[發明專利]一種抗單粒子翻轉的敏感放大器

有效

• 申請號: 201210500359.6
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103021445A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張國和;李劍雄;趙晨;姚思遠;顧亦熹
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G11C7/06
• 分類號: G11C7/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，涉及一種抗單粒子翻轉的敏感放大器。

背景技術

集成電路的關鍵尺寸隨著工藝技術的不斷發展而不斷減小，使得結點臨界電荷也隨之減小，因此單粒子效應引起的軟錯誤將更加顯著。單粒子效應已經成為航空航天領域電子系統主要可靠性問題之一。為了保證航天器在太空輻射環境下的可靠性，必須對集成電路采取抗輻照加固措施。

作為存儲單元數據讀取的輔助電路敏感放大器，可能因單粒子翻轉導致數據讀取錯誤。故需要對敏感放大器進行單粒子翻轉加固，提高系統的抗輻射能力。高性能的敏感放大器要求電壓增益高，延遲時間短，電路結構簡單。傳統的敏感放大器分為三類：差分型敏感放大器、交叉耦合型敏感放大器、鎖存器型敏感放大器。但是這三類敏感放大器都沒有抗單粒子翻轉能力。

發明內容

本發明解決的問題在于提供一種抗單粒子翻轉的敏感放大器，克服現有敏感放大器對單粒子翻轉沒有免疫能力的缺陷，可應用于抗輻射存儲電路。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種抗單粒子翻轉的敏感放大器，包括預充電電路、輸入控制結構和鎖存電路；

預充電電路的輸入端口分別連接預充電信號線和兩條互補數據輸入線，預充電電路分別將兩條互補數據輸入線與電源相連，并將兩條互補數據輸入線相連接，使互補數據輸入線預充電平衡；

輸入控制結構的輸入端連接工作控制信號線，以及預充電電路的互補數據輸入線的輸出端；輸入控制結構的輸出端連接鎖存電路的內部節點以及接地點；

鎖存電路包括多個交叉耦合的反相器組成的鎖存結構和多個雙向的反饋反相器組成的反相器，鎖存結構和反相器交叉設置，內部節點位于鎖存結構、反相器的內部中；鎖存電路的輸出端分別連接兩條互補數據輸出線。

所述的預充電電路包括三個PMOS管，其中兩個PMOS管分別將兩條互補數據輸入線與電源相連，第三個PMOS管將兩條互補數據輸入線相連。

所述的輸入控制結構由多個POMS管和一個NMOS管組成，POMS管和NMOS管的柵極均與工作控制信號線相連；每個PMOS管的漏極分別與鎖存電路內部節點之一相連，源極與兩條互補數據輸出線之一相連；NMOS管源極接地，漏極接鎖存電路內部節點。

所述的預充電電路包括三個PMOS管，其構成為：

第九PMOS管的柵極接預充電信號線，漏極接第一互補數據輸入線，源極接第二互補數據輸入線，襯底接電源；

第十PMOS管的柵極接預充電信號線，漏極接第一互補數據輸入線，源極與襯底接電源；

第十一PMOS管的柵極接預充電信號線，漏極接第二互補數據輸入線BL#），源極與襯底接電源。

所述的輸入控制結構包括四個POMS管和一個NMOS管，其構成為：

第五PMOS管的柵極接工作控制信號線，漏極接第一互補數據輸出線，源極接第一互補數據輸入線，襯底電源；

第六PMOS管的柵極接工作控制信號線，漏極接內部節點Bb，源極接第二互補數據輸入線，襯底接電源；

第七PMOS管的柵極接工作控制信號線，漏極接內部節點B，源極接第一互補數據輸入線，襯底接電源；

第八PMOS管的柵極接工作控制信號線，漏極接第二互補數據輸出線，源極接第二互補數據輸入線，襯底接電源；

第五NMOS管柵極接工作控制信號線，漏極接內部節點N，源極與襯底接地；

鎖存電路由四個POMS管和四個NMOS管，其構成為：

第一PMOS管的柵極接第二互補數據輸出線，漏極接第一互補數據輸出線，源極和襯底接電源；

第一NMOS管的柵極接內部節點Bb，漏極接第一互補數據輸出線OUT），源極接內部節點N，襯底接地；

第二PMOS管P2）的柵極接第一互補數據輸出線，漏極接內部節點Bb，源極和襯底接電源；

第二NMOS管的柵極接內部節點B，漏極接內部節點Bb，源極接內部節點N，襯底接地；

第三PMOS管的柵極接內部節點Bb，漏極接內部節點B，源極與襯底接電源；

第三NMOS管的柵極接第二互補數據輸出線，漏極接內部節點B，源極接內部節點N，襯底接地；

第四PMOS管的柵極接內部節點B，漏極接第二互補數據輸出線，源極與襯底接電源；

第四NMOS管的柵極接第一互補數據輸出線，漏極接第二互補數據輸出線，源極接內部節點N，襯底接地。