[发明专利]一种抗单粒子加固数字低压差线性稳压器及控制方法

权利要求书

1.一种抗单粒子加固数字低压差线性稳压器，其特征在于包括：控制电路、细调比较器电路、粗调比较器电路、状态译码电路、移位链、保持移位环、传输晶体管阵列、环形振荡器与带隙基准电路；

带隙基准电路产生参考电压Vref，同时环形振荡器产生时钟信号；粗调比较器电路判断传输晶体管阵列的输出电压Vout与参考电压Vref的相对关系，经状态译码电路译码后，该关系包括：远远高于FH、略高于SH、约等于NE、略低于SL、远远低于FL；粗调比较器电路工作的同时，在时钟信号控制下，细调比较器电路判断传输晶体管阵列的输出电压Vout与参考电压Vref的相对关系，该关系包括高于H、低于L；控制电路根据粗调比较器电路和细调比较器电路产生的传输晶体管阵列的输出电压Vout与参考电压Vref的相对关系，通过控制移位链与保持移位环使传输晶体管阵列输出所需的稳定电压；

细调比较器电路，包括：NMOS管N0501、NMOS管N0502、NMOS管N0503、NMOS管N0504、NMOS管N0505、NMOS管N0506；PMOS管P0511、PMOS管P0512、PMOS管P0513、PMOS管P0514；非门G0521、非门G0522、非门G0523、非门G0524；

细调比较器电路具有3个输入端口、1个输出端口：输入端口包括时钟端口CLK，输入电压端口VI，参考电压端口Vref；输出端口包括电压高低指示端口HL；其中时钟端口CLK连接环形振荡器的时钟输出端口，输入电压端口VI连接传输晶体管阵列的输出电压端口，参考电压端口Vref连接带隙基准电路产生的参考电压Vref；电压高低指示端口HL连接控制电路的传输晶体管阵列的输出电压状态端口；细调比较器电路内部具体连接关系如下：

NMOS管N0501的源极接地；NMOS管N0501的栅极连接参考电压端口Vref；NMOS管N0501的漏极连接NMOS管N0503的源极；NMOS管N0502的源极接地；NMOS管N0502的栅极连接输入电压端口VI；NMOS管N0502的漏极连接NMOS管N0504的源极；NMOS管N0503的栅极连接PMOS管P0511的栅极、非门G0523的输出端；NMOS管N0503的漏极连接NMOS管N0505的源极；NMOS管N0504的栅极连接PMOS管P0512的栅极、非门G0524的输出端；NMOS管N0504的漏端连接NMOS管N0506的源极；NMOS管N0505的栅极连接NMOS管N0506的漏极、PMOS管P0512的漏极、PMOS管P0513的栅极、PMOS管P0514的漏极、非门G0522的输入端；NMOS管N0505的漏极连接NMOS管N0506的栅极、PMOS管P0511的漏极、PMOS管P0513的漏极、PMOS管P0514的栅极，非门G0521的输入端；PMOS管P0511的源极接电源；PMOS管P0512的源极接电源；PMOS管P0513的源极接电源；PMOS管P0514的源极接电源；非门G0521的输出端接NC，NC指不向外连接；非门G0522的输出端连接电压高低指示端口HL；非门G0523的输入端连接时钟端口CLK；非门G0524的输入端连接时钟端口CLK；

移位链包括粗调移位链、中调移位链、细调移位链三条移位链；同时，其所使用的保持移位环包括粗调保持移位环、中调保持移位环两个保持移位环；同时，其所使用的传输晶体管阵列包括粗调传输晶体管阵列、中调传输晶体管阵列、细调传输晶体管阵列三个传输晶体管阵列；

控制电路根据粗调比较器电路和细调比较器电路产生的传输晶体管阵列的输出电压Vout与参考电压Vref的相对关系，首先通过粗调移位链与粗调保持移位环调节粗调传输晶体管阵列中导通的传输晶体管的数量，然后通过中调移位链与中调保持移位环调节中调传输晶体管阵列中导通的传输晶体管的数量，最后通过细调移位链调节细调传输晶体管阵列中导通的传输晶体管的数量；

