Brevet FR3001060A1 — publié le 20140718

- 1 - Circuit de reset combiné avec un bandgap à faible courant de consommation DESCRIPTION DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation. Ces circuits servent, entre autres, à effectuer le reset d'autres circuits selon la valeur de la tension de leur alimentation. Ce type d'application est traditionnellement réalisé par deux circuits indépendants, dont un premier circuit de type bandgap qui sert de référence de tension au second circuit de type comparateur de tension. Cette invention présente un circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap, dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et de réduire ainsi le courant de consommation et la taille du circuit, comparativement aux circuits traditionnels. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Avec cette l'invention, les circuits présentés se rapportent généralement aux circuits implémentés sur une seule puce de circuits mixtes (digital et analogique), dans les nouvelles technologies (nano technologies) CMOS, et dans les technologies CMOS plus anciennes (et peu coûteuses). Plus spécifiquement mais non exclusivement, la révélation actuelle se rapporte aux circuits de gestion de la puissance sur une seule puce qui demandent des consommations de courants très faibles afm d'avoir une très grande autonomie de la batterie qui les alimente, et se rapporte plus particulièrement aux circuits de générateur de reset et aux références de tension de type bandgap à très faible courant de consommation. La description qui suit fait référence à ces champs d'application pour des facilités d'illustration uniquement. Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Un problème majeur rencontré en concevant de tels circuits concerne l'autonomie de la batterie qui alimente ces circuits, qui est directement liée au courant de consommation de ces circuits. Un autre problème concerne la taille de ces circuits, dont la tendance et la demande est d'être de plus en plus petite, afm qu'ils puissent être intégrés dans des produits industriels. De tels circuits sont traditionnellement réalisés par deux circuits totalement indépendants, dont un premier circuit de type bandgap qui sert de référence de tension au second circuit de type générateur de reset. Cette invention présente un circuit de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et ainsi de réduire le courant de consommation et de réduire la taille du circuit, comparativement à ces deux circuits traditionnels indépendants.40 - 2 - DESCRIPTION BREVE DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation. Cette invention présente un circuit de générateur de reset combiné avec un circuit de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), dans le but de réduire le nombre de branches de polarisation, et ainsi de réduire le courant de consommation et de réduire la taille du circuit, comparativement à l'utilisation conjointe d'un circuit de type bandgap et d'un générateur de reset, ces deux circuits étant totalement indépendants. BREVE PRESENTATION DES FIGURES Les figures d'accompagnement, qui sont incorporées dans ce brevet, illustrent une ou plusieurs implémentations de la présente invention et, associées avec la description détaillée, servent à expliquer les principes et les réalisations de l'invention. Dans les figures attachées: La figure 1 (FIG. 1) est un schéma électrique du nouveau circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap à faible courant de consommation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Ces circuits sont destinés à réaliser des circuits de générateur de reset de type bandgap (des circuits de reset compensés en température, c'est-à-dire dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température), avec un faible courant de consommation (comparativement aux circuits traditionnels), en réduisant le nombre de branches de polarisation. Ceux qui ont de la compétence dans ce domaine à l'état de l'art se rendront compte que la description détaillée qui suit de la présente invention est d'illustration seulement et n'est pas limitative de quelque façon. D'autres modes de réalisation de la présente invention se suggéreront aisément à de telles personnes bénéficiant des avantages de cette invention. Les références détaillent des réalisations de la présente invention, comme illustré dans les schémas joints. Le cas échéant, les mêmes indicateurs de référence seront employés dans tous les schémas et dans la description détaillée qui suit, pour se rapporter à la même chose ou aux pièces semblables. Dans un intérêt de clarté, tous les dispositifs courants des réalisations décrites ci-dessus ne sont pas montrés et décrits. Bien entendu, dans le développement de telles implémentations, de nombreuses décisions spécifiques devront être prise selon l'application et les contraintes liées au marché, étant donné que ces buts spécifiques varieront d'une exécution à l'autre et d'un réalisateur à l'autre. D'ailleurs, un tel effort de développement pourrait être complexe et long, mais néanmoins serait une entreprise courante de ceux qui ont de la compétence dans ce domaine à l'état de l'art. En se tournant maintenant vers les figures : - La figure 1 (FIG. 1) est un schéma électrique du nouveau circuit de reset combiné avec un circuit de type bandgap à faible courant de consommation. - 3 - Le circuit est constitué de deux transistors bipolaires de type pnp (1) (2), de cinq résistances (3) (4) (5) (6) (7), d'un comparateur