专利名称：单粒子瞬态脉冲宽度测量方法和测量装置、脉冲产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及单粒子效应研究领域，特别是涉及一种单粒子瞬态脉冲宽度测量方法和测量装置、单粒子瞬态脉冲产生装置。
背景技术：
高能粒子入射半导体材料后，其将导致目标材料电离并在轨迹上淀积电荷；这将使得半导体器件或集成电路性能退化或功能失效，该现象被统称为单粒子效应(single event effect, SEE)。单粒子效应还可细分为单粒子翻转、单粒子円锁、单粒子瞬态脉冲 (single event transient，SET)、单粒子功能中断、单粒子烧毁、单粒子栅穿、单粒子多位翻转、单粒子扰动和单粒子硬错误等。
单粒子瞬态脉冲指粒子轨迹上产生的电荷被敏感节点收集，并导致电压和电流瞬时变化的现象。单粒子瞬态脉冲将会引起锁相环、运算放大器和接口电路等模拟电路的参数漂移。同时，随着特征尺寸的减小，数字组合电路的单粒子瞬态脉冲宽度可达到数百 ps (皮秒)，而主流数字集成电路的时钟周期仅为300-500ps ;因此单粒子瞬态脉冲很容易像正常信号一样沿组合逻辑传播并被末端锁存器捕获形成一个持久错误。目前，单粒子瞬态脉冲已成为100MHZ(兆赫兹)以上频率、O. 13微米以下工艺集成电路软错误的主要来源。
如上所述，引起集成电路软错误率最主要的参数为单粒子瞬态脉冲宽度。而粒子入射产生的单粒子瞬态脉冲通常与制造工艺、电路拓扑结构、集成电路版图、入射粒子能量分布等有关。为评价标准工艺线、版图及各种抗辐射加固措施对集成电路单粒子效应的影响，有必要通过试验直接捕捉电路产生的单粒子瞬态脉冲，以此作为集成电路单粒子效应敏感性评价的依据。
目前，单粒子瞬态脉冲已成为国内外关注焦点，业界主要从数学模型和电路仿真角度对其开展研究。在单粒子瞬态脉冲建模过程中，波形拟合所用参数受工艺、粒子能量、 电路结构等多方面的影响，因此很难精确对其波形、脉宽等进行描述与仿真。在试验测量过程中，传统单粒子瞬态脉冲的检测方法是依赖于高精度测量仪器来捕捉复杂电路系统中瞬态脉冲的波形与宽度，测量的成本非常高，实现难度也很大。另外，现有试验方法一般是直接测量单粒子瞬态脉冲波形，由于SET脉冲宽度很窄，因而该方法对测量设备和系统的精度要求很高，尤其对高频示波器依赖性很强；同时，现有脉冲检测电路是通过采用比较器 (表决器)来判断电路状态，以此检测单粒子瞬态脉冲宽度，但这对逻辑电路可靠性与工作状态依赖很强，且容易存在误差；且不同逻辑电路具有不同的驱动能力等，因而对单粒子瞬态脉冲宽度的捕获是不利的。发明内容
本发明的目的在于提供一种单粒子瞬态脉冲宽度测量方法和测量装置，用于定量标定单粒子瞬态脉冲的宽度，用于评价标准工艺线、集成电路版图及各种抗辐射加固措施对集成电路单粒子效应的影响，实现简单、成本低、可靠性高。5
本发明的目的通过如下技术方案实现
一种单粒子瞬态脉冲宽度测量方法，包括步骤
将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽；
将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码；
根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度；
根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述单粒子瞬态脉冲的览度。
一种单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，包括
脉冲产生模块，用于在待测辐射环境中形成原始单粒子瞬态脉冲；
输入端与所述脉冲产生模块的输出端相连接的脉冲展宽模块，用于展宽所述产生电路形成的原始单粒子瞬态脉冲；
输入端与所述脉冲展宽模块的输出端相连接脉冲捕捉模块，用于将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码。
本发明的目的还在于提供一种单粒子瞬态脉冲产生装置，包括脉冲产生模块；
所述脉冲产生模块包括多级级联的反相器；其中，第一级反相器的输入端接地； 第一级反相器后的每一级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端连接脉冲展宽模块的输入端；
或者/和
所述脉冲产生模块包括多级级联的由或非门与反相器构成的第一电路单元；其中，第一级的第一电路单元中或非门的输入端接地，或非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第一电路单兀中或非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，或非门的一个输入端与上一级的第一级电路单元中的反相器的输出端连接，或非门的另一个输入端接地；最后一级的第一电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块；
