CN101471562B - 一种单粒子锁定防护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种单粒子锁定防护电路，涉及一种用于空间辐射环境下CMOS器件的抗单粒子锁定防护，属于辐射电子学领域。本发明由开关三极管、电流传感器、触发器、电压比较器、电阻、电容组成。采用开关三极管对器件供电，利用电流传感器和电压比较器实时监测供电回路中的电流，当电路中出现了不同于器件正常工作电流的异常大电流后，电压比较器立即通过反馈回路会关闭器件输入电源，当电路中的异常大电流消失后，断开反馈回路，恢复器件正常供电。本发明所述的防护对象共地使用，电路对器件供电应通过本防护电路。本发明能在器件发生单粒子锁定现象时有效抑制单粒子锁定现象，可作为CMOS器件在辐射环境下抗单粒子锁定的防护手段，减小CMOS器件在空间使用的风险。

Description

一种单粒子锁定防护电路
技术领域
本发明涉及一种单粒子锁定防护电路，特别是一种用于空间辐射环境下CMOS器件的抗单粒子锁定防护。
背景技术
由于CMOS器件具有功耗低、受噪音干扰小等优点，自从90年代以来，市场上一半以上的集成电路都采用了CMOS工艺。同样鉴于其以上优点，CMOS器件在航天器上也得到了广泛的应用。但是，空间辐射环境中的带电粒子容易在CMOS器件中引发单粒子锁定现象，引发航天器仪器失效。现有的防护技术多采用在CMOS器件电源输入端加入防护电阻的办法进行防护，但是防护电阻太大会影响器件的正常使用，而防护电阻太小就起不到防护作用，因此为了进一步防护单粒子锁定现象，使空间电子系统高可靠、长寿命工作，需要采用单粒子锁定防护电路。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于CMOS器件单粒子锁定防护的防护电路。
本发明技术方案
本发明包括开关三极管、电流传感器、触发器、电压比较器、电阻、电容；其连接关系为开关三极管T1的集电极与电阻R1的一端并联与同电源连接，另一端与开关三极管T2集电极和开关三极管T1的基极相连，开关三极管T1的发射极与电流传感器相连；开关三极管T2的基极通过单稳态脉冲展宽电路、电压比较器和R2相连，并同CMOS器件的电源输入端相连，当电源输入电流通过三极管T1，流过电流传感器时，在与电流传感器匹配的电阻R2上会产生一个电压，这个电压与流过传感器供给实验样品的电流值成正比；当测试样品发生大电流现象后，电阻R2上的电压值就会超过电压比较器的设定值，这时，电压比较器输出一个高电平信号，使得三极管T2导通，T1关闭，实验样品上的输入电源被切断，并通过单稳态脉冲展宽电路对电压比较器的脉冲延时作用：防护电路可以根据RX和CX的值，进而对电压比较器的输出脉冲进行展宽，调节防护电路保持低电平的时间，可以更有效的抑制SEL大电流现象。
所述的防护电路通过开关三极管向CMOS器件供电。
所述的防护电路在使用时同CMOS器件共地使用，并且通过该防护电路对CMOS器件供电。
用电流传感器和电压比较器对电流回路进行监测。
在控制回路中采用了单稳态触发电路用于电路的断电延迟。
对CMOS器件的断电主要利用三极管T1、T2和电阻R1的组合电路，电路中的三极管T1、T2可以为2SC3279。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明结合CMOS器件空间应用实际情况，采用开关三极管对电子器件供电，利用电压比较器实时监测供电回路中的电流，当电路中出现了不同于器件正常工作电流的异常大电流后，电压比较器立即通过反馈回路会关闭器件输入电源，当电路中的异常大电流消失后，断开反馈回路，恢复器件正常供电。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本发明包括开关三极管、电流传感器、触发器、电压比较器、电阻、电容；其连接关系为：开关三极管T1的集电极与电阻R1的一端并联与同电源连接，另一端与开关三极管T2集电极和开关三极管T1的基极相连，开关三极管T1的发射极与电流传感器相连；开关三极管T2的基极通过单稳态脉冲展宽电路、电压比较器和R2相连，并同CMOS器件的电源输入端相连。单粒子锁定防护电路同CMOS器件的电源输入端相连，并且与CMOS器件共地。如图1所示。
T1、T2为2SC3279，电阻R1的阻值为500Ω，R2的阻值为1KΩ，电容CX和RX的阻值根据被防护器件在触发单粒子锁定时断电时间的要求设定。
工作原理为：当电源输入电流通过三极管T1，流过电流传感器时，在与电流传感器匹配的电阻R2上会产生一个电压，这个电压与流过传感器供给CMOS器件的电流值成正比。当CMOS器件发生大电流现象后，电阻R2上的电压值就会超过电压比较器的设定值，电压比较器输出一个高电平信号，使得三极管T2导通，T1关闭，实验样品上的输入电源被切断，并通过单稳态脉冲展宽电路对电压比较器的脉冲延时作用，调节防护电路保持低电平的时间，进而可以更有效的抑制SEL大电流现象。

