如何實現真正的無毛刺監控器

可靠的電壓監控器IC始終是工業界的行業需求，因為它可以提高系統可靠性，并在電壓瞬變和電源故障時提升系統性能。半導體制造商也在不斷提高電壓監控器IC的性能。

監控器IC需要一個稱為上電復位（VPOR）的最低電壓來生成明確或可靠的復位信號，而在該最低電源電壓到來之前，復位信號的狀態是不確定的。一般來說，我們將其稱之為復位毛刺。復位引腳主要有兩種不同的拓撲結構，即開漏和推挽（圖1），兩種拓撲結構都使用NMOS作為下拉MOSFET。

圖1. 復位拓撲的開漏配置和推挽配置

圖2. 復位電壓如何與上拉電壓（VPULLUP）成比例上升，從而導致通常所說的復位毛刺

上電期間，如果電源電壓低于VPOR，就沒有足夠的電壓能驅動內部MOSFET工作，因此MOSFET關閉。此時，監控器無法對復位電壓進行控制。復位電壓將與上拉電壓（VPULLUP）成比例上升。而一旦電源電壓高于VPOR，內部MOSFET將驅動RESET引腳進入有效狀態。 ?

電壓監控器可用于監控FPGA、ASIC或DSP的低電源軌，其電壓可低至1V。在低供電電壓處理器中，I/O的邏輯電平非常敏感，其VIH可低至0.5V，如圖3所示。

圖3. 監控器與低供電電壓ASIC/FPGA/DSP的接口

上電期間，FPGA、ASIC或DSP需要處于RESET狀態，直到所有電源軌穩定。當VDD低于VPOR時，RESET引腳可能會出現毛刺，該毛刺可能會觸發FPGA的未知狀態。一旦VDD高于VPOR，內部MOSFET就會開啟并將RESET連接到GND，并使RESET引腳輸出正確的邏輯低電平。

圖4. 帶毛刺復位信號的上電時序

隨著電子行業向低壓半導體發展，模擬芯片制造商也在傳統監控器的基礎上努力實現無毛刺監控器。制造商可以通過改進工藝來降低VPOR，但實現真正的無毛刺監控器需要一個全新的架構。 ?

目前，系統工程師使用帶有傳統監控器的外部電路來模擬圖5所示的無毛刺監控功能。添加一個配置為源極跟隨器的標準JFET可以實現這一功能，源極的電壓將取決于柵極電壓VG與JFET閾值電壓的差。JFET閾值電壓會在VG和VOUT之間產生大約1V的壓降，從而避免監控器的輸出電壓在內部MOSFET關斷時升高，直到監控器的內部MOSFET開始正常工作。