延時(shí)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種延時(shí)電路，尤指一種具有自我調(diào)整的延時(shí)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的延時(shí)電路主要可以分成兩種:通過(guò)數(shù)字控制充電型延時(shí)電路及電流充電型延時(shí)電路。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為傳統(tǒng)的數(shù)字控制充電型延時(shí)電路的電路示意圖。一震蕩器10周期性產(chǎn)生一震蕩信號(hào)Sclk控制一充電開(kāi)關(guān)SW的導(dǎo)通與截止。充電開(kāi)關(guān)SW連接一充電電流源10與一延時(shí)電容Cs，而充電電流源10連接一驅(qū)動(dòng)電壓Vdd。請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖2，為震蕩信號(hào)及電容準(zhǔn)位的波形示意圖。每當(dāng)充電開(kāi)關(guān)SW導(dǎo)通時(shí)，充電電流源10對(duì)延時(shí)電容Cs充電，使延時(shí)電容Cs的一準(zhǔn)位信號(hào)Ss的準(zhǔn)位跳升一階，而每當(dāng)充電開(kāi)關(guān)SW截止時(shí)，準(zhǔn)位信號(hào)Ss的準(zhǔn)位維持。一放電開(kāi)關(guān)Q0并聯(lián)延時(shí)電容Cs，于接收一重設(shè)信號(hào)Senx時(shí)，對(duì)延時(shí)電容Cs放電，使準(zhǔn)位信號(hào)Ss的準(zhǔn)位歸零。震蕩器10所需的芯片面積大，因此增加芯片面積成本。再者，延時(shí)電容Cs每次充電，準(zhǔn)位信號(hào)Ss的波形就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)位階梯，在這個(gè)過(guò)程中，容易造成小的過(guò)沖現(xiàn)象。另外，芯片在高溫時(shí)容易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，造成準(zhǔn)位信號(hào)Ss的準(zhǔn)位不容易上升。
[0003]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，為傳統(tǒng)的電流充電型延時(shí)電路的電路示意圖。充電電流源10連接驅(qū)動(dòng)電壓Vdd及延時(shí)電容Cs，并提供電流對(duì)延時(shí)電容Cs進(jìn)行充電使準(zhǔn)位信號(hào)Ss隨著時(shí)間持續(xù)上升。放電開(kāi)關(guān)Q0并聯(lián)延時(shí)電容Cs，于接收重設(shè)信號(hào)Senx時(shí)，對(duì)延時(shí)電容Cs放電，使準(zhǔn)位信號(hào)Ss的準(zhǔn)位歸零。電流充電型延時(shí)電路若要產(chǎn)生較大延時(shí)需要較小的電流和較大的電容。然而，芯片的漏電情況在高溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)或變大，使較小的電流不容易啟動(dòng)系統(tǒng)，例如:準(zhǔn)位信號(hào)Ss作為軟啟動(dòng)信號(hào)。另外，較大的電容會(huì)增加芯片的成本。
[0004]請(qǐng)參見(jiàn)圖4，為中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利證號(hào)1272611號(hào)所揭露的延時(shí)電路的電路示意圖。一電流源22連接在一驅(qū)動(dòng)電壓Vdd及一節(jié)點(diǎn)24之間供應(yīng)一電流I。一電流鏡26包含一晶體管Ml及一晶體管M2。晶體管Ml產(chǎn)生一電流II，而晶體管M2鏡射電流II產(chǎn)生一電流12。所以，電流的關(guān)系為= 11+12。一電容C連接在節(jié)點(diǎn)24及電流鏡26的晶體管Ml之間。一開(kāi)關(guān)SW1連接在節(jié)點(diǎn)24及接地之間。當(dāng)開(kāi)關(guān)SW1導(dǎo)通時(shí)，電容C放電歸零；當(dāng)開(kāi)關(guān)SW1截止時(shí)，對(duì)電容C充電的電流為11。一電壓準(zhǔn)位平移電路28連接節(jié)點(diǎn)24，用以修正節(jié)點(diǎn)24上的一電壓VA的準(zhǔn)位。
[0005]電流鏡26的晶體管Ml與晶體管M2的晶體管尺寸比為1:N，故可得電流12 =NXIlo通過(guò)這樣的電路架構(gòu)，可以使電容C的等效電容值變?yōu)?N+1)倍。換言之，與上述的延時(shí)電路相比，此架構(gòu)的電容C的電容量只需延時(shí)電路10的1/ (N+1)，即可達(dá)成相同的效果，因此能大大地減少電容所需的芯片面積。
[0006]雖然圖4所示的延時(shí)電路宣稱(chēng)不會(huì)因晶體管的漏電而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)現(xiàn)象。理論分析并非如此，說(shuō)明如下:
