[發明專利]單粒子瞬態脈沖寬度測量電路、集成電路和電子設備

有效

• 申請號: 201610972295.8
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106569042B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 宿曉慧;羅家俊;韓鄭生;劉海南;郝樂;李欣欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02;H03K19/0948
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明涉及電脈沖寬度測量技術領域，尤其涉及一種單粒子瞬態脈沖寬度測量電路，包括鎖存電路的輸入端與待測信號輸入端連接；至少一級延遲鎖存電路中的第一級延遲鎖存電路的第一輸入端與待測信號輸入端連接，第一級延遲鎖存電路的第二輸入端與鎖存電路的輸出端連接；當單粒子瞬態脈沖寬度測量電路包含二級以上的延遲鎖存電路時，從第二級延遲鎖存電路開始，每級延遲鎖存電路的輸入端與前一級延遲鎖存電路的輸出端連接；其中，在待測信號輸入端接入待測單粒子瞬態脈沖信號后，鎖存電路翻轉驅動至少一級延遲鎖存電路順次發生翻轉，將鎖存電路的輸出端和至少一級延遲鎖存電路中各個延遲鎖存電路的輸出端作為單粒子瞬態脈沖寬度測量電路的信號輸出端。

技術領域

本發明涉及電脈沖寬度測量技術領域，尤其涉及單粒子瞬態脈沖寬度測量電路、集成電路和電子設備。

背景技術

隨著航天、軍事等領域技術的發展，越來越多的集成電路需要在輻射環境下工作。輻射對集成電路的效應主要分為兩大類：單粒子效應和總劑量效應，總劑量效應是集成電路長期處在輻射環境中輻射效果積累所產生的效應，單粒子效應是輻射能量粒子進入集成電路后輻射效果即時作用所產生的效應。其中單粒子效應可細分為以下三類：單粒子軟錯誤效應、具有潛在危險性的效應和單粒子硬錯誤效應。

其中，單粒子軟錯誤效應包括單粒子反轉效應，單粒子瞬變效應，單粒子多翻轉效應等，其能夠在短時間內對電路節點產生干擾。具有潛在危險性的效應包括單粒子閂鎖效應等，如不加以控制，可能會導致芯片發生單粒子燒毀。單粒子硬錯誤效應包括位移損傷等，其會使得芯片中的晶體管徹底不能工作。而，單粒子瞬變效應是常見的影響芯片性能的主要因素，當芯片放置在有輻射的環境中，周圍能量粒子會注入到芯片內部，通過電離輻射能量粒子的運動軌跡上產生一定數目的電子、空穴對，它們在電場的作用下被電路節點吸收，改變節點電平，如果沒有反饋回路，那么當單粒子作用的時間結束后，該節點電平又會恢復回原來的值，從而在電路中產生一個脈沖信號。

對于單粒子效應進行研究與加固，必須搭建有效的測試環境，對瞬態脈沖信號寬度等特征進行準確測量。其中，測試環境往往選擇地面輻照實驗，通過模擬產生宇宙射線粒子對待測芯片進行轟擊試驗，模擬真實的宇宙空間輻射環境。在對脈沖信號寬度進行測量時，根據入射粒子種類能量等不同，產生的單粒子脈沖信號電平維持時間也不同，脈沖寬度可以從幾十ps到一千ps以上。

如果采用傳統的示波器或邏輯分析儀等檢測設備測量單粒子瞬態脈沖寬度，對設備的頻率要求非常高，測試成本高，實現難度非常大。如果采用片上電路進行測試，現有的脈沖寬度測量方法往往通過外部輸入高頻信號對脈沖信號采樣來進行測量，捕獲精度將受到采樣信號的頻率和性能限制，由于實際測試中難以提供頻率極高、波形特點又十分優良的采樣信號，因此，可測范圍小。

發明內容

本發明通過提供一種單粒子瞬態脈沖寬度測量電路、集成電路和電子設備，解決了現有技術中單粒子瞬態脈沖寬度測量電路的可測范圍小的技術問題。

本發明實施例提供了一種單粒子瞬態脈沖寬度測量電路，包括待測信號輸入端、鎖存電路和至少一級延遲鎖存電路；

所述鎖存電路的輸入端與所述待測信號輸入端連接；

所述至少一級延遲鎖存電路中的第一級延遲鎖存電路的第一輸入端與所述待測信號輸入端連接，所述第一級延遲鎖存電路的第二輸入端與所述鎖存電路的輸出端連接；

當所述單粒子瞬態脈沖寬度測量電路包含二級以上的延遲鎖存電路時，從第二級延遲鎖存電路開始，每級延遲鎖存電路的兩個輸入端分別與前一級延遲鎖存電路的兩個輸出端連接；

其中，在所述待測信號輸入端接入待測單粒子瞬態脈沖信號后，所述鎖存電路發生翻轉，進而，所述鎖存電路驅動至少一級延遲鎖存電路順次發生翻轉，將所述鎖存電路的輸出端和所述至少一級延遲鎖存電路中各個延遲鎖存電路的輸出端作為所述單粒子瞬態脈沖寬度測量電路的信號輸出端。