或者/和
所述脉冲产生模块包括多级级联的由与非门与反相器所构成的第二电路单元；其中，第一级的第二电路单元中与非门的输入端分别接地、电源电压，与非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第二电路单元中与非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，与非门的一个输入端与上一级的第二级电路单兀中的反相器的输出端连接，与非门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第二电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块；
或者/和
所述脉冲产生模块包括多级级联的异或门与反相器所构成的第三电路单元；其中，第一级的第三电路单元中异或门的输入端接地，异或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第三电路单元中异或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，异或门的一个输入端与上一级的第三级电路单元中的反相器的输出端连接，异或门的另一个输入端接地；最后一级的第三电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块；
或者/和
所述脉冲产生模块包括多级级联的同或门与反相器所组成的第四电路单元；其中，第一级的第四电路单元中同或门的输入端分别接地、电源电压，同或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第四电路单元中同或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，同或门的一个输入端与上一级的第四级电路单元中的反相器的输出端连接，同或门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第四电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块。
依据上述本发明的方案，先将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽，再将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码，则可以根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度，再根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述单粒子瞬态脉冲的宽度。其展宽原始单粒子瞬态脉冲可以解决瞬态脉冲宽度太窄而难以测量的难题，转化二进制代码输出则可以通过特定逻辑值的数量直接标定瞬态脉冲的宽度，减小测试结构对工艺、系统、测试设备的依赖性。本发明提出的单粒子瞬态脉冲产生装置中的脉冲产生模块的五种链路的电路拓扑结构，可使脉冲产生模块对单粒子效应更加敏感，解决测试结构中单粒子瞬态脉冲难以产生的难题。


图I为本发明单粒子瞬态脉冲宽度测量方法实施例的流程示意图2为本发明单粒子瞬态脉冲宽度测量装置实施例的结构示意图3为本发明实施例的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置工作原理图4为图2中脉冲产生模块的第一链路的结构示意图5为图2中脉冲产生模块的第二链路的结构示意图6为图2中脉冲产生模块的第三链路的结构示意图7为图2中脉冲产生模块的第四链路的结构示意图8为图2中脉冲产生模块的第五链路的结构示意图9图2中脉冲展宽模块的结构示意图10中脉冲捕捉模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图I所示，为本发明单粒子瞬态脉冲宽度测量方法实施例的流程示意图，如图I所示，该实施例中的瞬态脉冲宽度测量方法包括如下步骤
步骤SlOl :将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽，进入步骤S102，其中，延时展宽是指其将原始单粒子瞬态脉冲引入一定宽度的延时量(该延时较大，可通过电路仿真或实际测量系统标定)进而使得单粒子瞬态脉冲的宽度变宽；
步骤S102 :将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码，进入步骤S103 ；
步骤S103 :根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度，进入步骤 S104，其中，可以通过特定逻辑值的数量直接标定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度，特定逻辑值可以是“I”也可以是“O”；