[0007]首先由于晶體管Ml及M2的尺寸比為1:N ;那么意味著，若晶體管Ml存在IX的漏電電流，那么晶體管M2將存在N*IX漏電電流情形。若晶體管M2的漏電電流N*IX大于I，即晶體管Ml的漏電電流IX大于電流II，則延時(shí)電路還是無(wú)法正常啟動(dòng)。簡(jiǎn)而言之:單顆晶體管(晶體管Ml有1顆晶體管，晶體管M2有N顆晶體管)的漏電能力大于電容C的充電電流(II = I/(l+N))時(shí)，該延時(shí)電路就會(huì)失效。
[0008]其次，晶體管Ml —般也會(huì)并聯(lián)一個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)，該晶體管開(kāi)關(guān)的存在會(huì)影響延時(shí)時(shí)間，甚至導(dǎo)致延時(shí)電路失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]先前技術(shù)中的延時(shí)電路的電容所需的芯片面積較大，且受漏電流的影響系統(tǒng)有無(wú)法啟動(dòng)及延時(shí)時(shí)間不精準(zhǔn)的問(wèn)題。本發(fā)明有鑒于此，提出一種較為精簡(jiǎn)的延時(shí)電路，利用自調(diào)節(jié)電路來(lái)產(chǎn)生更小及更精準(zhǔn)的充電電流，并避免漏電流對(duì)充電電流的影響，而達(dá)到電路的芯片面積小，及延遲精準(zhǔn)不易受漏電電流影響的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種延時(shí)電路，包含一電流電路、一第一電流鏡電路、一第二電流鏡電路、一自調(diào)節(jié)電路以及一延時(shí)電容。電流電路提供一第一電流及一第二電流，而第一電流與第二電流具有一固定比例關(guān)系。第一電流鏡電路耦接電流電路，用以根據(jù)第一電流產(chǎn)生一第一鏡射電流。第二電流鏡電路耦接于電流電路及第一電流鏡電路之間。當(dāng)一部分的第二電流流經(jīng)第二電流鏡電路作為一基本電流時(shí)，第二電流鏡電路根據(jù)基本電流產(chǎn)生一第二鏡射電流。自調(diào)節(jié)電路耦接第二電流鏡電路，用以根據(jù)第二鏡射電流產(chǎn)生一回饋電流。延時(shí)電容耦接第二電流鏡電路及電流電路，以接收一充電電流而產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)。其中，充電電流為第二電流減去基本電流，且第一鏡射電流為基本電流、第二鏡射電流及回饋電流的和。
[0011]以上的概述與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說(shuō)明與附圖加以闡述。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為傳統(tǒng)的數(shù)字控制充電型延時(shí)電路的電路示意圖；
[0013]圖2為震蕩信號(hào)及電容準(zhǔn)位的波形示意圖；
[0014]圖3為傳統(tǒng)的電流充電型延時(shí)電路的電路示意圖；
[0015]圖4為中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利證號(hào)1272611號(hào)所揭露的延時(shí)電路的電路示意圖；
[0016]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的延時(shí)電路的電路不意圖；
[0017]圖6為圖5所示延時(shí)電路的延時(shí)信號(hào)及緩沖信號(hào)的波形圖；
[0018]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的延時(shí)電路的電路示意圖；
[0019]圖8為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的延時(shí)電路的電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]請(qǐng)參見(jiàn)圖5，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的延時(shí)電路的電路不意圖。延時(shí)電路包含一第一電流鏡電路110、一第二電流鏡電路120、一自調(diào)節(jié)電路130、一延時(shí)電容C1以及一電流電路140。電流電路耦接一驅(qū)動(dòng)電壓Vdd，包含一第一電流源Icl及一第二電流源Ic2，用以分別提供一第一電流Iil及一第二電流Ii2，而第一電流Iil與第二電流Ii2具有一固定比例關(guān)系，在本實(shí)施例為1:1。第一電流鏡電路110耦接電流電路140，根據(jù)第一電流Iil產(chǎn)生一第一鏡射電流Iml。第二電流鏡電路120耦接于電流電路140及第一電流鏡電路110之間，并流經(jīng)一部分的第二電流Π2作為一基本電流lb。第二電流鏡電路120根據(jù)基本電流lb產(chǎn)生一第二鏡射電流Im2。自調(diào)節(jié)電路130耦接第二電流鏡電路120，根據(jù)第二鏡射電流Im2產(chǎn)生一回饋電流If。延時(shí)電容C1耦接第二電流鏡電路120及電流電路140，以接收一充電電流13而產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)Ssl。其中，充電電流13為第二電流Π2減去基本電流Ib，且第一鏡射電流Iml為基本電流Ib、第二鏡射電流Im2及回饋電流If的和。
