基于dice結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及集成電路領域，為對通用動態鎖存型比較器進行抗輻射加固，使比較器在存儲階段具有單離子輻照的能力，為此，本發明采用的技術方案是，基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器，由12個PMOS晶體管和11個NMOS晶體管組成；其中前8個NMOS和前8個POMS晶體管組成DICE結構鎖存單元，P型晶體管PM1、PM2、PM3、PM4的源極分別接電源VDD，P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的源極分別接P型晶體管PM1、PM2、PM3、PM4的漏極。本發明主要應用于模擬比較器等集成電路的設計制造。
【專利說明】基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路領域，尤其涉及抗輻射的集成電路。隨著航天事業和核能技術的發展，無論是地球氣象衛星、月球衛星和未來的火星探索和國防建設都離不開具有抗輻射性能的集成電路。具體講，涉及基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器。
技術背景
[0002]無論是航天，國防建設都離不開具有抗輻射性能的集成電路。影響集成電路工作的輻射環境包括空間輻射環境、大氣輻射環境等、核輻射等。對于數字電路來說，抗輻射加固設計比較容易一些；而對于模擬電路和模數混合電路來說，基于設計角度對電路的加固，相對比較難。模數轉化器是把模擬信號轉換成數字信號的重要器件，而比較器本身就是ー個簡單的模數轉換器，同時也是算法ADC，單斜ADC和Flash ADC的重要組成部分。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術的不足，本發明g在對通用動態鎖存型比較器進行抗輻射加固，使比較器在存儲階段具有單離子輻照的能力，為達到上述目的，本發明采用的技術方案是，基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器，由12個PMOS晶體管和11個NMOS晶體管組成；其中前8個NMOS和前8個POMS晶體管組成DICE結構鎖存單元，P型晶體管PMl、PM2、PM3、PM4的源極分別接電源VDD，P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的源極分別接P型晶體管PM1、PM2、PM3、PM4的漏極；N型晶體管匪1、匪2、匪3、NM4的源極分別接P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的漏極，N型晶體管NM5、NM6、NM7、NM8的源極分別接N型晶體管NM1、匪2、匪3、NM4晶體管的漏極，其中P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的漏極分別命名為節點1、節點2、節點3、節點4 ；N型晶體管W5的漏極和N型晶體管W7的漏極接在一起形成節點5 ；N型晶體管NM6的漏極和N型晶體管NM8的漏極接在一起形成節點6，P型晶體管PMl和N型晶體管匪5的柵極接在節點4 ；P型晶體管PM5的柵極和N型晶體管匪I的柵極接在節點2，P型晶體管PM2的柵極和N型晶體管NM6的柵極接在節點I ;P型晶體管PM6的柵極和N型晶體管匪2的柵極接在節點3，P型晶體管PM3的柵極和N型晶體管NM7的柵極接在節點2 ；P型晶體管PM7的柵極和N型晶體管匪3的柵極接在節點4，P型晶體管PM4的柵極和N型晶體管NM8的柵極接在節點3 ；P型晶體管PM8的柵極和N型晶體管NM4的柵極接在節點I ;
[0004]P 型晶體管 PM9、PM10、PM11、PM12 的源極接電源 VDD ；P 型晶體管 PM9、PM10、PM11、PMl2的柵極接控制信號Vb ；P型晶體管PM9、PM10、PM11、PM12的漏極分別接節點1、節點2、節點3、節點4 ；N型晶體管N9的漏極、N型晶體管NlO的漏極和N型晶體管Nll的源極接在一起；N型晶體管N9的源極接節點5 ;N型晶體管NlO的源極接接電6 ；N型晶體管Nll的源極接地；N型晶體管N9的柵極接模擬輸入信號I ;N型晶體管NlO的柵極接模擬輸入信號2 ；N型晶體管Nll的柵極接控制信號Vb ;節點4是比較器的輸出端。[0005]模擬輸入I和模擬輸入2的電壓一直大于N型晶體管NM9和N型晶體管匪10的閾值電壓接控制信號Vb。
[0006]本發明具備下列技術效果:
