一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片及控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。采用所述芯片，降低了放射对集成电路元器件的影响，实现对放射环境射线监测及对集成元器件的开关控制，同时兼具较高的灵敏度，较高的稳定性等。

An anti radiation controller chip and controller for protecting components

The utility model discloses an anti radiation controller chip for protecting components, the anti radiation controller chip includes a ray detector, a band gap reference, a signal comparator and a controller, the ray detector sends a radiation analog signal to the signal comparator after receiving radiation from the radiation, and the band gap reference continuously sends a reference to the signal comparator Voltage signal; the signal comparator obtains the analog signal by comparing the radiation analog signal and the reference voltage signal, and sends the analog signal to the controller; the controller controls the opening and closing of the protected integrated component circuit in response to receiving the analog signal. The chip can reduce the impact of radiation on integrated circuit components, realize radiation environmental ray monitoring and switch control of integrated components, and has high sensitivity, high stability, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片及控制器
本技术涉及微电子
，特别是涉及一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片及控制器。
技术介绍
自然界中有些原子核是不稳定的，它能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β和γ射线，这种现象称为放射性。环境中放射性主要来源于天然源和人工源，天然源有宇宙射线、天然放射性核素、天然放射性核素、天然放射本源；人工源来源有核试验及航天事故、核工业、工农业、医学和科研等部门、放射性矿的开采和利用。而对于长期处于上述环境中的集成电路元器件来说，由于其工作环境中存在大量的辐射和高能粒子，集成电路元器件长期处于这样的环境中时，会由于辐射的影响造成正电荷积累，从而引起器件性能发生退化甚至失效，这种情况为总剂量效应；当遭遇高能粒子的轰击时，器件的工作参数以及使用寿命将不可避免地受到影响，严重时也会引起器件的失效，造成无法挽回的事故，这种情况为单粒子效应。对于上述的特殊领域，需要对处于放射环境中的一些设备装置等进行保护，即：能够对环境中的射线能量进行监测，当射线能量超过一定值时能够关闭敏感器件，达到保护装置的目的。因此，为降低放射对集成电路元器件的影响，实现对放射环境射线监测及对集成元器件的开关控制，同时兼具较高的灵敏度，较高的稳定性等，需要提供一种新型的抗辐射控制器芯片。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，以解决上述问题。为达到上述目的，本技术采用下述技术方案：本技术第一方面公开了一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。优选地，所述抗辐射控制器芯片包括：信号放大器，用于将所述辐射模拟信号进行放大，其中所述信号放大器设置在所述射线探测器与所述信号比较器之间。优选地，所述抗辐射控制器芯片还包括：信号转换器、数据存储器和数据传输器，所述信号转换器，将所述模拟信号实时转换为数字信号发送至所述数据存储器；所述数据存储器，实时存储所述数字信号；所述数据传输器，将所述数据模块中存储的数据传输至外部设备。优选地，所述抗辐射控制器芯片还包括：保护电路，用于保护设置在所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路。优选地，所述保护电路包括：看门狗电路、三模冗余电路和电路中抗单粒子翻转的DICE结构电路中的至少一个。优选地，所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路采用抗辐照结构，所述抗辐照结构包括：特殊栅机构、抗单粒子闩锁的隔离环中的至少一种。本技术第二方面公开了一种用于保护元器件的抗辐射控制器，包括：如上所述的抗辐射控制器芯片。