[發明專利]一種脈沖波形測試電路

有效

• 申請號: 201610033983.8
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105675984B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 鄭云龍;桑澤華;林敏;楊根慶;鄒世昌
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種脈沖波形測試電路，包括：用于收集單粒子轟擊產生單粒子瞬態脈沖的脈沖收集模塊；與所述脈沖收集模塊相連，用于檢測所述單粒子瞬態脈沖在不同電壓值時的脈沖寬度，并產生多個相應的脈沖信號的脈沖寬度檢測模塊；與所述脈沖寬度檢測模塊相連，用于將不同電壓值時檢測到的脈沖寬度轉化為數字信號的脈沖捕捉模塊。本發明的脈沖波形測試電路測量出了單粒子效應的真實波形，可以以此建立更精準的單粒子效應瞬態電流脈沖模型，對抗輻射電路的加固設計具有重要參考意義。

技術領域

本發明涉及單粒子效應研究領域，特別是涉及一種脈沖波形測試電路。

背景技術

單粒子效應是指單個高能粒子穿過微電子器件的靈敏區時造成器件狀態的非正常改變的一種輻射效應，包括單粒子翻轉(Single event upset)、單粒子鎖定(Singleevent latch up)、單粒子功能中斷、單粒子瞬態脈沖(Signal event transient，SET)、單粒子多位翻轉、單粒子燒毀(Single event burnout)、單粒子柵擊穿(Single event gaterupture)、單粒子擾動及單粒子硬錯誤等。

單粒子效應是誘發電子設備異常的主要輻射效應之一，在集成電路中發生頻率最高的是單粒子瞬時脈沖效應和單粒子翻轉效應。瞬時脈沖在組合邏輯路徑上產生并被傳播，稱為SET，SET導致邏輯狀態翻轉，使得電路的邏輯狀態發生錯誤，嚴重影響集成電路的功能。因此需要對單粒子瞬態脈沖進行捕獲，以此對集成電路中的單粒子效應進行評價和研究，以解決單粒子瞬態脈沖對集成電路的影響。

如圖1所示為現有技術中的一種單粒子脈沖寬度測量電路1，通過脈沖產生模塊在待測輻射環境中形成原始單粒子瞬態脈沖；通過脈沖展寬模塊將原始單粒子瞬態脈沖的展寬延時量；再通過脈沖捕捉模塊將展寬后的單粒子瞬態脈沖轉化為二進制碼；再通過單粒子瞬態脈沖展寬后的寬度以及延時量確定所述單粒子瞬態脈沖的寬度。可有效解決單粒子瞬態脈沖寬度太窄而難以測量的難題，減小測試結構對工藝、系統、測試設備的依賴性。但是上述方法只能測量單粒子瞬態脈沖的寬度，而無法有效還原單粒子瞬態脈沖的波形，在模型結構上還存在一些偏差，因此無法對單粒子瞬態脈沖進行精確建模。

因此如何對單粒子瞬態脈沖進行精確的建模，進而更有效地解決單粒子瞬態脈沖對集成電路的影響已成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種脈沖波形測試電路，用于解決現有技術中對單粒子瞬態脈沖的建模不精確等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種脈沖波形測試電路，所述脈沖波形測試電路至少包括：

脈沖收集模塊，用于收集單粒子轟擊信息，產生單粒子瞬態脈沖；

脈沖寬度檢測模塊，與所述脈沖收集模塊相連，用于檢測所述單粒子瞬態脈沖在不同電壓值時的脈沖寬度，并產生相應寬度的脈沖信號；

脈沖捕捉模塊，與所述脈沖寬度檢測模塊相連，用于將不同電壓值時檢測到的脈沖寬度轉化為數字信號。

優選地，所述脈沖收集模塊為單個反相器。

優選地，所述脈沖寬度檢測模塊包括多個不同閾值的緩沖器，通過各緩沖器分別檢測所述單粒子瞬態脈沖在不同電壓值時的脈沖寬度。

更優選地，所述緩沖器包括串聯的第一反相器和第二反相器，所述第一反相器的翻轉電平為需要檢測的脈沖寬度所處的電壓值，所述第二反相器的翻轉電平為電源電壓的一半。

更優選地，所述第一反相器包括PMOS和NMOS，PMOS與NMOS的漏端相連作為輸出端，PMOS和NMOS的柵端相連作為輸入端，PMOS的源端連接電源電壓，NMOS的源端接地；通過調節PMOS、NMOS的閾值以及寬長比來設定所述第一反相器的翻轉電平。