步骤S104 :根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述原始单粒子瞬态脉冲的宽度，其中，只需要简单的将单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度减去延时量就可以确定所述原始单粒子瞬态脉冲的宽度。
据此，依据本是实施例的方案，首先将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽， 再将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码，则可以根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度，再根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述单粒子瞬态脉冲的宽度。其展宽原始单粒子瞬态脉冲可以解决瞬态脉冲宽度太窄而难以测量的难题，转化二进制代码输出则可以通过特定逻辑值的数量直接标定瞬态脉冲的宽度，减小测试结构对工艺、系统、测试设备的依赖性。
根据上述本发明的单粒子瞬态脉冲宽度测量方法，本发明还提供一种单粒子瞬态脉冲宽度测量装置。
如图2所示，是本发明单粒子瞬态脉冲宽度测量装置实施例的结构示意图，其包括
脉冲产生模块201，用于在待测辐射环境中形成原始单粒子瞬态脉冲；
输入端与脉冲产生模块201的输出端相连接的脉冲展宽模块202，用于展宽脉冲产生模块201形成的原始单粒子瞬态脉冲，其中，延时展宽是指其通过物理器件等引入一定宽度的延时量(该延时较大，可通过电路仿真或实际测量系统标定)进而使得单粒子瞬态脉冲展宽；
输入端与脉冲展宽模块202的输出端相连接脉冲捕捉模块203，用于将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码，则可以根据输出的二进制代码特定逻辑值的数量直接标定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度，进而用单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度减去延时量就可以确定所述原始单粒子瞬态脉冲的宽度。
本实施例中的瞬态脉冲宽度测量装置的工作原理如图3所示，脉冲产生模块201 的输入信号和输出信号分别为信号A和信号B。其中信号B为信号A的同相信号或反向信号。当单粒子入射脉冲产生模块201时，其将产生一个脉宽为Tset的瞬态电流脉冲(也即原始单粒子瞬态脉冲)；该脉冲将与信号B叠加后输入至脉冲展宽模块202中，脉冲展宽模块202的输出为信号C，受脉冲展宽模块延时的影响，单粒子瞬态脉冲在信号C中将表征为一个脉宽为TSET+Tb的脉冲,其中Tb为脉冲展宽模块所引入的延时量,信号C将随之输入端脉冲捕捉模块；该脉冲捕捉模块将将输入信号C转为二进制代码D输出，由输出信号D即可反推得到展宽后单粒子瞬态脉冲的脉宽TSET+Tb的值；将该值减去延时量Tb后，即可标定单粒子瞬态脉冲的宽度TSET。
其中，为了便于产生和收集单粒子瞬态脉冲，脉冲产生模块201可以包括以下五种链路中的一种或者多种，但一般以包括五种链路为佳。并可以通过合理设置脉冲产生模块201的电路拓扑结构输入信号、输出信号，可使其对单粒子效应更加敏感；随后，采用激光单粒子系统对该模块进行辐照，即可获得单粒子瞬态脉冲。下面，详细介绍一下这五种链路。
第一种链路包括多级级联的反相器，例如图4所示的N级，N为正整数；其中，第一级反相器的输入端接地；第一级反相器后的每一级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端连接脉冲展宽模块202的输入端；各级反相器中晶体管尺寸的设置可依据反相器扇出比相同或晶体管尺寸相同两种方法；通过调整反相器的扇出比与晶体管器件尺寸，可表征数字集成电路的驱动及负载情况。在该链路中，奇数级反相器输入为逻辑0，而偶数级反相器输入为逻辑1，因此单粒子敏感端为奇数级反相器的输入端。可以采用激光单粒子系统对奇数级反相器进行辐照，可在其输入端产生一个逻辑为I的瞬态脉冲，一般脉冲产生模块201中电路级数较少，可以忽略脉冲产生模块中电路对该脉冲引入的延时量，该脉冲将随后传输至脉冲展宽模块202。
