[实用新型]一种单粒子多瞬态脉冲宽度检测系统

说明书

本实用新型提供一种单粒子多瞬态脉冲宽度检测系统，包括靶电路、触发开关电路、低速缓冲链路、中速缓冲链路、高速缓冲链路、低触发链路、高触发链路、与门链路、锁存链路及自触发控制电路。利用瞬态脉冲上升和下降时刻触发不同延时的链路进行传播，经触发链路和锁存链路输出脉冲宽度，结合自触发控制，实现高精度的多瞬态脉冲的自动检测，为深入研究纳米电路中单粒子多瞬态、抗辐射加固电路性能分析提供有效的技术手段和方法支撑。

技术领域

本实用新型涉及单粒子效应研究技术领域，具体涉及一种单粒子多瞬态脉冲宽度检测系统。

背景技术

辐射环境中的高能粒子，入射电子器件的敏感区域，累积能量，形成电压扰动，诱发器件发生逻辑错误，这种现象就是单粒子瞬态效应(Single Event Transient，SET)。SET在电路中传播或被捕获，会造成器件发生软错误，甚至损坏等硬错误，已严重威胁着电路的可靠性。

随着特征尺寸的不断缩减，器件的供应电压降低、临界电荷减小、相互间距减小，多结点电荷共享效应显著，因此，单个高能粒子入射往往影响多个结点，产生单粒子多瞬态(Single Event Multiple Transients，SEMT)，极大增加了电路发生错误的概率，使电路工作更加的不稳定，甚至产生致命的错误。所以，SEMT的测试与表征研究对集成电路在辐射环境中的高可靠性应用具有重要意义和应用价值。

目前对瞬态脉冲宽度的检测开展了一些研究。申请号201110457712.2名为“单粒子瞬态电流脉冲检测系统”和申请号201110457845.X名为“单粒子瞬态电流脉冲检测方法”利用示波器来捕获瞬态电流脉冲信号，对示波器的性能和分辨率有较高的要求。申请号201910388052.3名为“一种低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置及方法”和申请号201910388079.2名为“一种宽量程高精度单粒子瞬态参数测试装置、方法”通过压控振荡器将瞬态脉冲转换为不同频率的波形进行分析得到脉冲参数。申请号201410453265.7名为“一种空间单粒子瞬态脉冲测试系统”利用信号放大电路对瞬态脉冲进行调理和放大来测量脉冲宽度和幅值。申请号201911283289.1名为“一种三路测试的单粒子瞬态脉冲宽度测量电路”将三路不同测量电路并行得到的脉冲宽度执行与操作，得到最终的脉冲宽度。国防科技大学的薛召召在《65nm工艺下一种新型单粒子多瞬态测试系统的研究与设计》(国防科技大学博士论文，湖南长沙，2015)和黄鹏程在《纳米CMOS集成电路单粒子多瞬态效应及其抑制》(国防科技大学博士论文，湖南长沙，2015)中将经典的基于反相器链的单SET测量电路进行了并行扩展来测量SEMT。

现有的瞬态脉冲检测系统和方法多数是针对单个SET的，针对多个SET的检测系统中，受延时链最小单元的限制，检测精度不高。由于器件特征尺寸进入纳米尺度后，高能粒子诱发的瞬态脉冲宽度更窄，因此，需要更高分辨率、更高精度的SEMT检测系统和方法，才能有效准确地检测电路中的SEMT。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种单粒子多瞬态脉冲宽度检测系统，用以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种单粒子多瞬态脉冲宽度检测系统，包括

靶电路，用于表征辐射环境下产生的单粒子多瞬态脉冲，其输出作为触发开关电路的输入；

触发开关电路，包括2个并行的D触发器，其一路输出作为中速缓冲链路的输入，另一路同时作为低速缓冲链路和高速缓冲链路的输入；

低速缓冲链路，采用结构、参数相同的若干个数据缓冲器串联组成的缓冲链路，每个缓冲器的输出作为低触发链路的时钟信号输入；

中速缓冲链路，采用结构、参数相同的若干个数据缓冲器串联组成的缓冲链路，每个缓冲器的输出既作为低触发链路的数据输入，也作为高触发链路的时钟信号输入；

高速缓冲链路，采用结构、参数相同的若干个数据缓冲器串联组成的缓冲链路，每个缓冲器的输出作为高触发链路的数据输入；