专利名称：一种单粒子锁定防护电路的制作方法
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。现有的防护技术多釆 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Tl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Tl的基极相连，开关三极管Tl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CM0S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，Tl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Tl、 T2和电阻Rl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。
图l为本发明的电路原理图。
具体实施例方式
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Tl的基极相连，开关三极管Tl 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CM0S器件的电源输入端相连。单粒子锁定防护电 路同CM0S器件的电源输入端相连，并且与CM0S器件共地。如图1所示。
Tl、 T2为2SC3279，电阻Rl的阻值为500Q， R2的阻值为1KQ，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，Tl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。
权利要求
1、单粒子锁定防护电路，其特征在于它由开关三极管、电流传感器、触发器、电压比较器、电阻、电容组成；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，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。
2、 根据权利要求l所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于所述的防护 电路通过开关三极管向CMOS器件供电。
3、 根据权利要求l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l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l所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于在控制回路 中采用了单稳态触发电路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CM0S器 件的断电主要利用三极管T1、 T2和电阻R1的组合电路。
7、 根据权利要求l所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于开关三极管 Tl、 T2可以为开关三极管2SC3279，高精度电流传感器可以为MAX471，电压比较 器可以为LM339，触发器可以为CD4098。
8、 根据权利要求l所述的单粒子锁定防护电路，其特征在于电阻R1的阻值可以为500Q ， R2的阻值可以为1KQ ，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。
全文摘要
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。
文档编号H02H7/20GK101471562SQ20071030460
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者洲 曹, 杨世宇, 恺 田, 薛玉雄 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所