微功耗、低電壓監(jiān)測器MIC2776
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摘要：MIC2776是MICREL公司推出的一款低電壓電源監(jiān)測器，可用來監(jiān)測μC或μP電源電壓（或電池電壓）。該器件在上電時，若電源電壓正常，可輸出上電復(fù)位信號。而在電源電壓低于設(shè)定的閾值電壓時，可輸出低電壓復(fù)位信號。另外，MIC2776還具有手動復(fù)位功能。文中介紹了MIC2776的管腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，并給出了典型應(yīng)用電路圖。
關(guān)鍵詞：低電壓 監(jiān)測器 閾值電壓 低電壓檢測輸入 MIC2776
MIC2776是MICREL公司的一種電源電壓監(jiān)測器件。利用它可以在電源出現(xiàn)低電壓及上電時給μC或μP復(fù)位信號。該器件主要應(yīng)用于監(jiān)測微處理器、ASIC或FPGA核、計算機系統(tǒng)、PDA、掌上PC、嵌入式控制器、通信系統(tǒng)、無繩/蜂窩電路、網(wǎng)絡(luò)硬件等設(shè)備的電源電壓；
MIC2776的主要特點有：
●所監(jiān)測的閾值電壓值可調(diào)，最低呆達0.3V，其閾值電壓精度可達±1.5%；
●輸入的監(jiān)測電壓可與VDD輸入分離；
●上電復(fù)位脈沖信號的寬度在于140ms；
●可選擇高電平有效、低電平有效或開漏（需外接上拉電阻）等不同的復(fù)位信號；
●輸入和開漏時的電壓均可高于VDD（最高為7V）；
●工作電壓范圍為1.5～5.5V；
●超低功耗，工作電流典型值為3μA；
●可抑制輸入電壓中短暫的尖脈沖干擾；
●采用小尺寸SOT-23-5封裝。
1 管腳排列與功能
各種后綴不同的MIC2776輸出的復(fù)位信號也不同，具體如表1所列。MIC2776各管腳排列如圖1所示。各管腳功能如表2所列。
表1 不同后綴的MIC2776的復(fù)位輸出及符號
| 型 號 | 復(fù) 位 輸 出 | 符 號 |
| MIC2776N | 開漏結(jié)構(gòu)，低電平有效 | RST |
| MIC2776H | 高電平有效 | RST |
| MIC2776L | 低電平有效 | RST |
表2 MIC2776各管腳功能
| 管 腳 | 符 號 | 功 能 | |
| 后綴H | 后綴N.L | ||
| 1 | RST | 數(shù)字信號輸出：當(dāng)VIN降到基準(zhǔn)電壓以下時，此端輸出高電平。婁VIN回升到閾值門限以上，且保持140ms以上時，輸出變?yōu)榈碗娖?/TD> | |
| 1 | RST | 輸出情況與上述相反 | |
| 2 | 2 | GND | 地 |
| 3 | 3 | MR | 數(shù)字輸入：當(dāng)此端為低電平時，無條件復(fù)位立即被起動。若IN端電壓高于閾值，當(dāng)MR被釋放（回到高電平）且復(fù)位輸出不小于140ms后，復(fù)位起動狀態(tài)才改變。MR可以通過邏輯電平或機械開關(guān)來驅(qū)動。MR內(nèi)部可上拉到VDD。若此端不用，可懸空 |
| 4 | 4 | IN | 模擬輸入：此端的電壓與內(nèi)部的300mV基準(zhǔn)電壓作比較。當(dāng)此端電壓低于300mV時，器件將觸發(fā)一個復(fù)位順序 |
| 5 | 5 | VDD | 電源輸入，輸入用于內(nèi)部電路的電源 |
2 結(jié)構(gòu)框圖及工作原理
