[發(fā)明專利]單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路、集成電路和電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610971907.1
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN106569040B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宿曉慧;羅家俊;韓鄭生;劉海南;郝樂;李欣欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G01R29/02
• 分類號(hào): G01R29/02;H03K19/0948
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

本發(fā)明涉及電脈沖寬度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路包括鎖存電路的輸入端與待測(cè)信號(hào)輸入端連接；至少一級(jí)延遲鎖存電路中的第一級(jí)延遲鎖存電路的第一輸入端和第二輸入端均與待測(cè)信號(hào)輸入端連接；當(dāng)單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路包含二級(jí)以上的延遲鎖存電路時(shí)，從第二級(jí)延遲鎖存電路開始每級(jí)延遲鎖存電路的第一輸入端與前一級(jí)延遲鎖存電路的第一輸出端連接，每級(jí)延遲鎖存電路的第二輸入端與待測(cè)信號(hào)輸入端連接；在待測(cè)信號(hào)輸入端接入待測(cè)單粒子瞬態(tài)脈沖信號(hào)后，鎖存電路翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)至少一級(jí)延遲鎖存電路翻轉(zhuǎn)，將鎖存電路的輸出端和至少一級(jí)延遲鎖存電路中各個(gè)延遲鎖存電路的第二輸出端作為單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路的信號(hào)輸出端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電脈沖寬度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路、集成電路和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著航天、軍事等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，越來越多的集成電路需要在輻射環(huán)境下工作。輻射對(duì)集成電路的效應(yīng)主要分為兩大類：?jiǎn)瘟Ｗ有?yīng)和總劑量效應(yīng)，總劑量效應(yīng)是集成電路長(zhǎng)期處在輻射環(huán)境中輻射效果積累所產(chǎn)生的效應(yīng)，單粒子效應(yīng)是輻射能量粒子進(jìn)入集成電路后輻射效果即時(shí)作用所產(chǎn)生的效應(yīng)。其中單粒子效應(yīng)可細(xì)分為以下三類：?jiǎn)瘟Ｗ榆涘e(cuò)誤效應(yīng)、具有潛在危險(xiǎn)性的效應(yīng)和單粒子硬錯(cuò)誤效應(yīng)。

其中，單粒子軟錯(cuò)誤效應(yīng)包括單粒子反轉(zhuǎn)效應(yīng)，單粒子瞬變效應(yīng)，單粒子多翻轉(zhuǎn)效應(yīng)等，其能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電路節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生干擾。具有潛在危險(xiǎn)性的效應(yīng)包括單粒子閂鎖效應(yīng)等，如不加以控制，可能會(huì)導(dǎo)致芯片發(fā)生單粒子燒毀。單粒子硬錯(cuò)誤效應(yīng)包括位移損傷等，其會(huì)使得芯片中的晶體管徹底不能工作。而，單粒子瞬變效應(yīng)是常見的影響芯片性能的主要因素，當(dāng)芯片放置在有輻射的環(huán)境中，周圍能量粒子會(huì)注入到芯片內(nèi)部，通過電離輻射能量粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡上產(chǎn)生一定數(shù)目的電子、空穴對(duì)，它們?cè)陔妶?chǎng)的作用下被電路節(jié)點(diǎn)吸收，改變節(jié)點(diǎn)電平，如果沒有反饋回路，那么當(dāng)單粒子作用的時(shí)間結(jié)束后，該節(jié)點(diǎn)電平又會(huì)恢復(fù)回原來的值，從而在電路中產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。

對(duì)于單粒子效應(yīng)進(jìn)行研究與加固，必須搭建有效的測(cè)試環(huán)境，對(duì)瞬態(tài)脈沖信號(hào)寬度等特征進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。其中，測(cè)試環(huán)境往往選擇地面輻照實(shí)驗(yàn)，通過模擬產(chǎn)生宇宙射線粒子對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行轟擊試驗(yàn)，模擬真實(shí)的宇宙空間輻射環(huán)境。在對(duì)脈沖信號(hào)寬度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，根據(jù)入射粒子種類能量等不同，產(chǎn)生的單粒子脈沖信號(hào)電平維持時(shí)間也不同，脈沖寬度可以從幾十ps到一千ps以上。

如果采用傳統(tǒng)的示波器或邏輯分析儀等檢測(cè)設(shè)備測(cè)量單粒子瞬態(tài)脈沖寬度，對(duì)設(shè)備的頻率要求非常高，測(cè)試成本高，實(shí)現(xiàn)難度非常大。如果采用片上電路進(jìn)行測(cè)試，現(xiàn)有的脈沖寬度測(cè)量方法往往通過外部輸入高頻信號(hào)對(duì)脈沖信號(hào)采樣來進(jìn)行測(cè)量，捕獲精度將受到采樣信號(hào)的頻率和性能限制，由于實(shí)際測(cè)試中難以提供頻率極高、波形特點(diǎn)又十分優(yōu)良的采樣信號(hào)，因此，可測(cè)范圍小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路、集成電路和電子設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路的可測(cè)范圍小的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路，包括待測(cè)信號(hào)輸入端、鎖存電路和至少一級(jí)延遲鎖存電路；

所述鎖存電路的輸入端與所述待測(cè)信號(hào)輸入端連接；

所述至少一級(jí)延遲鎖存電路中的第一級(jí)延遲鎖存電路的第一輸入端和第二輸入端均與所述待測(cè)信號(hào)輸入端連接；

當(dāng)所述單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路包含二級(jí)以上的延遲鎖存電路時(shí)，從第二級(jí)延遲鎖存電路開始，每級(jí)延遲鎖存電路的第一輸入端與前一級(jí)延遲鎖存電路的第一輸出端連接，每級(jí)延遲鎖存電路的第二輸入端與所述待測(cè)信號(hào)輸入端連接；

其中，在所述待測(cè)信號(hào)輸入端接入待測(cè)單粒子瞬態(tài)脈沖信號(hào)后，所述待測(cè)單粒子瞬態(tài)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)至少一級(jí)延遲鎖存電路順次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將所述鎖存電路的輸出端和所述至少一級(jí)延遲鎖存電路中各個(gè)延遲鎖存電路的第二輸出端作為所述單粒子瞬態(tài)脈沖寬度測(cè)量電路的信號(hào)輸出端。