための電圧レート検出回路と、
前記第1ノードの電圧と、予め定められた電圧との比較結果を示す出力信号を生成する電圧判定回路とを備え、
前記分圧回路は、前記電圧レート検出回路で検出された前記電圧変化レートに応じて、前記電源電圧に対する前記分圧電圧の分圧比を一定に維持した上で前記電源配線及び前記基準電圧の間のインピーダンスが可変に設定される様に構成され、
前記インピーダンスは、前記電圧変化レートが大きいほど低くなる様に設定される、パワーオンリセット回路。 a power supply wiring for receiving a power supply voltage;
a reference voltage wiring for transmitting a reference voltage;
a voltage divider circuit connected between the power supply wiring and the reference voltage, which divides the power supply voltage and outputs a divided voltage to a first node;
a voltage rate detection circuit for detecting a voltage change rate of the power supply voltage at the time of starting the power supply voltage;
a voltage determination circuit that generates an output signal indicating a comparison result between the voltage of the first node and a predetermined voltage;
the voltage divider circuit is configured to variably set an impedance between the power supply wiring and the reference voltage while maintaining a constant voltage division ratio of the divided voltage to the power supply voltage in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit;
The power-on reset circuit is configured such that the impedance decreases as the voltage change rate increases.
前記電源配線と第2ノードとの間に接続されて、前記電圧レート検出回路で検出された前記電圧変化レートに応じて前記電源配線から前記第2ノードへの供給電流を可変に制御する電流制御回路と、
前記第2ノードと前記基準電圧配線との間に接続されて、前記第1ノードの電圧に応じてオンオフする第1トランジスタとを含み、
前記出力信号は、前記第1トランジスタのオンオフに伴って変化する前記第2ノードの電圧に応じた論理レベルを有する様に生成され、
前記電流制御回路は、前記電圧変化レートが大きいほど前記供給電流が大きくなる様に前記供給電流を制御する、請求項1記載のパワーオンリセット回路。 The voltage determination circuit
a current control circuit connected between the power supply wiring and a second node, the current control circuit variably controlling a supply current from the power supply wiring to the second node in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit;
a first transistor connected between the second node and the reference voltage wiring and turned on and off in response to a voltage of the first node;
the output signal is generated to have a logic level corresponding to the voltage of the second node which changes with the on/off of the first transistor;
2. The power-on reset circuit according to claim 1, wherein said current control circuit controls said supply current so that said supply current increases as said voltage change rate increases.
前記電源配線及び前記第2ノードの間に並列接続された複数の第1抵抗素子と、
前記電源配線及び前記第2ノードの間に前記複数の第1抵抗素子のそれぞれと直列接続された複数のスイッチ素子とを有し、
前記複数のスイッチ素子のオンオフは、前記電圧レート検出回路で検出された前記電圧変化レートに従って、前記電圧変化レートが大きいほど前記電源配線及び前記第2ノードの間の電気抵抗値が小さくなる様に制御される、請求項2記載のパワーオンリセット回路。 The current control circuit
a plurality of first resistor elements connected in parallel between the power supply wiring and the second node;
a plurality of switch elements connected in series with the plurality of first resistor elements, respectively, between the power supply wiring and the second node;
3. The power-on reset circuit according to claim 2, wherein the on/off of the plurality of switch elements is controlled in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit so that the greater the voltage change rate, the smaller the electrical resistance value between the power supply wiring and the second node.
前記電源配線及び前記第2ノードの間に前記複数の第1電流源回路のそれぞれと直列接続された複数のスイッチ素子とを有し、
前記複数のスイッチ素子のオンオフは、前記電圧レート検出回路で検出された前記電圧変化レートに従って、前記電圧変化レートが大きいほど前記複数の第1電流源回路による前記供給電流が大きくなる様に制御される、請求項2記載のパワーオンリセット回路。 the current control circuit includes a plurality of first current source circuits each including a transistor, which are connected in parallel between the power supply wiring and the second node;
a plurality of switch elements connected in series with the plurality of first current source circuits between the power supply wiring and the second node;
3. The power-on reset circuit according to claim 2, wherein the on/off of the plurality of switch elements is controlled in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit, so that the supply current from the plurality of first current source circuits increases as the voltage change rate increases.