[0021]第一電流鏡電路110包含一基本晶體管Q1及一鏡射晶體管Q2，其柵極彼此連接，而源極也彼此連接并接地。基本晶體管Q1的柵極連接漏極，而漏極同時(shí)耦接電流電路140中的第一電流源Icl以接收第一電流Iil ;鏡射晶體管Q2鏡射第一電流Iil以產(chǎn)生第一鏡射電流Iml。第一電流鏡電路110的電流鏡射比例為K1，則Iil*Kl = Iml。
[0022]第二電流鏡電路120包含一基本晶體管Q3及一鏡射晶體管Q4，其柵極彼此連接，而源極也彼此連接并耦接第一電流鏡電路110中的鏡射晶體管Q2的漏極?；揪w管Q3柵極連接漏極，而漏極同時(shí)耦接電流電路140中的第二電流源Ic2，使第二電流Ii2的一部分電流(即基本電流Ib)流過(guò)；鏡射晶體管Q4鏡射基本電流Ib以產(chǎn)生第二鏡射電流Im2。第二電流鏡電路120的電流鏡射比例為K2，則Ib*K2 = Im20
[0023]延時(shí)電容C1耦接第二電流源Ic2及基本晶體管Q3的漏極，以接收充電電流13。因此充電電流13為第二電流Π2減去基本電流Ib。充電電流13在充電過(guò)程為持續(xù)的電流，因此延時(shí)電容C1所產(chǎn)生的延時(shí)信號(hào)Ssl的準(zhǔn)位在充電過(guò)程持續(xù)隨時(shí)間上升。
[0024]在本實(shí)施例，自調(diào)節(jié)電路130為一電流鏡電路，包含基本晶體管Q5及鏡射晶體管Q6?；揪w管Q5及鏡射晶體管Q6的柵極彼此連接，而源極也彼此連接并連接驅(qū)動(dòng)電壓Vdd。基本晶體管Q5的柵極連接漏極，而漏極同時(shí)耦接第二電流鏡電路120的鏡射晶體管Q4，以接收第二鏡射電流Im2 ;鏡射晶體管Q6鏡射第二鏡射電流Im2以產(chǎn)生回饋電流If?；仞侂娏鱅f與第二鏡射電流Im2的比例為K3，因此可表示為:Im2*K3 = If。
[0025]鏡射晶體管Q6耦接鏡射晶體管Q4的源極。因此，根據(jù)克希荷夫定律(KirchhoffCircuit Laws)，第一鏡射電流Iml為基本電流Ib、第二鏡射電流Im2及回饋電流If的和。
[0026]另外，可選擇性地增加一緩沖電容C2，其一端耦接自調(diào)節(jié)電路130以產(chǎn)生一緩沖信號(hào)Ss2，而另一端接地。緩沖電容C2的加入，可以使自調(diào)節(jié)電路130的自調(diào)節(jié)作用更為穩(wěn)定。一部分的回饋電流If作為一緩沖充電電流對(duì)該緩沖電容C2充電，因此，此時(shí)的電流關(guān)系為第一鏡射電流Iml與緩沖充電電流的和等于基本電流Ib、第二鏡射電流Im2及回饋電流If的和。
[0027]接著，請(qǐng)參見(jiàn)圖6，為圖5所示延時(shí)電路的延時(shí)信號(hào)及緩沖信號(hào)的波形圖。請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖5，于時(shí)間點(diǎn)t0，自調(diào)節(jié)電路130開(kāi)始運(yùn)作，充電電流13對(duì)延時(shí)電容C1充電，使延時(shí)信號(hào)Ssl的準(zhǔn)位由零上升。在時(shí)間點(diǎn)tl之前，由于第二電流鏡電路120的一輸入端及一輸出端的跨壓，即基本晶體管Q3的漏極(柵極)與源極之間的跨壓，未達(dá)到基本晶體管Q3的導(dǎo)通臨界電壓。此時(shí)，基本晶體管Q3為截止，基本電流Ib為零，充電電流13等于第二電流Ii2o同時(shí)，第二鏡射電流Im2也為零，自調(diào)節(jié)電路130停止操作。在時(shí)間點(diǎn)tl，該延時(shí)信號(hào)Ssl的準(zhǔn)位上升至使第二電流鏡電路120的輸入端及輸出端的跨壓達(dá)一預(yù)定準(zhǔn)位(即基本晶體管Q3的導(dǎo)通臨界電壓)時(shí)，第二電流鏡電路120及自調(diào)節(jié)電路130開(kāi)始操作。在時(shí)間點(diǎn)tl至?xí)r間點(diǎn)t2之間，基本電流Ib不為零，因此，充電電流13較小，延時(shí)信號(hào)Ssl的準(zhǔn)位上升速率小于時(shí)間點(diǎn)tl之前的上升速率。另外，在時(shí)間點(diǎn)tl之前，第二電流鏡電路120未開(kāi)始操作而未導(dǎo)通任何電流。此時(shí)，由于鏡射晶體管Q4為導(dǎo)通，所以強(qiáng)制第二電流鏡電路120的輸出端，即基本晶體管Q3和鏡射晶體管Q4的源極的電壓為零。因此，在時(shí)間點(diǎn)tl之前，緩沖信號(hào)Ss2的準(zhǔn)位為零。在時(shí)間點(diǎn)tl，第二電流鏡電路120開(kāi)始操作，而維持輸入端到輸出端的跨壓約略在導(dǎo)通臨界電壓附近。因此，延