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1、第35卷第6期微电子学Vol135,№62005年12月MicroelectronicsDec12005文章编号:100423365(2005)0620581203用于抗闭锁的辐射敏感开关1,2122许献国,胡健栋,赵刚,徐曦(11北京邮电大学,北京100876;21中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900)摘要:介绍了一种用于抗闭锁的辐射敏感开关。设计的辐射敏感开关在“闪光I”瞬时辐射模拟源上进行了实验考核。实验结果表明,该辐射敏感开关能够成功驱动超大规模集成电路,达到抗闭锁设计
2、目的。关键词:抗闭锁;辐射敏感开关;集成电路中图分类号:TN43文献标识码:ARadiationSensitiveSwitchforLatchupPrevention1,2122XUXian2guo,HUJian2dong,ZHAOGang,XUXi(11SchoolofTelecommunicationEngineering,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876;21InstituteofElectronicsE
3、ngineering,ChineseAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang,Sichuan621900,P1R1China)Abstract:Thedesignprocedureofaradiationsensitiveswitchforpreventionoflatchupisdescribedindetail1Thera2diationsensitiveswitchdesignedwastestedonatransientalradiationsimulat
4、iondevice1Theexperimentalresultsshowthattheradiationsensitiveswitchiscapableofdrivingverylargescaleintegratedcircuits(VLSI)successfullyandachievingthegoaloflatchupprevention1Keywords:Latchupprevention;Radiationsensitiveswitch;IntegratedcircuitEEACC:2
5、570D电路仿真软件OrCAD/PSPICE,设计了一种辐射敏1引言感开关;对该开关在“闪光I”瞬时辐射源上的试验结果进行了分析和讨论。受适当的瞬时辐射辐照时,各种规模的体硅[123]CMOS集成电路都会出现闭锁现象。为了消除2辐射敏感开关的基本原理闭锁,就必须采用其他CMOS集成电路工艺,如SOS、SOI等,从根本上消除辐射感生闭锁的产生机211基本原理制[4,5]。对于采用体硅工艺制作的CMOS集成电为了抑制体硅CMOS器件的辐射感应闭锁,常[12]用的办法是瞬时断电回避。这种方法需要一个路
6、,是不可能消除辐射感生光电流带来的闭锁的。特殊的开关来完成电子系统的断电和延时重启,国但是,有多种办法能够抑制闭锁的持续,如采用掺内外都已有类似的产品出现。国外的产品叫做辐射金,或中子辐照法、电阻限流法、RLC电路扰动电压[6212]敏感开关。它功能强大,除给出电源瞬时关断和重法、伪闭锁路径法、瞬时断电回避法等。瞬时断启信号外,还能提供各种低电平和高电平信号,用作电回避法的基本思路是,在瞬时辐射到来时,及时关器件的片选或写禁止信号等。本文给出一种类似的断电子系统的电源,避免系统死机或产生不可预知
7、辐射敏感开关的设计,并进行了有关的试验验证。的行为,在辐射过去后重新启动系统。而实现电源本文设计的辐射敏感开关如图1所示,电路由关断并重启的关键器件就是辐射敏感开关。分立元器件组合而成。图1中,PMOS和NMOS管文章讨论了辐射敏感开关的基本原理,并借助收稿日期:2005203210;定稿日期:2005206210582许献国等:用于抗闭锁的辐射敏感开关2005年连接构成一个反相器。当遭遇瞬时辐射时,二极管图1中的二极管选2CZ56H,该管是功率二极D1中感生出光电流,对G点连接电容C1充电,一
8、旦管,结面积大,光电流响应很强。在15V反偏压下,-4G点电压超过某一阈值电压VGth(反相器翻转阈值其辐射光电流灵敏度为3125×10mA·s/Gy电压),输出端电容C2就会通过NMOS管(NMOS管(Si);在5V反偏压下,其漏电流约为012μA。电导通,PMOS管截止)放电,并给出低电平。当辐射阻R1的值选为1MΩ。正常情况下,二极管漏电流过去后,电容C1通过电阻R1放电,一旦G点电压在R1上产生的电压降约为012V,比反相器翻转阈低于翻转阈值电压VGth,电源就会通过PMOS场效值电压(
