[发明专利]辐射探测电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种辐射探测电路。

背景技术

在太空中，很多电子设备都会暴露在一定的辐射环境下。为了保证这些电子设备的可靠性，对总剂量辐射的检测很有必要。因为一旦辐射总剂量超过某一额度，就会导致电子系统的失效。

PMOS总剂量辐射探测器主要包括由特定工艺制成的辐射敏感场效应晶体管。由于辐射后产生的氧化物陷阱与界面陷阱电荷使得MOSFET阈值电压发生漂移。通过标定阈值电压漂移量与辐照剂量的关系，测出阈值电压漂移量得到辐射剂量的大小。一般说来，NMOS辐射后，氧化物陷阱电荷使其阈值电压发生负向漂移，但是界面电荷使其阈值电压发生正向漂移；PMOS辐射后产生的氧化物陷阱电荷和界面电荷都使得其阈值电压负向漂移，因此大部分的总剂量辐射探测电路一般采用PMOS场效应晶体管作为总剂量辐射探测器。

由上述原理可知，可以根据pMOS晶体管阈值电压产生的变化设计出电路，使之能够反映出所受总剂量辐射环境的大小。如图1所示，为现有技术的探测电路示意图，该读出电路由四个主要的模块构成，能够将模拟信号转化为数字信号输出。因此这个探测电路为了满足某些数字自动化系统而过于复杂。但是在一般的应用中，并不需要AD转换。

因此，希望提出一种能应用在实验室中，较为简单的pMOS总剂量辐射监测电路。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种结构更简单、功耗更低的辐射探测电路。

本发明提供了一种辐射探测电路，包括：用于感测待测辐射的第一PMOS晶体管；与第一PMOS晶体管连接的第一放大器；不感测待测辐射的第二PMOS晶体管；与第二PMOS晶体管相连的第二放大器；以及比较模块，用于将第一放大器和第二放大器的输出进行比较，并将其差值进行放大输出。

可选地，第一放大器是运算放大器，所述第一PMOS晶体管的源极接电源电压，漏极连接第一放大器的共模输入端，栅极连接所述第一放大器的差模输入端，所述第一放大器的输出连接所述比较模块的共模输入端。

可选地，所述第一PMOS晶体管的栅极和第一放大器的差模输入端之间存在第一稳流电阻。

可选地，第二放大器是运算放大器，所述第二PMOS晶体管的源极接电源电压，漏极连接第二放大器的差模输入端，栅极连接所述第二放大器的共模输入端，所述第二放大器的输出连接所述比较模块的差模输入端。

可选地，所述第二PMOS晶体管的栅极和第二放大器的共模输入端之间存在第二稳流电阻。

可选地，第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管配置完全相同，第一放大器和第二放大器的配置完全相同。

可选地，所述第一、第二PMOS晶体管工作于饱和区。

可选地，所述比较模块包括第三放大器，其输出信号反映待测辐射的大小。

可选地，所述辐射探测电路还包括稳流模块，所述稳流模块用于为第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的漏极提供相等的稳定电流。

可选地，所述稳流模块包括：恒定电压源，其正极连接所述第一放大器的共模输入端和第二放大器的差模输入端，负极接地；第三稳流电阻，其一端接恒定电压源的正极，一端接地；第四稳流电阻，其一端接恒定电压源的正极，一端接地；所述第三稳流电阻和第四稳流电阻阻值相等。

现有技术的辐射探测电路采用AD转换。本发明的发明人发现，不用AD转换，采用模拟器件，同样能实现准确的辐射探测，这样结构更简单、功耗更低。本发明利用PMOS辐射后产生的氧化物陷阱电荷和界面电荷都使得阈值电压负向漂移的特点，利用阈值电压漂移量与辐照剂量的关系，用第一PMOS晶体管感测待测辐射。由于待测辐射的影响，使第一PMOS晶体管的输出偏移，经第一放大器放大。而第二PMOS晶体管是未经受辐射的，它的输出也经第二放大器放大。第一放大器和第二放大器放大的信号再经比较模块比较，这个输出就能够反映由于辐射的影响造成的第一PMOS晶体管的输出电压的偏移，该偏移反映了辐射量。通过这种方式，采用简单的模拟电路，仍然能够实现探测待测辐射的目的，达到了以更简单的辐射、更低的功耗探测辐射的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为现有技术的辐射探测电路示意图；

图2根据本发明的实施例的辐射探测电路的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。