粗调移位链，包括：D触发器DS0701、D触发器DS0702、D触发器DS0703、D触发器DS0704、D触发器DS0705、D触发器DS0706、D触发器DS0707、D触发器DS0708、6选1多路器MUX0711、6选1多路器MUX0712、6选1多路器MUX0713、6选1多路器MUX0714、6选1多路器MUX0715、6选1多路器MUX0716、6选1多路器MUX0717、6选1多路器MUX0718、非门G0721、传输门G0731、或门G0741、或门G0742、或门G0743、或门G0744、或门G0745、或门G0746、或门G0747、或门G0748；

粗调移位链具有5个输入端口、10个输出端口：输入端口包括置位端口set，时钟端口CLK，上下移控制端口UD，上下移幅度控制端口S_MSB、S_LSB；输出端口包括粗调移位链空指示端口EC、粗调移位链满指示端口FC，粗调移位链传输晶体管控制端口O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7；置位端口set连接控制电路的移位链初始化端口，时钟端口CLK连接环形振荡器的时钟输出端口，上下移控制端口UD、上下移幅度控制端口S_MSB、S_LSB连接控制电路的粗调移位链控制端口；粗调移位链空满指示端口EC、FC连接控制电路的粗调移位链状态端口，传输晶体管控制端口O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7连接保持移位环的数据输入端口；

粗调移位链内使用的D触发器DS0701、D触发器DS0702、D触发器DS0703、D触发器DS0704、D触发器DS0705、D触发器DS0706、D触发器DS0707、D触发器DS0708各具有4个端口：数据端口D、输出端口Q、时钟端口CP、S端；粗调移位链内使用的6选1多路器MUX0711、6选1多路器MUX0712、6选1多路器MUX0713、6选1多路器MUX0714、6选1多路器MUX0715、6选1多路器MUX0716、6选1多路器MUX0717、6选1多路器MUX0718各具有10个端口：数据输入端口U3、U2、U1、D3、D2、D1，选择端口UD、S_MSB、S_LSB，输出端口O；粗调移位链内部具体连接关系如下：

连接置位端口set连接或门G0741的第一输入端、或门G0742的第一输入端、或门G0743的第一输入端、或门G0744的第一输入端、或门G0745的第一输入端、或门G0746的第一输入端、或门G0747的第一输入端、或门G0748的第一输入端；D触发器DS0701的S端连接或门G0741的输出端、D触发器DS0702的S端连接或门G0742的输出端、D触发器DS0703的S端连接或门G0743的输出端、D触发器DS0704的S端连接或门G0744的输出端、D触发器DS0705的S端连接或门G0745的输出端、D触发器DS0706的S端连接或门G0746的输出端、D触发器DS0707的S端连接或门G0747的输出端、D触发器DS0708的S端连接或门G0748的输出端；时钟端口CLK连接D触发器DS0701的CP端、D触发器DS0702的CP端、D触发器DS0703的CP端、D触发器DS0704的CP端、D触发器DS0705的CP端、D触发器DS0706的CP端、D触发器DS0707的CP端、D触发器DS0708的CP端；上下移控制端口UD连接6选1多路器MUX0711的UD端、6选1多路器MUX0712的UD端、6选1多路器MUX0713的UD端、6选1多路器MUX0714的UD端、6选1多路器MUX0715的UD端、6选1多路器MUX0716的UD端、6选1多路器MUX0717的UD端、6选1多路器MUX0718的UD端；上下移幅度控制端口S_MSB端连接6选1多路器MUX0711的S_MSB端、6选1多路器MUX0712的S_MSB端、6选1多路器MUX0713的S_MSB端、6选1多路器MUX0714的S_MSB端、6选1多路器MUX0715的S_MSB端、6选1多路器MUX0716的S_MSB端、6选1多路器MUX0717的S_MSB端、6选1多路器MUX0718的S_MSB端；上下移幅度控制端口S_LSB端连接6选1多路器MUX0711的S_LSB端、6选1多路器MUX0712的S_LSB端、6选1多路器MUX0713的S_LSB端、6选1多路器MUX0714的S_LSB端、6选1多路器MUX0715的S_LSB端、6选1多路器MUX0716的S_LSB端、6选1多路器MUX0717的S_LSB端、6选1多路器MUX0718的S_LSB端；