第二种链路包括多级级联的由或非门与反相器构成的第一电路单元，例如图5所示的N级，N为正整数；其中，第一级的第一电路单元中或非门的两个输入端接地，或非门的输出端接该级的反相器的输入端；第一级后的各级的第一电路单元中或非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，或非门的一个输入端与上一级的第一级电路单兀中的反相器的输出端连接，或非门的另一个输入端接地；最后一级的第一电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模202 ;以上设置可以保证或非门中大部分的输入为逻辑0，使总体电路对单粒子效应更加敏感。该链路中各级或非门及反相器内晶体管尺寸的设置可依据链路中各单元逻辑强度一致或晶体管等效尺寸相同两种方法；通过调整单元电路的逻辑强度与晶体管器件尺寸，可表征数字集成电路的驱动及负载情况。该链路中或非门的初始输入端为逻辑0，而反相器的初始输入为逻辑1，故单粒子敏感端为或非门的输入端，可采用激光单粒子系统对或非门进行辐照，以在其输入端产生一个逻辑为I的瞬态脉冲。
第三种链路包括多级级联的由与非门与反相器所构成的第二电路单元，例如图6 所示的N级，N为正整数；其中，第一级的第二电路单元中与非门的一个输入端接地，另一个输入端接电源电压VDD，与非门的输出端接该级的反相器的输入端；第一级后的各级的第二电路单兀中与非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，与非门的一个输入端与上一级的第二级电路单元中的反相器的输出端连接，与非门的另一个输入端接电源电压VDD;最后一级的第二电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块202 ;以上设置可以使总体电路对单粒子效应更加敏感，并可以保证该链路中产生的单粒子瞬态脉冲能顺利传输到脉冲展宽模块202中。该链路中各级与非门及反相器内晶体管尺寸的设置可依据链路中各单元逻辑强度一致或晶体管等效尺寸相同两种方法；通过调整单元电路的逻辑强度与晶体管器件尺寸，可表征数字集成电路的驱动及负载情况。该链路中与非门的一个输入为逻辑1，另一个输入为逻辑0，反相器的初始输入为逻辑1，故单粒子敏感端为与非门中输入为逻辑O的输入端。可采用激光单粒子系统对与非门进行辐照，以在其输入端产生一个逻辑为I的瞬态脉冲，与非门的输出端即可产生一个输出为逻辑O的瞬态脉冲。
第四种链路包括多级级联的异或门与反相器所构成的第三电路单元，例如图7所示的N级，N为正整数；其中，第一级的第三电路单元中异或门的输入端接地，异或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第三电路单元中异或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，异或门的一个输入端与上一级的第三级电路单元中的反相器的输出端连接，异或门的另一个输入端接地；最后一级的第三电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块202。以上设置可以保证异或门的大部分输入为逻辑0，使总体电路对单粒子效应更加敏感；电路中各级异或门及反相器内晶体管尺寸的设置可依据链路中各单元逻辑强度一致或晶体管等效尺寸相同两种方法；通过调整单元电路的逻辑强度与晶体管器件尺寸，可表征数字集成电路的驱动及负载情况。该链路中异或门的初始输入为逻辑0，而反相器的初始输入为逻辑1，故单粒子敏感端为异或门的输入端，可采用激光单粒子系统对异或门进行辐照，以在其输入端产生一个逻辑为I的瞬态脉冲。
第五种链路包括多级级联的同或门与反相器所组成的第四电路单元，例如图8所示的N级，N为正整数；其中，第一级的第四电路单元中同或门的一个输入端接地，另一个输入端电源电压VDD，同或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第四电路单兀中同或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，同或门的一个输入端与上一级的第四级电路单元中的反相器的输出端连接，同或门的另一个输入端接电源电压VDD; 最后一级的第四电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块202。以上设置可使总体电路对单粒子效应更加敏感，并保证产生的单粒子瞬态脉冲能顺利的传输到脉冲展宽模块202 内。链路中各级同或门及反相器内晶体管尺寸的设置可依据链路中各单元逻辑强度一致或晶体管等效尺寸相同两种方法；通过调整单元电路的逻辑强度与晶体管器件尺寸，可表征数字集成电路的驱动及负载情况。该链路中同或门的一个输入为逻辑1，另一个输入为逻辑0，反相器的初始输入为逻辑1，故单粒子敏感端为同或门中输入为逻辑O的输入端。可采用激光单粒子系统对同或门进行辐照，以在其输入端产生一个逻辑为I的瞬态脉冲，与非门的输出端即可产生一个输出为逻辑O的瞬态脉冲。
通过对脉冲产生模块中以上五种链路在单粒子入射后所产生的原始瞬态脉冲的检测，可了解各种工艺、版图及拓扑结构对单粒子瞬态效应的敏感性，以指导抗辐射加固集成电路设计与制造。
