簡介

許多IC 都包含上電複位(POR)電路，其作用是保證在施加電源後
，模擬和數字模塊初始化至已知狀態。基本POR功能會產生一個內部複位脈衝以避免"競爭"xianxiang，bingshiqijianbaochijingtai
，zhizhidianyuandianyadadaoyigenengbaozhengzhengchanggongzuodeyuzhi。zhuyi
，ciyuzhidianyabutongyushujushoucezhonggeichudezuixiaodianyuandianya。yidandianyuandianyadadaoyuzhidianya
，POR電dian路lu就jiu會hui釋shi放fang內nei部bu複fu位wei信xin號hao
，狀zhuang態tai機ji開kai始shi初chu始shi化hua器qi件jian。在zai初chu始shi化hua完wan成cheng之zhi前qian，器qi件jian應ying當dang忽hu略lve外wai部bu信xin號hao，包bao括kuo傳chuan輸shu的de數shu據ju。唯wei一yi例li外wai是shi複fu位wei引yin腳jiao（如有）
，它會利用POR信號內部選通。POR電路可以表示為窗口比較器
，如圖1 所示。比較器電平VT2在電路設計期間定義
，取決於器件的工作電壓和製程尺寸。

POR策略

bijiaoqichuangkoutongchangyoushuzidianyuandianpingdingyi。shuzimokuaikongzhimonimokuai，shuzimokuaiquanmiangongzuosuoxudedianyayumonimokuaigongzuosuoxudezuixiaodianyaxiangsi，rutu2所示。

較高的VT2閾(yu)值(zhi)對(dui)模(mo)擬(ni)模(mo)塊(kuai)會(hui)更(geng)好(hao)
，但(dan)若(ruo)過(guo)於(yu)接(jie)近(jin)推(tui)薦(jian)最(zui)小(xiao)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)
，當(dang)電(dian)壓(ya)略(lve)微(wei)降(jiang)低(di)時(shi)，可(ke)能(neng)會(hui)意(yi)外(wai)觸(chu)發(fa)複(fu)位(wei)。如(ru)果(guo)器(qi)件(jian)包(bao)括(kuo)獨(du)立(li)的(de)模(mo)擬(ni)電(dian)源(yuan)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)，則(ze)避(bi)免(mian)故(gu)障(zhang)的(de)一(yi)種(zhong)策(ce)略(lve)是(shi)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)POR電路
，使兩個模塊保持複位狀態，直至電源電壓高到足以確保電路正常工作。例如，在一種3V IC工藝中
，VT1 ≈ 0.8 V，VT2 ≈ 1.6 V。

這些電壓會隨著製程以及其他設計偏移而變化，但它們是合理的近似值。閾值容差可以是20%或更大，某些舊式設計的容差高達40%。高容差與功耗相關。POR必須一直使能
，因此精度與功耗之間始終存在的取舍關係很重要；較高的精度會提高電路在待機模式下的功耗
，而對功能性並無實際意義。

掉電檢測器

POR 電路有時會集成一個掉電檢測器(BOD)，用於防止電路在電壓非常短暫地意外降低時發生複位，從而避免故障。實際上，掉電電路給POR模塊所定義的閾值電壓增加了遲滯，通常為300mV左右。BOD保證
，當電源電壓降至VT2以下時，POR不會產生複位脈衝
，除非電源電壓降至另一閾值VBOD以下，如圖3 所示。

掉diao電dian閾yu值zhi電dian平ping足zu以yi保bao證zheng數shu字zi電dian路lu保bao留liu信xin息xi，但dan不bu足zu以yi保bao證zheng其qi正zheng常chang工gong作zuo。這zhe樣yang，控kong製zhi器qi可ke以yi在zai電dian源yuan降jiang至zhi某mou一yi電dian平ping以yi下xia時shi中zhong止zhi活huo動dong而er不bu會hui讓rang整zheng個ge器qi件jian都dou重zhong新xin初chu始shi化hua，如ru果guo電dian源yuan電dian平ping隻zhi是shi非fei常chang短duan暫zan地di降jiang低di的de話hua。
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器件正確上電