D触发器DS0701的D端连接6选1多路器MUX0711的O端；D触发器DS0702的D端连接6选1多路器MUX0712的O端；D触发器DS0703的D端连接6选1多路器MUX0713的O端；D触发器DS0704的D端连接6选1多路器MUX0714的O端；D触发器DS0705的D端连接6选1多路器MUX0715的O端；D触发器DS0706的D端连接6选1多路器MUX0716的O端；D触发器DS0707的D端连接6选1多路器MUX0717的O端；D触发器DS0708的D端连接6选1多路器MUX0718的O端；D触发器DS0701的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O0，同时连接6选1多路器MUX0712的U1端、6选1多路器MUX0713的U2端、6选1多路器MUX0714的U3端、非门G0721的输入端；D触发器DS0702的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O1，同时连接6选1多路器MUX0711的D1端、6选1多路器MUX0713的U1端、6选1多路器MUX0714的U2端、6选1多路器MUX0715的U3端、或门G0741的第二输入端；D触发器DS0703的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O2，同时连接6选1多路器MUX0712的D1端、6选1多路器MUX0711的D2端、6选1多路器MUX0714的U1端、6选1多路器MUX0715的U2端、6选1多路器MUX0716的U3端、或门G0742的第二输入端；D触发器DS0704的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O3，同时连接6选1多路器MUX0713的D1端、6选1多路器MUX0712的D2端、6选1多路器MUX0711的D3端、6选1多路器MUX0715的U1端、6选1多路器MUX0716的U2端、6选1多路器MUX0717的U3端、或门G0743的第二输入端；D触发器DS0705的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O4，同时连接6选1多路器MUX0714的D1 端、6选1多路器MUX0713的D2端、6选1多路器MUX0712的D3端、6选1多路器MUX0716的U1端、6选1多路器MUX0717的U2端、6选1多路器MUX0718的U3端、或门G0744的第二输入端；D触发器DS0706的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O5，同时连接6选1多路器MUX0715的D1端、6选1多路器MUX0714的D2端、6选1多路器MUX0713的D3端、6选1多路器MUX0717的U1端、6选1多路器MUX0718的U2端、或门G0745的第二输入端；D触发器DS0707的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O6，同时连接6选1多路器MUX0716的D1端、6选1多路器MUX0715的D2端、6选1多路器MUX0714的D3端、6选1多路器MUX0718的U1端、或门G0746的第二输入端；D触发器DS0708的Q端连接粗调移位链传输晶体管控制端口O7，同时连接6选1多路器MUX0717的D1端、6选1多路器MUX0716的D2端、6选1多路器MUX0715的D3端、或门G0747的第二输入端；

6选1多路器MUX0711的U3端连接电源；6选1多路器MUX0711的U2端接电源，同时连接6选1多路器MUX0712的U3端；6选1多路器MUX0711的U1端接电源，同时连接6选1多路器MUX0712的U2端、6选1多路器MUX0713的U3端；6选1多路器MUX0718的D3端接地；6选1多路器MUX0718的D2端接地，同时连接6选1多路器MUX0717的D3端；6选1多路器MUX0718的D1端接地，同时连接6选1多路器MUX0717的D2端、6选1多路器MUX0716的D3端；

非门G0721输出端连接粗调移位链满指示端口FC；传输门G0731的输出端连接粗调移位链空指示端口EC；或门G0748的第二输入端接地；

保持移位环，包括：D触发器D0901、D触发器D0902、D触发器D0903、D触发器D0904、D触发器D0905、D触发器D0906、D触发器D0907、D触发器D0908、2选1多路器MUX0911、2选1多路器MUX0912、2选1多路器MUX0913、2选1多路器MUX0914、2选1多路器MUX0915、2选1多路器MUX0916、2选1多路器MUX0917、2选1多路器MUX0918、2选1多路器MUX0921、2选1多路器MUX0922、2选1多路器MUX0923、2选1多路器MUX0924、2选1多路器MUX0925、2选1多路器MUX0926、2选1多路器MUX0927、2选1多路器MUX0928；