另外，在其中一个实施例中，如图9所示，如上所述的脉冲展宽模块202可以包括多级级联的反相器，图9中示出的方向器的级数为M，M为正整数；其中，第一级反相器的输入端接所述脉冲产生模块的输出端，第一级后的各级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端接脉冲捕捉模块203的输入端。为了便于获取脉冲展宽模块202引入的延时量，一般需要其中各级反相器中晶体管尺寸相同。并在设计电路结构时， 需保证脉冲展宽模块202中反相器的级数足够大，一般要脉冲展宽模块202中反相器的级数为脉冲产生模块201中反相器/第一电路单元/第二电路单元/第三电路单元/第四电路单元的级数的3倍以上，以使其在单粒子瞬态脉冲中引入足够多的延时量，为后续电路捕捉脉冲宽度奠定基础。
脉冲捕捉模块203可以通过不同的结构实现将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码输出，在其中一个实施例中，给出了一种具体电路结构，但也不限于此结构。参见图10所示，脉冲捕捉模块203可以包括多级级联的由反相器与触发器构成的第五电路单元，所述第五电路单元包括前、后两个反向器和一个触发器；其中，第一级的第五电路单元中的前一个反相器A1的输入端接脉冲展宽模块202的输出端,前一个反相器A1的输出端接同一级的后一个反相器&的输入端,后一个反相器1^的输出端与同一级的触发器D1的输入端相连，触发器D1的输出转为二进制代码输出；第一级后的各第五电路单元中的前一个反相器Am的输入端与上一级的第五级电路单兀中的后一个反相器Bnri的输出端相连,前一个反相器Am的输出端接同一级的后一个反相器Bm的输入端,后一个反相器Bm的输出端与同一级的触发器Dm的输入端相连，触发器Dm的输出转为二进制代码输出，其中，下角标m3 2， 为脉冲捕捉模块203第五电路单元的级数。电路中各级反相器和触发器中晶体管保证等效尺寸相同，并通过优化器件尺寸以减少该电路在单粒子瞬态脉冲中引入的延时，使测量误差减小。同时，为捕捉单粒子瞬态脉冲，脉冲捕捉模块203中的第五电路单元的级数一般为脉冲展宽模块202中反相器的级数的3倍。
此外，如图10所示，脉冲捕捉模块203还可以包括第一反向器C1和第二反向器C2,第一反相器C1输入端接第2M级的第五电路单兀中的后一个反相器B2m的输出端,第一反向器仏输出端连接第二反向器(2输入端，第二反向器C2的输出端连接各级的第五电路单元中触发器的时钟控制端，其中，M为所述脉冲展宽模块中反相器的级数，以实现瞬态脉冲的自触发测试功能。当脉冲的上边沿传输过2M级的第五电路单元时，由于其逻辑值为1，因而各个触发器的时钟端均置为1，触发器开启；此时，第2M级之前的各第五电路单元中，实时流过的信号均通过触发器，并转为二进制代码输出，例如“00......111111......10......00”。此时假设输出逻辑I的个数为Z，而脉冲捕捉模块中每两个反相器的延时对应为T，则脉冲宽度即为TXZ，而单粒子在脉冲产生模块中引入的原始瞬态脉冲的宽度为Tset = TXZ-Tbo 通过以上电路可直接标定单粒子瞬态脉冲宽度，无需从测量仪器波形中观察得到，解决了脉宽标定对高频示波器等测量仪器的依赖性，标定脉宽精度可达到O. 5ns左右。采用该电路，亦无须采用表决器和比较器等逻辑电路，减少了测试结构对电路拓扑结构、制程工艺的依赖性，减小了测量误差。
上述本发明的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，可以集成在一个芯片内。
根据上述本发明的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，本发明还提供一种单粒子瞬态脉冲产生装置，其包括上述的脉冲产生模块，该单粒子瞬态脉冲产生装置的结构、功能可如前所述的脉冲产生模块的结构、功能，在此不予赘述。
相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果
(I)易于单粒子瞬态脉冲产生，本发明提出的瞬态脉冲产生模块包含绝大部分数字集成电路常用单元，且电路均处于单粒子敏感状态，易于产生单粒子瞬态脉冲，为了解和评价数字集成电路单粒子效应敏感性奠定基础；(2)对测试设备要求低，本发明所提出的脉冲展宽模块将为单粒子瞬态脉冲引入可标定的延时量，使其脉宽变宽，以减小测试结构对测量仪器(尤其是高频示波器)与系统的依赖性；
(3)全自动瞬态脉宽检测，本发明所提出的测试结构通过设置脉冲捕捉模块，可自动将瞬态脉冲转为二进制代码输出，通过特定逻辑状态的数量直接标定瞬态脉冲的宽度，而无需采用比较器或表决器等电路，减少了测试结构对电路拓扑结构、工艺制程的依赖
(4)易于推广以用，本发明采用的电路拓扑结构简单，在实际工艺中可以实现，易于推广应用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种单粒子瞬态脉冲宽度测量方法，其特征在于，包括步骤 将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽； 将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码； 根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度； 根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述单粒子瞬态脉冲的宽度。