實際的POR電路比圖1 所示的簡化版本要複雜得多，例如用MOS晶體管代替電阻。因此，必須考慮寄生模型。另外
，POR電路需要一個啟動模塊來產生啟動脈衝
，這在某些情況下可能會失效。其他重要考慮在以下內容中說明。

必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)單(dan)調(tiao)性(xing)電(dian)源(yuan)，因(yin)為(wei)若(ruo)使(shi)用(yong)非(fei)單(dan)調(tiao)性(xing)電(dian)源(yuan)
，當(dang)偏(pian)差(cha)接(jie)近(jin)任(ren)何(he)閾(yu)值(zhi)電(dian)平(ping)時(shi)，非(fei)單(dan)調(tiao)性(xing)斜(xie)坡(po)可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)起(qi)問(wen)題(ti)。較(jiao)高(gao)的(de)閾(yu)值(zhi)偏(pian)差(cha)會(hui)引(yin)起(qi)同(tong)樣(yang)的(de)非(fei)單(dan)調(tiao)性(xing)序(xu)列(lie)對(dui)某(mou)一(yi)個(ge)元(yuan)件(jian)有(you)效(xiao)
，而(er)對(dui)其(qi)他(ta)元(yuan)件(jian)無(wu)效(xiao)
，如(ru)圖(tu)4 所示。


某些時候，即使斷開電源（禁用LDO），儲能電容也會保留一定的殘餘電壓，如圖5 所示。此電壓應盡可能小，以便保證電源能降至VT1 以下
，否則POR將無法正確複位
，器件將無法正確初始化。

mouxieshujushoucegeichuleyingdangyingyongyujuyouyigeyishangdianyuanyinjiaodeqijiandetuijiangongdianxulie。zunshouzhegexulieshihenzhongyaode。liru，xiangxiangyigejuyoulianggedulidianyuandeqijian。tuijiangongdianxulieyaoqiushuzidianyuanxianyumonidianyuangongdian（這是常規，因為數字模塊控製模擬模塊


，所以必須首先為數字模塊供電），該模塊必須首先初始化。哪個電源首先開始上升不重要，但數字電源必須先於模擬電源跨過閾值，如圖6 所示。如果電源之間的延遲為100 μs左右
，則影響應當很小，器件應能正確初始化。

由於內部三極管寄生效應，數百ms 的慢速電源斜坡可能會引起問題。POR 電路要在各種壓擺率下進行評估，以保證其在正常電源條件下能正確工作。數據手冊會說明是否需要快速電源斜坡（100 μs或更短）。

例如，對於用細電纜連接電源的電路板
，不良的接地連接會具有高阻抗，它可能會在上電期間產生毛刺。另外，在某些電磁環境(EME)下，MOS晶體管的寄生柵極電容可能會充電，導致晶體管不能正常工作，除非讓該電容放電。這可能引起POR初始化失敗。

漂移和容差也需要考慮。某些情況下
，電容等分立元件具有高容差（高達40%）和高漂移（隨溫度
、電壓和時間的漂移）。此外
，閾值電壓具有負溫度係數。例如

，VT1 在室溫下為0.8V，在-40°C下為0.9 V
，在+105°C 為0.7V。

結語

本ben文wen討tao論lun了le電dian路lu板ban上shang電dian時shi可ke能neng引yin發fa係xi統tong問wen題ti的de一yi些xie常chang見jian問wen題ti，並bing說shuo明ming了le保bao證zheng電dian路lu板ban正zheng確que初chu始shi化hua的de基ji本ben原yuan則ze。電dian源yuan常chang常chang被bei忽hu視shi，但dan其qi最zui終zhong電dian壓ya精jing度du和he過guo渡du行xing為wei均jun很hen重zhong要yao。

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