[发明专利]一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片、控制器及方法

说明书

本发明公开一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。采用所述芯片，降低了放射对集成电路元器件的影响，用于实现对放射环境射线监测及对集成元器件的开关控制，同时兼具较高的灵敏度，较高的稳定性等。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片、控制器及方法。

背景技术

自然界中有些原子核是不稳定的，它能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β和γ射线，这种现象称为放射性。环境中放射性主要来源于天然源和人工源，天然源有宇宙射线、天然放射性核素、天然放射性核素、天然放射本源；人工源来源有核试验及航天事故、核工业、工农业、医学和科研等部门、放射性矿的开采和利用。而对于长期处于上述环境中的集成电路元器件来说，由于其工作环境中存在大量的辐射和高能粒子，集成电路元器件长期处于这样的环境中时，会由于辐射的影响造成正电荷积累，从而引起器件性能发生退化甚至失效，这种情况为总剂量效应；当遭遇高能粒子的轰击时，器件的工作参数以及使用寿命将不可避免地受到影响，严重时也会引起器件的失效，造成无法挽回的事故，这种情况为单粒子效应。对于上述的特殊领域，需要对处于放射环境中的一些设备装置等进行保护，即：能够对环境中的射线能量进行监测，当射线能量超过一定值时能够关闭敏感器件，达到保护装置的目的。

因此，为降低放射对集成电路元器件的影响，实现对放射环境射线监测及对集成元器件的开关控制，同时兼具较高的灵敏度，较高的稳定性等，需要提供一种新型的抗辐射控制器芯片及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成射线探测器阵列的抗辐射控制器芯片、控制器及方法，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面公开了一种用于保护元器件的抗辐射控制器芯片，所述抗辐射控制器芯片包括：射线探测器、带隙基准器、信号比较器和控制器，

所述射线探测器，受到放射线辐射后向所述信号比较器发送辐射模拟信号；

所述带隙基准器，持续向所述信号比较器发送基准电压信号；

所述信号比较器，比对所述辐射模拟信号和所述基准电压信号得到模拟信号，并将所述模拟信号发送至所述控制器；

所述控制器，响应于接收到所述模拟信号，控制被保护集成元器件电路的开闭。

优选地，所述抗辐射控制器芯片包括：信号放大器，用于将所述辐射模拟信号进行放大，其中所述信号放大器设置在所述射线探测器与所述信号比较器之间。

优选地，所述抗辐射控制器芯片还包括：信号转换器、数据存储器和数据传输器，

所述信号转换器，将所述模拟信号实时转换为数字信号发送至所述数据存储器；

所述数据存储器，实时存储所述数字信号；

所述数据传输器，将所述数据模块中存储的数据传输至外部设备。

优选地，所述抗辐射控制器芯片还包括：保护电路，用于保护设置在所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路。

优选地，所述保护电路包括：看门狗电路、三模冗余电路和电路中抗单粒子翻转的DICE结构电路中的至少一个。

优选地，所述抗辐射控制器芯片中的敏感逻辑电路采用抗辐照结构，