La mayoría de los sistemas que tienen algún controlador / firmware necesitan saber cuándo comenzar a encender. Me imagino que esto podría necesitar un circuito de encendido o un detector que se dispare cuando estamos en un voltaje aceptable. ¿Cuál es el principio básico de un detector vcc tan confiable? Estoy empezando a aprender el diseño de circuitos analógicos y me gustaría saber cómo se hace esto en cmos en particular.
Los circuitos de reinicio de encendido se utilizan para activar el punto en que un microprocesador puede comenzar a ejecutar su código sin tener que preocuparse de si los suministros de voltaje están dentro de los límites prescritos para una operación exitosa.
El principio básico se basa en cargar un capacitor. El condensador se carga a una velocidad intencionalmente más lenta que la que necesita la fuente de alimentación para alcanzar el valor deseado de 5V o 3V3 o lo que sea que el circuito lógico necesite para funcionar.
Por lo tanto, la energía está en funcionamiento y, poco tiempo después, el voltaje de carga del capacitor alcanza un punto que es detectado por el "hardware dentro de la MCU" y la MCU se enciende correctamente y ejecuta su programa.
El condensador de carga se basa, en su forma más simple, en una resistencia desde el riel de alimentación positiva a un condensador conectado a tierra. El valor R x C podría ser 100kohm x 1uF, que corresponde a un retardo de tiempo de 100 ms. Esto suele ser suficiente. En términos más precisos, el tiempo RC de 100 ms representa el límite de carga al 62% de la fuente lógica y un comparador (configurado para disparar a este voltaje o superior) instiga la pistola de arranque para que el código comience a ejecutarse.
Hay funciones más complicadas en los circuitos de reinicio de encendido, pero este es el punto crucial de ellos.
Rara vez el arranque de un chip necesita ser demasiado preciso ya que el diseño probablemente se simulará / diseñará para un rango de temperaturas, voltajes y esquinas de proceso. Lo que es más probable es la necesidad de ciertos rangos en las rampas de voltaje dV / dt para asegurar la secuencia correcta de los estados durante la fase de inicio inicial, pero típicamente hay detectores de paro y la aserción de reinicio durante bajo voltaje. Por lo general, esto se establece por medio de la proporción métrica y la escala de W / L de los transistores. Así que ya sabes que los generadores de sesgos obtienen turnos primero y luego etapas de salida.
En general, si se necesita precisión / estabilidad, generalmente esto se logra a través del diseño de lo que se conoce como generadores de voltaje de intervalo de banda que proporcionan una referencia de voltaje interno estable y con corrección de temperatura. Esto se realiza mediante circuitos que examinan la relación entre el voltaje y la corriente en un dispositivo bipolar (generalmente, un PNP vertical) a densidades de corriente variables. A partir de esto, generan señales PTAT (proporcional a temperatura absoluta) y circuitos CTAT (complementarios a ...) y PTAT \ $ ^ 2 \ $ que se combinan con varios circuitos de corrección de curvatura (curvatura que se refiere a la respuesta a la temperatura) para obtener Una referencia bastante precisa y estable.
Una vez que tenga una referencia estable, puede diseñar circuitos que sean estables con la temperatura y el suministro de voltaje.
Se debe tener en cuenta que los propios circuitos de banda prohibida también tienen requisitos de tiempo de inicio, por lo que normalmente no se encienden hasta que los suministros están estables. Pero las versiones simplificadas se utilizan para un control de restablecimiento semiestable en los momentos en que se necesita.
Las cosas que deben observarse al salir del reinicio son:
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