複数の分圧抵抗と、
前記電圧レート検出回路で検出された前記電圧変化レートに従って前記複数の分圧抵抗を選択的に前記電源配線及び前記基準電圧配線の間に接続するための選択回路とを含み、
前記複数の分圧抵抗の各々は、
前記電源配線及び前記第1ノードの間に接続される第2抵抗素子と、
前記基準電圧配線及び前記第1ノードの間に接続される第3抵抗素子とを含み、
前記第2抵抗素子及び前記第3抵抗素子の電気抵抗値の比が前記複数の分圧抵抗の間で共通である一方で、前記第2抵抗素子及び前記第3抵抗素子の電気抵抗値の和は前記複数の分圧抵抗の間で異なり、
前記選択回路は、前記電圧変化レートが大きいほど、前記電源配線及び前記基準電圧配線の間の前記電気抵抗値が小さくなる様に制御される、請求項1~4のいずれか1項に記載のパワーオンリセット回路。 The voltage divider circuit
A plurality of voltage dividing resistors;
a selection circuit for selectively connecting the plurality of voltage dividing resistors between the power supply wiring and the reference voltage wiring in accordance with the voltage change rate detected by the voltage rate detection circuit;
Each of the plurality of voltage dividing resistors is
a second resistor element connected between the power supply wiring and the first node;
a third resistor element connected between the reference voltage wiring and the first node,
a ratio of the electrical resistance values of the second resistance element and the third resistance element is common among the plurality of voltage dividing resistors, while a sum of the electrical resistance values of the second resistance element and the third resistance element differs among the plurality of voltage dividing resistors;
5. The power-on reset circuit according to claim 1, wherein the selection circuit is controlled so that the electrical resistance value between the power supply wiring and the reference voltage wiring decreases as the voltage change rate increases.
前記Nは2以上の整数であり、
前記N個のレート検出ユニットの各々は、
前記電源配線及び第3ノードの間に接続された検出用キャパシタと、
前記第3ノードの電圧が予め定められた電圧よりも上昇するのに応じてレート検出信号を生成するレート判定回路とを含み、
前記N個のレート検出ユニットの間で、前記第3ノードの容量値に対する前記検出用キャパシタの容量値の比は互いに異なり、
前記電圧レート検出回路は、前記電源電圧の起動から予め定められた基準時間が経過した時点における、前記N個のレート検出ユニットのうちの前記レート検出信号を生成したレート検出ユニットの個数に基づいて、前記電圧変化レートをN段階に検出し、
前記電圧変化レートは、前記個数が多いほど大きく検出される、請求項1記載のパワーオンリセット回路。 The voltage rate detection circuit includes N rate detection units;
N is an integer of 2 or more,
Each of the N rate detection units
a detection capacitor connected between the power supply wiring and a third node;
a rate determination circuit that generates a rate detection signal in response to the voltage at the third node increasing above a predetermined voltage;
The ratio of the capacitance value of the detection capacitor to the capacitance value of the third node is different among the N rate detection units,
the voltage rate detection circuit detects the voltage change rate in N stages based on the number of rate detection units that generate the rate detection signal among the N rate detection units at a time point when a predetermined reference time has elapsed since the start of the power supply voltage;
2. The power-on reset circuit according to claim 1 , wherein the detected rate of change in voltage increases as the number of the voltages increases.
前記電源配線と第4ノードとの間に接続されて、前記電源配線から前記第4ノードへ電流を供給する電流供給回路と、
前記第4ノードと前記基準電圧配線との間に接続されて、前記第3ノードの電圧に応じてオンオフする第2トランジスタとを含み、
前記レート検出信号は、前記第2トランジスタのオンに伴って前記第4ノードの電圧が変化すると生成され、
前記電流供給回路による供給電流は、前記N個のレート検出ユニットの間で異なり、
前記検出用キャパシタの容量値が小さいレート検出ユニットほど、前記供給電流は大きく設定される、請求項6記載のパワーオンリセット回路。 The rate determination circuit
a current supply circuit connected between the power supply wiring and a fourth node, the current supply circuit supplying a current from the power supply wiring to the fourth node;
a second transistor connected between the fourth node and the reference voltage wiring and turned on and off in response to the voltage of the third node;
the rate detection signal is generated when the voltage of the fourth node changes as the second transistor is turned on;
the current supplied by the current supply circuit differs among the N rate detection units;
7. The power-on reset circuit according to claim 6, wherein the supply current is set to be larger for a rate detection unit having a smaller capacitance value of the detection capacitor.