[0007]本發明采用模擬比較器，可以有效地消除單離子輻照對電路的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1抗輻照模擬比較器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]對比較器進行抗輻照加固，主要把通用比較器中的鎖存單元替換成具有抗輻照能力的DICE結構鎖存單元。如圖一所示，是抗輻照比較器的電路示意圖，它由12個PMOS晶體管和11個NMOS晶體管組成。DICE結構鎖存單元由8個NMOS和8個POMS晶體管組成。P型晶體管PM1、PM2、PM3、PM4的源極分別接電源VDD，P晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的源極分別接PM1、PM2、PM3、PM4的漏極。N型晶體管NM1、NM2、NM3、NM4的源極分別接PM5、PM6、PM7、PM8的漏極。N型晶體管匪5、NM6、匪7、NM8的源極分別接匪1、匪2、匪3、NM4晶體管的漏極。其中PM5、PM6、PM7、PM8的漏極分別命名為節點1、節點2、節點3、節點4 ；NM5晶體的漏極和匪7晶體管的漏極接在一起形成節點5 ；NM6晶體的漏極和NM8晶體管的漏極接在一起形成節點6。PMl和匪5的柵極接在節點4 ；PM5的柵極和匪I的柵極接在節點2。PM2的柵極和NM6的柵極接在節點I ;PM6的柵極和匪2的柵極接在節點3。PM3的柵極和匪7的柵極接在節點2 ；PM7的柵極和匪3的柵極接在節點4。PM4的柵極和NM8的柵極接在節點3 ；PM8的柵極和NM4的柵極接在節點I。
[0010]P 型晶體管 PM9、PM10、PM11、PM12 的源極接電源 VDD ;PM9、PM10、PM11、PM12 的柵極接控制信號Vb ;PM9、PM10、PM11、PM12的漏極分別接節點1、節點2、節點3、節點4。N型晶體管N9的漏極、N型晶體管NlO的漏極和N型晶體管Nll的源極接在一起。N9的源極接節點5 ；N10的源極接接電6。Nll的源極接地。N9的柵極接模擬輸入信號I ;N10的柵極接模擬輸入信號2 ；N11的柵極接控制信號Vb ;節點4是比較器的輸出端。
[0011]當Vb信號為高電平時，PM9、PM10、PM11、PM12晶體管導通，NMll晶體管的關斷，節點1、節點2、節點3、節點4為高電平，比較器處于復位階段，輸出為高電平。當Vb從高電平跳到低電平，比較器對模擬信號I和2進行比較，當模擬信號I的電壓值大于模擬信號2的電壓值，經過足夠的時間之后，輸出端為低電平；當模擬信號I的電壓值小于模擬信號2的電壓值，經過足夠的時間之后，輸出端為高電平。比較完成之后輸出信號D被鎖存，在控制信號Vb變為高電平之前，輸出信號D不會發生變化。
[0012]為了使比較器具有更大的分辨能力，需要NM9晶體管和匪10晶體管具有較大的寬長比，對不同的エ藝和電路性能要求，該寬長比也隨之變化。為了使比較器中的鎖存單元具有抗輻照能力，在Vb為低電平期間，NM9和匪10必須處于導通階段，因此需要模擬輸入I和模擬輸入2的電壓一直大于NM9和NMlO的閾值電壓。
【權利要求】
1.一種基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器，其特征是，由12個PMOS晶體管和11個NMOS晶體管組成；其中前8個NMOS和前8個POMS晶體管組成DICE結構鎖存單元，P型晶體管PMl、PM2、PM3、PM4的源極分別接電源VDD，P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的源極分別接P型晶體管PMl、PM2、PM3、PM4的漏極；N型晶體管NMl、NM2、NM3、NM4的源極分別接P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的漏極，N型晶體管NM5、NM6、NM7、NM8的源極分別接N型晶體管匪1、匪2、匪3、NM4晶體管的漏極，其中P型晶體管PM5、PM6、PM7、PM8的漏極分別命名為節點1、節點2、節點3、節點4 ；N型晶體管匪5的漏極和N型晶體管匪7的漏極接在一起形成節點5 ；N型晶體管NM6的漏極和N型晶體管NM8的漏極接在一起形成節點6，P型晶體管PMl和N型晶體管W5的柵極接在節點4 ；P型晶體管PM5的柵極和N型晶體管匪I的柵極接在節點2，P型晶體管PM2的柵極和N型晶體管NM6的柵極接在節點I ;P型晶體管PM6的柵極和N型晶體管匪2的柵極接在節點3，P型晶體管PM3的柵極和N型晶體管NM7的柵極接在節點2 ；P型晶體管PM7的柵極和N型晶體管匪3的柵極接在節點4，P型晶體管PM4的柵極和N型晶體管NM8的柵極接在節點3 ；P型晶體管PM8的柵極和N型晶體管NM4的柵極接在節點I ; P型晶體管PM9、PM10、PM11、PM12的源極接電源VDD ；P型晶體管PM9、PM10、PM11、PM12的柵極接控制信號Vb ；P型晶體管PM9、PM10、PM11、PM12的漏極分別接節點1、節點2、節點3、節點4 ;N型晶體管N9的漏極、N型晶體管NlO的漏極和N型晶體管Nll的源極接在一起；N型晶體管N9的源極接節點5 ；N型晶體管NlO的源極接接電6 ；N型晶體管Nll的源極接地；N型晶體管N9的柵極接模擬輸入信號I ;N型晶體管NlO的柵極接模擬輸入信號2 ;N型晶體管Nll的柵極接控制信號Vb ;節點4是比較器的輸出端。
2.如權利要求1所述的基于DICE結構鎖存器的具有抗輻照能力的模擬比較器，其特征是，模擬輸入I和模擬輸入2的電壓一直大于N型晶體管NM9和N型晶體管NMlO的閾值電壓接控制信號Yb。
【文檔編號】H03M1/12GK103607202SQ201310478728
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】楊玉紅, 胡燕翔, 徐江濤 申請人:天津市晶奇微電子有限公司