[发明专利]一种高可靠抗辐射原子开关型配置单元结构

说明书

本发明公开一种高可靠抗辐射原子开关型配置单元结构，属于微电子集成电路领域，具有上下对称结构，包括原子开关AS1和AS2、选通管T11、T12、T21和T22、以及信号传输管T3；选通管T11的漏端与原子开关AS1的阴极相接，选通管T21的漏端与原子开关AS2的阴极相接，所述选通管T11的源端和所述选通管T21的源端相接；选通管T12的漏端与原子开关AS1的阴极相接，选通管T22的漏端与原子开关AS2的阴极相接，所述选通管T12和T22的源端均接地；所述信号传输管T3的控制栅与所述选通管T11的源端和所述选通管T21的源端相连。本发明AS型配置单元结构简单，兼容于CMOS工艺，集成度高，具有高速、高可靠性、编程效率高、高开关比等优势，并且抗总剂量能力强。

技术领域

本发明涉及微电子集成电路技术领域，特别涉及一种高可靠抗辐射原子开关型配置单元结构。

背景技术

随着航空、航天、船舶、雷达、战略导弹、电子对抗、通信领域等各大重点工程要求电子系统向多功能、高速率、小型化及低功耗方向发展，对高可靠、抗辐射的可编程逻辑器件FPGA需求越为突出。传统FPGA存在着抗辐射性能差/功耗高/易失性(SRAM型)、速度慢/编程电压高(Flash型)、规模小(反熔丝型)等问题，迫切需要高性能新型FPGA。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠抗辐射原子开关型配置单元结构，以解决传统FPGA存在抗辐射性能差、可靠性低、规模小的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠抗辐射原子开关型配置单元结构，具有上下对称结构，包括原子开关AS1和AS2、选通管T11、T12、T21和T22、以及信号传输管T3；

选通管T11的漏端与原子开关AS1的阴极相接，选通管T21的漏端与原子开关AS2的阴极相接，所述选通管T11的源端和所述选通管T21的源端相接；

选通管T12的漏端与原子开关AS1的阴极相接，选通管T22的漏端与原子开关AS2的阴极相接，所述选通管T12和T22的源端均接地；

所述信号传输管T3的控制栅与所述选通管T11的源端和所述选通管T21的源端相连。

可选的，所述原子开关AS1和AS2是由活性金属电极-固体电解质-惰性金属电极构成的三明治结构，活性金属电极作为阳极，惰性金属电极作为阴极。

可选的，对原子开关进行Set操作时，在所述阳极施加正电压Vset，同时所述阴极接地，在固体电解质中形成金属导电细丝的导电通道，原子开关导通；所述原子开关具有非易失性，即在Set过程后，阳极电压为0V时，金属导电细丝不会溶解，能够稳定存在；

对原子开关进行Reset操作时，在所述阳极施加负电压Vreset，同时所述阴极接地，金属导电细丝溶解，原子开关断开，即Reset过程。

可选的，当原子开关AS1的阳极施加Vset或Vreset时，所述选通管T12的控制栅SG12施加一指定电位，使选通管T12处于开态，从而实现原子开关AS1的Set或Reset过程；当原子开关AS2的阳极施加Vset或Vreset时，所述选通管T22的控制栅SG22施加一指定电位，使选通管T22处于开态，从而实现原子开关AS2的Set或Reset过程。

可选的，当原子开关AS1进行Set或者Reset操作时，将选通管T11关闭，以避免信号传输管T3错误开启，提高AS2的可靠性；当原子开关AS2进行Set或者Reset操作时，将选通管T21关闭，以避免信号传输管T3错误开启，提高AS1的可靠性。

可选的，所述选通管T11、T12、T21、T22和所述信号传输管T3是同一种沟道类型MOS器件，均为低压MOS管。