2.—种单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，包括 脉冲产生模块，用于在待测辐射环境中形成原始单粒子瞬态脉冲； 输入端与所述脉冲产生模块的输出端相连接的脉冲展宽模块，用于展宽所述脉冲产生模块形成的原始单粒子瞬态脉冲； 输入端与所述脉冲展宽模块的输出端相连接脉冲捕捉模块，用于将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码。
3.根据权利要求2所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于 所述脉冲产生模块包括多级级联的反相器；其中，第一级反相器的输入端接地；第一级反相器后的每一级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端连接脉冲展宽模块的输入端； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的由或非门与反相器构成的第一电路单元；其中，第一级的第一电路单元中或非门的输入端接地，或非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第一电路单元中或非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，或非门的一个输入端与上一级的第一级电路单元中的反相器的输出端连接，或非门的另一个输入端接地；最后一级的第一电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的由与非门与反相器所构成的第二电路单元；其中，第一级的第二电路单元中与非门的输入端分别接地、电源电压，与非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第二电路单元中与非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，与非门的一个输入端与上一级的第二级电路单元中的反相器的输出端连接，与非门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第二电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的异或门与反相器所构成的第三电路单元；其中，第一级的第三电路单元中异或门的输入端接地，异或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第三电路单元中异或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，异或门的一个输入端与上一级的第三级电路单元中的反相器的输出端连接，异或门的另一个输入端接地；最后一级的第三电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的同或门与反相器所组成的第四电路单元；其中，第一级的第四电路单元中同或门的输入端分别接地、电源电压，同或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第四电路单元中同或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，同或门的一个输入端与上一级的第四级电路单元中的反相器的输出端连接，同或门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第四电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块。
4.根据权利要求2或3所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，所述脉冲展宽模块包括多级级联的反相器；其中，第一级反相器的输入端接所述脉冲产生模块的输出端，第一级后的各级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端接所述脉冲捕捉模块的输入端。
5.根据权利要求4所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，所述脉冲展宽模块中反相器的级数为脉冲产生模块中反相器/第一电路单元/第二电路单元/第三电路单元/第四电路单元的级数的3倍以上。