MIC2776的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。它由帶滯后的電壓比較器、基準(zhǔn)電壓源（VREF）、延遲電路、單穩(wěn)態(tài)電路、RS觸發(fā)器、門電路及驅(qū)動器等部分組成。
2.1 低電壓檢測輸入
要檢測VIN的低電壓，一般是通過將電阻分壓器接入IN端，并與內(nèi)部的300mV基準(zhǔn)電壓VREF作比較來實現(xiàn)的，如圖3所示。若IN端的電壓低于VREF，則復(fù)位信號被觸發(fā)。VIN的低電壓閾值VTH與電阻分壓器R1、R2的關(guān)系為：
VTH=VREF[(R1+R2)/R2]
式中VREF=300mV。
當(dāng)VIN的低電壓閾值電壓VTH已確定時，可以設(shè)R1+R2=1MΩ，將此值代入上式即可求出R2，然后求出R1值。
2.2 RST或RST輸出
MIC2776主要用于監(jiān)測μC或μP的電源電壓，所以MIC2776的RST或RST端直接與μC或μP的RST或RST端連接。在上電及電源低電壓的情況下，μC或μP會正確地復(fù)位。另外，MR端為手工復(fù)位輸入，它可有效地輸出復(fù)位信號。
由圖2可以看出，無論是IN端輸入電壓低于300mV(VREF)還是MR端輸入低電平，其輸入與門的信號中必有一個是低電平，且與門輸出也為低電平，然后信號再經(jīng)延遲電路、單穩(wěn)態(tài)電路及RS觸發(fā)器輸出一個大于140ms的復(fù)位信號（RST或RST）。
圖4中A處為輸入電壓中的尖脈沖干擾，由于MIC2776具有抗暫短干擾脈沖的能力，因此，雖然干擾脈沖已超過比較器的基準(zhǔn)電壓（或超過比較器的滯后電壓），但并不影響VMR、VRST或VRST的輸出狀態(tài)。比較器的滯后電壓VHYST可防止輸入電壓VIN中的噪聲影響，同時可避免在閾值電壓附近造成輸出的不穩(wěn)定。圖4中的tRST為復(fù)位脈沖寬度（140～280ms）；VHYST為滯后電壓（典型值為3mV）；tmin為手動復(fù)位的最小脈沖寬度（典型值為33ns）。
3 典型應(yīng)用電路
圖5是MIC2776應(yīng)用于高性能CPU或DSP為核心的電源（VCORE）監(jiān)測電路。在該應(yīng)用系統(tǒng)中，核心電源的電壓是1.0V±5%，主電源及I/O電壓（VI/O）是2.5V±5%.而圖5中的MIC2776的電源是VI/O，因而可滿足自身要求的1.5～5.5V的電壓范圍。
電阻R1主R2必須選擇符合VCORE的1.0V電源電壓，即滿足核心電源電壓VCCRE≥1.0-5%，（VCORE≥0.95V）。
考慮到R1、R2電阻的精度及基準(zhǔn)電壓源的精度等因素，此閾值電壓還應(yīng)當(dāng)稍微低于此值。MIC2776的基準(zhǔn)電壓有±1.5%允許偏差，若選用1%精度的電阻，則最大誤差為±2.5%。若取VTH（max）=VCORE(min)，則有：
VCORE（min）=1.025VTH VTH=0.927V
這樣根據(jù)VTH與R1、R2的關(guān)系式即可求出：R1=676.3kΩ(取676kΩ)，R2=324kΩ(R1、R2的精度為1%)。
圖6是MIC2776和帶有雙向復(fù)位端的微處理器的接口電路。某些微處理器有雙向復(fù)位端，例如摩托羅拉公司的68HC11系列。由于MIC2776的輸出是開漏結(jié)構(gòu)，它的RST端能直接與微處理器的復(fù)位腳連接，并且僅用一個上拉電阻（100kΩ）。Vcc的低電壓閾值可根據(jù)微處理器的要求設(shè)定，然后通過計算確定相應(yīng)的R1及R2值。本例中的MR功能不用，因而將此端懸空（圖中未畫出）。
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