前記電源配線と第2ノードとの間に接続されて、前記電源配線から前記第2ノードへの供給電流を制御する電流制御回路と、
前記第2ノードと前記基準電圧配線との間に接続されて、前記第1ノードの電圧に応じてオンオフする第1トランジスタとを含み、
前記出力信号は、前記第1トランジスタのオンオフに伴って変化する前記第2ノードの電圧に応じた論理レベルを有する様に生成され、
前記電圧レート検出回路は、N個のレート検出ユニットを含み、
前記Nは2以上の整数であり、
前記N個のレート検出ユニットの各々は、
前記電源配線及び第3ノードの間に接続された検出用キャパシタと、
前記電源配線と第4ノードとの間に接続されて、前記電源配線から前記第4ノードへ電流を供給する電流供給回路と、
前記第4ノードと前記基準電圧配線との間に接続されて、前記第3ノードの電圧に応じてオンオフする第2トランジスタとを含み、かつ、
前記第2トランジスタのオンに伴って前記第4ノードの電圧が変化するとレート検出信号を生成し、
前記N個のレート検出ユニットの間で、前記第3ノードの容量値に対する前記検出用キャパシタの容量値の比は互いに異なり、
前記電圧レート検出回路は、前記電源電圧の起動から予め定められた基準時間が経過した時点における、前記N個のレート検出ユニットのうちの前記レート検出信号を生成したレート検出ユニットの個数に基づいて、前記電圧変化レートをN段階に検出し、
前記第1トランジスタがターンオンするときの前記第1ノードの電圧は、前記第2トランジスタがターンオンするときの前記第3ノードの電圧よりも高い、請求項1記載のパワーオンリセット回路。 The voltage determination circuit
a current control circuit connected between the power supply wiring and a second node, the current control circuit controlling a supply current from the power supply wiring to the second node;
a first transistor connected between the second node and the reference voltage wiring and turned on and off in response to a voltage of the first node;
the output signal is generated to have a logic level corresponding to the voltage of the second node which changes with the on/off of the first transistor;
The voltage rate detection circuit includes N rate detection units;
N is an integer of 2 or more,
Each of the N rate detection units
a detection capacitor connected between the power supply wiring and a third node;
a current supply circuit connected between the power supply wiring and a fourth node, the current supply circuit supplying a current from the power supply wiring to the fourth node;
a second transistor connected between the fourth node and the reference voltage wiring and turned on and off in response to the voltage of the third node;
generating a rate detection signal when the voltage of the fourth node changes as the second transistor is turned on;
The ratio of the capacitance value of the detection capacitor to the capacitance value of the third node is different among the N rate detection units,
the voltage rate detection circuit detects the voltage change rate in N stages based on the number of rate detection units that generate the rate detection signal among the N rate detection units at a time point when a predetermined reference time has elapsed since the start of the power supply voltage;
2. The power-on reset circuit according to claim 1, wherein the voltage at said first node when said first transistor is turned on is higher than the voltage at said third node when said second transistor is turned on.
前記電源配線及び前記第4ノードの間に接続された、前記N個のレート検出ユニットの間で電気抵抗値が異なる第4抵抗素子を有し、
前記検出用キャパシタの容量値が小さいレート検出ユニットほど、前記電気抵抗値は小さく設定される、請求項7又は8に記載のパワーオンリセット回路。 The current supply circuit includes:
a fourth resistor element connected between the power supply wiring and the fourth node, the fourth resistor element having a different electrical resistance value among the N rate detection units;
9. The power-on reset circuit according to claim 7, wherein the electric resistance value is set smaller for a rate detection unit having a smaller capacitance value of the detection capacitor.
前記電源配線及び前記第4ノードの間に接続された、前記N個のレート検出ユニットの間で出力電流が異なる第2電流源回路を有し、
前記検出用キャパシタの容量値が小さいレート検出ユニットほど、前記第2電流源回路の前記出力電流は大きい、請求項7又は8に記載のパワーオンリセット回路。 The current supply circuit includes:
a second current source circuit connected between the power supply wiring and the fourth node, the second current source circuit having different output currents among the N rate detection units;
9. The power-on reset circuit according to claim 7, wherein the rate detection unit has a smaller capacitance value of the detection capacitor, and the output current of the second current source circuit is larger.
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