de tension différentiel (8). Ce circuit est alimenté par la tension (VDD) d'une batterie ou d'une autre source d'énergie. En fonction de la tension d'alimentation VDD, le circuit délivre un signal digital PORE qui est à l'état haut lorsque la tension d'alimentation est supérieure à une tension de seuil choisie. Les équations suivantes peuvent être écrites : Nous dénommons VBE1 la tension différentielle entre l'émetteur et la base du transistor pnp Q1 (1), VBE2 la tension différentielle entre l'émetteur et la base du transistor pnp Q2 (2), IQ1 le courant d'émetteur du transistor pnp Q1 (1), IQ2 le courant d'émetteur du transistor pnp Q2 (2), N le rapport de surface des deux transistors bipolaires pnp Q2 (2) et Q1 (1) (Q2=N*Q1), Il le courant de la résistance RI (3), 12 le courant de la résistance R2 (4), 13 le courant de la résistance R3 (5), 14 le courant de la résistance R4 (6), 15 le courant de la résistance R5 (7). Au point qui correspond au seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE, le comparateur de tension différentiel (8) a, à un petit offset près, une égalité entre la tension sur son entrée positive et la tension sur son entrée négative, et nous pouvons écrire les équations suivantes: 12=15 si R2=R5, ce qui entraine aussi IQ2=IQ1 VBE 1 =VBE2+(R1 *I 1)=VBE2+(R1 *IQ2) Grâce à l'équation des bipolaires, étant donné que IQ1=IQ2, nous avons VBE1-VBE2=(k*T/q)*ln(N) où k est la constante de Boltzmann, T est la température absolue du circuit, et q est la charge électrique d'un électron. Et alors : IQ 1 =IQ2=(k*T/q)*ln(N)/R1 Le courant d'émetteur des bipolaires est dit PTAT (signifiant Proportionnel à la Température Absolue) étant donné qu'il est proportionnel à la température absolue du circuit (T). Nous pouvons aussi écrire : VDD=VBE 1 +(R2*IQ 1)+(R3 *I3) R4*I4= VBE 1 +(R2*IQ 1 ) I3=I4+(2*IQ 1) Et IQ 1 =(k*T/q)*ln(N)/R1 Ainsi, en regroupant ces équations, nous obtenons la valeur du seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE: VDD=VDDTH= {VBE1*[1+(R3/R4)] } + {(k*T/q)*ln(N)*[((R2/R1)*(1+(R3 /R4))+(2*R3/R1) ] } Nous notons alors que VDDTH est une tension de type bandgap (c'est-à-dire avec une faible variation en fonction de la température T), étant donné que VBE1 a un coefficient négatif en température (dépendant de la technologie utilisée), et en choisissant N et la valeur des résistances R1, R2, R3 et R4 qui annule ce coefficient en température à la température ambiante du circuit, et qui donne la valeur souhaitée du seuil de transition (VDDTH) du signal de sortie PORE. Ce circuit est aussi optimisé en courant de consommation, en minimisant le nombre de branche de polarisation, et il est de taille réduite et optimisée Ce circuit comporte: - Un comparateur de tension différentiel (8) qui délivre le signal de reset de sortie. - Deux transistors bipolaires pnp (1) et (2) qui ont un rapport de surface entre eux, et dont leur base et leur collecteur sont connectés à la masse. -4- - Une résistance (3), dont la borne négative est connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (2). - Une résistance (6), dont la borne négative est connectée à la masse. - Deux résistances (7) et (4). La résistance (7) a sa borne négative connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (1) et à la première entrée du comparateur de tension différentiel (8), et a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6). La résistance (4) a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (3) et à la seconde entrée du comparateur de tension différentiel (8), et a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6). - Une résistance (5), qui a sa borne positive connectée à l'alimentation, et a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (6).10 REVENDICATIONS1. Circuit de reset combiné avec un bandgap à faible courant de consommation, caractérisé en qu'il combine un circuit générateur de reset avec un circuit de type bandgap afin de réduire son courant de consommation et sa taille comparativement aux circuits traditionnels qui sont fait de deux circuits totalement indépendants, caractérisé en ce qu'il délivre un signal de reset dont le seuil de comparaison a une faible variation en fonction de la température du circuit, et en ce qu'il comporte : - Un comparateur de tension différentiel (8), ledit comparateur de tension différentiel (8) délivre le signal de reset de sortie - Deux transistors bipolaires pnp (1) et (2), lesdits transistors bipolaires pnp (1) et (2) ont un rapport de surface entre eux, lesdits transistors bipolaires pnp (1) et (2) ont leur base et leur collecteur connectés à la masse - Une résistance (3), ladite résistance (3) a sa borne négative connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (2) - Une résistance (6), ladite résistance (6) a sa borne négative connectée à la masse - Deux résistances (7) et (4), ladite résistance (7) a sa borne négative connectée à l'émetteur du transistor bipolaire pnp (1) et à la première entrée du comparateur de tension différentiel (8), ladite résistance (7) a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6), ladite résistance (4) a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (3) et à la seconde entrée du comparateur de tension différentiel (8), ladite résistance (4) a sa borne positive connectée à la borne positive de la résistance (6) - Une résistance (5), ladite résistance (5) a sa borne positive connectée à l'alimentation, ladite résistance (5) a sa borne négative connectée à la borne positive de la résistance (6)