本技术的有益效果如下：本技术提供了一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片及控制器，所述抗辐射控制器芯片具有高灵敏度、高稳定性和宽动态范围的特性，通过一个芯片实现了对放射环境中放射线的监测，同时采用所述抗辐射控制器芯片，实现对放射环境射线监测及对集成元器件的开关控制，降低了放射对集成电路元器件的影响，同时兼具较高的灵敏度，较高的稳定性等。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出一个实施例中抗辐射控制器芯片的示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。如图1所示，在本技术的一个实施例中公开了一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器。对于处于放射环境中工作的抗辐射控制器芯片，在所述抗辐射控制器芯片中的所述射线探测器在受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号，同时所述带隙基准器会持续向所述信号比较器发送基准电压信号；当所述信号比较器，接收到所述辐射模拟信号和所述基准电压信号后，进行比对，得到模拟信号，然后将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器在接收到所述模拟信号后控制被保护集成元器件电路的开闭。通过开闭被保护器件电路以降低放射对各元器件的影响。其中，所述基准电压信号为一种低温漂电压信号。在上述实施例中，所述模拟信号为所述基准电压信号与所述辐射模拟信号的电压差，通过将该电压差的模拟信号发送至所述控制器，所述控制器中得逻辑电路会产生一个电信号，通过该电信号控制被保护元器件中的电路的开关。基于电路中的MOS管的工作原理，所述电信号会随受辐射影响的电压差的变化而改变，当所述电信号大于设定值后才控制被保护元器件中电路的关闭，反之，开启。可选的，所述控制器采用MCU，或可编程逻辑器件等。在本实施例中，所述抗辐射控制器芯片包括：信号放大器，用于将所述辐射模拟信号进行放大，其中所述信号放大器设置在所述射线探测器与所述信号比较器之间。在本实施例中，所述抗辐射控制器芯片还包括：信号转换器、数据存储器和数据传输器。在接收到所述信号比较器产生的模拟信号后，所述信号转换器将所述模拟信号实时转换为数字信号发送至所述数据存储器；所述数据存储器实时存储所述数字信号；利用所述数据传输器将所述数据模块中存储的数据传输至外部设备。通过相应的显示设备进行数据显示，以使得监测人员能够实时监测到应用该芯片的装置周围的射线情况。监测人员可根据记录的数据进行分析判断，以根据实际情况做出相应的调整措施。可选的，所述信号转换器为：A/D转换器。本实施例中的抗辐射控制器芯片同时兼具辐射探测和电路控制，结构简单，省去了许多外部连线，从而减少了导线上的能量损耗，进一步减少放射线对抗辐射控制器中的元器件的影响，能够使得信号传输更加稳定和准确。为保护处于辐射环境中工作的器件，本技术实施例中公开的所述抗辐射控制器的芯片也需处在辐射环境中，因而对于抗辐射控制器芯片也要考虑抗辐射设计，我们可以从几个方面对其进行加固处理：在本实施例中，一方面对所述抗辐射控制器芯片利用现有的设计加固技术，在敏感且重要的逻辑电路部分加入保护电路或采用抗辐照设计等。进一步的，所述抗辐射控制器芯片包括：保护电路，用于保护设置在所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路。例如，所述保护电路可以是：看门狗电路、三模冗余电路和电路中抗单粒子翻转的DICE结构电路等中的至少一个。优选地，针对所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路对于敏感逻辑电路部分，从版图方面也可以采用现有的抗辐照设计技术。例如，所述抗辐照设计包括：特殊栅机构设计、抗单粒子闩锁的隔离环设计等方式中的至少一种。本实施例中通过利用所述保护电路或抗辐照设计对所述抗辐射控制器芯片进行保护，从而能够适应辐射，在长时间处于辐射状态下安全可靠的工作。另一方面，通过材料和工艺加固：通过工艺的优化来达到抗辐照的要求，如在CMOS、SOI、SOS、砷化镓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，其特征在于，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。

【技术特征摘要】
1.一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，其特征在于，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。2.根据权利要求1所述的用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，其特征在于，所述抗辐射控制器芯片包括：信号放大器，用于将所述辐射模拟信号进行放大，其中所述信号放大器设置在所述射线探测器与所述信号比较器之间。3.根据权利要求1所述的用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，其特征在于，所述抗辐射控制器芯片还包括：信号转换器、数据存储器和数据传输器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦学成，张薇，刘刚，
申请(专利权)人：北京锐达芯集成电路设计有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11