一种面向抗辐照SRAM型FPGA配置存储阵列供电的保护电路的制作方法

本发明属于集成电路领域，更为具体地讲，涉及一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路设计。

背景技术：

1、fpga具有集成度高，功能灵活的优点，广泛地应用于工业生产中。其中sram型fpga具有容量大，速度高的优点，主流高性能应用场景下，多采用这一类型的fpga。

2、随着半导体器件集成度不断提高，大规模集成电路越来越多地应用在航天器上。空间辐射环境中的带电粒子和电子在集成电路中产生的电离总剂量效应，严重影响航天器的可靠性及在轨寿命。

3、高能辐射粒子会对集成电路器件造成各种各样的影响，甚至直接对集成电路器件造成不可逆损伤。电离效应是一种常见的辐射效应，高能辐射粒子会在mos器件的氧化层引入缺陷，增大pmos器件的阈值电压，影响电路性能。sram存储器是一种易失存储器，为sram供电的pmos功率管因辐射电离效应导致阈值电压增大时，极易引起sram内存储的数据掉电损失。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，在辐射条件下，高能粒子引起mos器件界面电荷变化，使pmos器件阈值电压升高，开启困难。驱动电路pmos功率管阈值电压的增大会引起sram供电电压降低，导致sram数据丢失。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，包括：保护电压产生电路和驱动电路；

4、保护电压产生电路产生保护电压并输出给驱动电路；

5、驱动电路接收保护电压产生电路输出的保护电压，利用保护电压开启驱动电路中的电流补偿通路，输出供电电压给sram阵列中的多个sram，从而提高sram阵列的供电电压。

6、优选地，保护电压产生电路利用电阻分压原理，产生保护电压并输出给驱动电路。

7、优选地，保护电压产生电路包括：晶体管pm1、晶体管nm1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和开关s1；

8、电阻r3的一端接地处理，电阻r3的另一端连接电阻r2的一端和晶体管nm1的漏极；电阻r3的另一端作为输出端，输出保护电压给驱动电路；

9、电阻r2的另一端连接电阻r1的一端和开关s1的一端；

10、电阻r1的另一端连接开关s1的另一端和晶体管pm1的源极；晶体管pm1的栅极作为输入端，接收外部输入的启动电压；

11、晶体管pm1的源极连接外部电源vdd；

12、晶体管nm1的栅极作为输入端，接收外部输入的启动电压，晶体管nm1的源极接地处理；

13、开关s1与电阻r1并联，实现对输出保护电压的电平调节功能。

14、优选地：晶体管pm1为pmos晶体管，晶体管nm1为nmos晶体管。

15、优选地：晶体管pm1、晶体管nm1受外部输入的启动电压控制，作为保护电压产生电路的开关。

16、优选地：开关s1用于调整保护电压的电平，当sram输出的供电电压水平过低时，开关s1闭合从而提高保护电压电平；反之，开关s1保持关断状态。

17、优选地，驱动电路包括：晶体管pm2、晶体管pm3、晶体管nm2和晶体管nm3；

18、晶体管pm2的栅极接收二次电源vg的供电输入；晶体管pm2的源极接收外部供电vdd供电；晶体管pm2的源极和晶体管pm3的源极连接外部电源vdd；晶体管pm3的栅极接地处理；

19、晶体管pm3的漏极连接晶体管nm3的漏极，晶体管nm3的栅极接收保护电压产生电路输出的保护电压，晶体管nm3的源极连接晶体管pm2的漏极、晶体管nm2的漏极和晶体管nm2的栅极；晶体管nm3的源极作为输出端，输出供电电压给外部sram阵列；

20、晶体管nm2的源极接地处理。

21、优选地，晶体管pm2和晶体管pm3为pmos晶体管，晶体管nm2和晶体管nm3为nmos晶体管。

22、优选地，晶体管nm3和晶体管pm3作为电流补偿通路。

23、本发明与现有技术相比带来的有益效果为：

24、本发明通过增加保护电路，可以在保证sram原有供电能力的同时，为sram提供额外的供电通路，提高了辐射条件下sram的供电可靠性，为保证辐射条件下fpga的数据可靠性打下了基础。

技术特征：

1.一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于：包括：保护电压产生电路和驱动电路；

2.根据权利要求1所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于，保护电压产生电路利用电阻分压原理，产生保护电压并输出给驱动电路。

3.根据权利要求1所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于，保护电压产生电路包括：晶体管pm1、晶体管nm1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和开关s1；

4.根据权利要求3所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于：晶体管pm1为pmos晶体管，晶体管nm1为nmos晶体管。

5.根据权利要求3所述的抗辐照sram型fpga供电保护电路的驱动电路，其特征在于：晶体管pm1、晶体管nm1受外部输入的启动电压控制，作为保护电压产生电路的开关。

6.根据权利要求3～5任意之一所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于：开关s1用于调整保护电压的电平，当sram输出的供电电压水平过低时，开关s1闭合从而提高保护电压电平；反之，开关s1保持关断状态。

7.根据权利要求6所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于，驱动电路包括：晶体管pm2、晶体管pm3、晶体管nm2和晶体管nm3；

8.根据权利要求7所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于，晶体管pm2和晶体管pm3为pmos晶体管，晶体管nm2和晶体管nm3为nmos晶体管。

9.根据权利要求7所述的一种面向抗辐照sram型fpga配置存储阵列供电的保护电路，其特征在于，晶体管nm3和晶体管pm3作为电流补偿通路。

技术总结本发明公开了一种面向抗辐照SRAM型FPGA配置存储阵列供电的保护电路，包括保护电压产生电路和驱动电路。本发明利用保护电压与MOS管组成的支路为驱动电路提供额外的电流通路，在辐射条件下，当辐射电离效应导致器件产生表面缺陷，PMOS功率晶体管阈值电压升高时，供电保护电路能够保护SRAM供电电压，防止SRAM掉电损失数据。技术研发人员：张彦龙,陈雷,孙华波,闵楠,巩金浩,郭睿,杨铭谦,徐瀚铭,郭琨,赵美然,张玉受保护的技术使用者：北京微电子技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18