Claims (8)

1.单粒子锁定防护电路，其特征在于：它由第一和第二开关三极管、电流传感器、触发器、电压比较器、第一、第二和第三电阻、电容以及被测试的CMOS器件组成；其连接关系为第一开关三极管(T1)的集电极与第一电阻(R1)的一端一起同电源连接，第一电阻(R1)的另一端与开关三极管(T2)集电极和第一开关三极管(T1)的基极相连，第一开关三极管(T1)的发射极与电流传感器相连；开关三极管(T2)的基极与触发器的B和Q处、电压比较器和第二电阻(R2)的一端相连，并同CMOS器件的电源输入端相连，第三电阻(RX)的一端与触发器R处相连，第三电阻(RX)另一端通过电容(CX)与触发器的C处和触发器的A处相连；当电源输入电流通过第一开关三极管(T1)，流过电流传感器时，在与电流传感器匹配的第二电阻(R2)上会产生一个电压，这个电压与流过传感器供给CMOS器件的电流值成正比；当CMOS器件发生单粒子锁定大电流现象后，电阻(R2)上的电压值就会超过电压比较器的设定值，这时，电压比较器输出一个高电平信号，使得第二开关三极管(T2)导通，第一开关三极管(T1)关闭，CMOS器件上的输入电源被切断，并通过触发器对电压比较器的脉冲延时作用：防护电路根据第三电阻(RX)和电容(CX)的值，进而对电压比较器的输出脉冲进行展宽，调节防护电路保持低电平的时间，可以更有效的抑制单粒子锁定大电流现象。
2.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：所述的防护电路通过第一和第二开关三极管向CMOS器件供电。
3.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：所述的防护电路在使用时必须同CMOS器件共地，并且对CMOS器件的供电须通过该防护电路。
4.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：用电流传感器和电压比较器对电流回路进行监测。
5.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：在控制回路中采用了触发器用于电路的断电延迟。
6.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：对CMOS器件的断电主要利用第一三极管T1、第二三极管(T2)和第一电阻(R1)的组合电路。
7.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：第一、第二开关三极管(T1)、(T2)为开关三极管2SC3279，电流传感器为MAX471，电压比较器为LM339，触发器为CD4098。
8.根据权利要求1所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于：电阻R1的阻值为500，R2的阻值为1KΩ，电容(CX)和第三电阻(RX)的阻值根据被防护器件在触发单粒子锁定时断电时间的要求设定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102117797B (zh) * 2009-12-30 2012-10-17 中国科学院微电子研究所 一种cmos集成电路抗单粒子辐照加固电路
CN102064814B (zh) * 2010-11-26 2012-09-05 中国电子科技集团公司第五十八研究所 一种基于状态保存机制的抗单粒子锁存结构
CN102769273B (zh) * 2012-08-01 2015-11-25 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 开关电源输出过流保护装置
CN103997325B (zh) * 2014-04-09 2016-09-21 西北核技术研究所 一种脉冲响应型瞬时电离辐射敏感电子开关
CN103984401B (zh) * 2014-05-15 2016-08-24 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种嵌入式空间计算机单粒子闩锁自主实时监测与解除装置
CN107656147B (zh) * 2016-07-25 2024-04-19 中国科学院理化技术研究所 一种用于低温环境的大电流伏安测量仪器
CN110426551B (zh) * 2019-08-30 2023-01-20 上海航天测控通信研究所 一种星载单粒子锁定检测恢复电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101032026A (zh) * 2004-06-25 2007-09-05 柏树半导体公司 用于防止cmos存储器单元内锁增的电路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101032026A (zh) * 2004-06-25 2007-09-05 柏树半导体公司 用于防止cmos存储器单元内锁增的电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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杨世宇,曹洲,薛玉雄.空间单粒子锁定及防护技术研究.《核电子学与探测技术》.2007,第27卷(第3期),567-569. *

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