6.根据权利4所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，所述脉冲捕捉模块包括多级级联的由反相器与触发器构成的第五电路单元，所述第五电路单元包括前、后两个反向器和一个触发器；其中，第一级的第五电路单元中的前一个反相器的输入端接所述脉冲展宽模块的输出端，前一个反相器的输出端接同一级的后一个反相器的输入端，后一个反相器的输出端与同一级的触发器的输入端相连；第一级后的各第五电路单兀中的前一个反相器的输入端与上一级的第五级电路单兀中的后一个反相器的输出端相连，前一个反相器的输出端接同一级的后一个反相器的输入端，后一个反相器的输出端与同一级的触发器的输入端相连。
7.根据权利6所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，所述脉冲捕捉模块中的第五电路单元的级数为所述脉冲展宽模块中反相器的级数的3倍。
8.根据权利7所述的单粒子瞬态脉冲宽度测量装置，其特征在于，所述脉冲捕捉模块还包括第一反向器和第二反向器，所述第一反相器输入端接第2M级的第五电路单元中的后一个反相器的输出端，所述第一反向器输出端连接所述第二反向器输入端，所述第二反向器的输出端连接各级的第五电路单元中触发器的时钟控制端，其中，M为所述脉冲展宽模块中反相器的级数。
9.一种单粒子瞬态脉冲产生装置，其特征在于，包括脉冲产生模块； 所述脉冲产生模块包括多级级联的反相器；其中，第一级反相器的输入端接地；第一级反相器后的每一级反相器的输入端接上一级反相器的输出端；最后一级反相器的输出端连接脉冲展宽模块的输入端； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的由或非门与反相器构成的第一电路单元；其中，第一级的第一电路单元中或非门的输入端接地，或非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第一电路单元中或非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，或非门的一个输入端与上一级的第一级电路单元中的反相器的输出端连接，或非门的另一个输入端接地；最后一级的第一电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的由与非门与反相器所构成的第二电路单元；其中，第一级的第二电路单元中与非门的输入端分别接地、电源电压，与非门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第二电路单元中与非门的输出端与同一级的反相器输入端连接，与非门的一个输入端与上一级的第二级电路单元中的反相器的输出端连接，与非门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第二电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的异或门与反相器所构成的第三电路单元；其中，第一级的第三电路单元中异或门的输入端接地，异或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第三电路单元中异或门的输出端与同一级的反相器输入端连接，异或门的一个输入端与上一级的第三级电路单元中的反相器的输出端连接，异或门的另一个输入端接地；最后一级的第三电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块； 或者/和 所述脉冲产生模块包括多级级联的同或门与反相器所组成的第四电路单元；其中，第一级的第四电路单元中同或门的输入端分别接地、电源电压，同或门的输出端接同一级的反相器的输入端；第一级后的各级的第四电路单元中同或门的输出端与同一级的反相器输 入端连接，同或门的一个输入端与上一级的第四级电路单元中的反相器的输出端连接，同或门的另一个输入端接电源电压；最后一级的第四电路单元中反相器的输出端接脉冲展宽模块。
全文摘要
本发明提供一种单粒子瞬态脉冲宽度测量方法和装置，其方法包括步骤将产生的原始单粒子瞬态脉冲进行延时展宽；将展宽后的单粒子瞬态脉冲转化为二进制代码；根据所述二进制代码确定单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度；根据所述单粒子瞬态脉冲展宽后的宽度以及延时量确定所述单粒子瞬态脉冲的宽度。本发明还提供一种易于单粒子瞬态脉冲产生的单粒子瞬态脉冲产生装置。本发明解决了瞬态脉冲宽度太窄而难以测量的难题，并减小了测试结构对工艺、系统、测试设备的依赖性。
文档编号G01R29/02GK102981063SQ20121045423
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者刘远, 恩云飞, 黄云, 师谦, 罗宏伟, 雷志峰 申请人:工业和信息化部电子第五研究所