保持移位环具有10个输入端、8个输出端：保持移位控制端口SetShift，时钟端口CLK，数据输入端口A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7；输出端口包括数据输出端口O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7；保持移位控制端口SetShift连接控制电路粗调完成指示端口，时钟端口CLK连接环形振荡器的时钟输出端口，数据输入端口A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7连接移位链的传输晶体管控制端口；数据输出端口O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7连接传输晶体管阵列的传输晶体管控制端口；

保持移位环内部使用的2选1多路器有3个输入端口、1个输出端口：输入端口包括选择端口S，数据端口U1、Se；输出端口为O；保持移位环内部具体连接关系如下：

时钟端口CLK连接D触发器D0901的CP端、D触发器D0902的CP端、D触发器D0903的CP端、D触发器D0904的CP端、D触发器D0905的CP端、D触发器D0906的CP端、D触发器D0907的CP端、D触发器D0908的CP端；保持移位控制端口SetShift连接2选1多路器MUX0911的S端、2选1多路器MUX0912的S端、2选1多路器MUX0913的S端、2选1多路器MUX0914的S端、2选1多路器MUX0915的S端、2选1多路器MUX0916的S端、2选1多路器MUX0917的S端、2选1多路器MUX0918的S端、2选1多路器MUX0921 的S端、2选1多路器MUX0922的S端、2选1多路器MUX0923的S端、2选1多路器MUX0924的S端、2选1多路器MUX0925的S端、2选1多路器MUX0926的S端、2选1多路器MUX0927的S端、2选1多路器MUX0928的S端；

数据输入端口A0连接2选1多路器MUX0911的Se端、2选1多路器MUX0921的Se端；数据输入端口A1连接2选1多路器MUX0912的Se端、2选1多路器MUX0922的Se端；数据输入端口A2连接2选1多路器MUX0913的Se端、2选1多路器MUX0923的Se端；数据输入端口A3连接2选1多路器MUX0914的Se端、2选1多路器MUX0924的Se端；数据输入端口A4连接2选1多路器MUX0915的Se端、2选1多路器MUX0925的Se端；数据输入端口A5连接2选1多路器MUX0916的Se端、2选1多路器MUX0926的Se端；数据输入端口A6连接2选1多路器MUX0917的Se端、2选1多路器MUX0927的Se端；数据输入端口A7连接2选1多路器MUX0918的Se端、2选1多路器MUX0928的Se端；

数据输出端口O0连接2选1多路器MUX0921的O端；数据输出端口O1连接2选1多路器MUX0922的O端；数据输出端口O2连接2选1多路器MUX0923的O端；数据输出端口O3连接2选1多路器MUX0924的O端；数据输出端口O4连接2选1多路器MUX0925的O端；数据输出端口O5连接2选1多路器MUX0926的O端；数据输出端口O6连接2选1多路器MUX0927的O端；数据输出端口O7连接2选1多路器MUX0928的O端；

D触发器D0901的D端连接2选1多路器MUX0911的O端；D触发器D0901的Q端连接2选1多路器MUX0921的U1端、2选1多路器MUX0912的U1端；D触发器D0902的D端连接2选1多路器MUX0912的O端；D触发器D0902的Q端连接2选1多路器MUX0922的U1端、2选1多路器MUX0913的U1端；D触发器D0903的D端连接2选1多路器MUX0913的O端；D触发器D0903的Q端连接2选1多路器MUX0923的U1端、2选1多路器MUX0914的U1端；D触发器D0904的D端连接2选1多路器MUX0914的O端；D触发器D0904的Q端连接2选1多路器MUX0924的U1端、2选1多路器MUX0915的U1端；D触发器D0905的D端连接2选1多路器MUX0915的O端；D触发器D0905的Q端连接2选1多路器MUX0925的U1端、2选1多路器MUX0916的U1端；D触发器D0906的D端连接2选1多路器MUX0916的O端；D触发器D0906的Q端连接2选1多路器MUX0926的U1端、2选1多路器MUX0917的U1端；D触发器D0907的D端连接2选1多路器MUX0917的O端；D触发器D0907的Q端连接2选1多路器MUX0927的U1端、2选1多路器MUX0918的U1端；D触发器D0908的D端连接2选1多路器MUX0918的O端；D触发器D0908的Q端连接2选1多路器MUX0928的U1端、2选1多路器MUX0911的U1端。