本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固的電荷泵電路。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代航天應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與武器功能的多樣化，系統(tǒng)內(nèi)部的處理器計(jì)算量增大，隨之越來越多的集成電路芯片將工作在輻射環(huán)境中。對(duì)于在輻射環(huán)境下工作的集成電路芯片，主要考慮單粒子效應(yīng)和總劑量效應(yīng)兩種。隨著集成電路工藝發(fā)展，總劑量效應(yīng)對(duì)集成電路芯片的影響在減弱，相反單粒子效應(yīng)對(duì)集成電路芯片的影響越來越大。相對(duì)于數(shù)字集成電路，模擬集成電路及數(shù)模混合集成電路對(duì)單粒子效應(yīng)更敏感，在先進(jìn)集成電路工藝中日趨嚴(yán)峻且加固設(shè)計(jì)更加困難。因此，模擬集成電路及數(shù)模混合集成電路的單粒子輻射加固研究已成研究重點(diǎn)及難點(diǎn)。

鎖相環(huán)電路作為產(chǎn)生時(shí)鐘基準(zhǔn)的重要部件，已廣泛應(yīng)用于商用和航空航天領(lǐng)域的集成電路芯片中，其通用結(jié)構(gòu)如圖1所示。工作原理為：鑒頻鑒相器檢測輸入?yún)⒖夹盘?hào)V_ref與分頻器分頻后的反饋信號(hào)V_fb的相位或頻率，并根據(jù)相位差或頻率差產(chǎn)生電荷泵充放電控制信號(hào)和電荷泵在和的控制下對(duì)低通濾波器進(jìn)行充電或放電，從而改變低通濾波器的輸出電壓(即電荷泵的輸出端電壓V_ctrl)，也就是調(diào)整壓控振蕩器的控制電壓V_ctrl，進(jìn)而不斷地調(diào)整壓控振蕩器的輸出頻率以減小輸入?yún)⒖夹盘?hào)V_ref與反饋信號(hào)V_fb之間的相位差，這個(gè)反饋過程不斷的重復(fù)直到最終使輸入?yún)⒖夹盘?hào)與反饋信號(hào)的相位對(duì)齊，即鎖相環(huán)鎖定。

電荷泵對(duì)整個(gè)鎖相環(huán)的性能起決定作用，圖2為基本差分型電荷泵。當(dāng)PMOS管M6和NMOS管M4導(dǎo)通時(shí)，PMOS管M5和NMOS管M3關(guān)斷，結(jié)點(diǎn)C與結(jié)點(diǎn)Y電壓相等；當(dāng)PMOS管M6和NMOS管M4關(guān)斷時(shí)，PMOS管M5和NMOS管M3導(dǎo)通，結(jié)點(diǎn)C與結(jié)點(diǎn)Y電壓相等，這樣結(jié)點(diǎn)C在NMOS管M4以及PMOS管M6導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)沒有電壓變化,即電荷泵輸出端Vctrl-old在NMOS管M4以及PMOS管M6導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)沒有電壓變化，從而避免了電荷共享效應(yīng)。但是，電荷泵在單粒子瞬態(tài)效應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生大量的電荷對(duì)低通濾波器中的電容進(jìn)行充放電，導(dǎo)致壓控振蕩器的控制電壓嚴(yán)重偏離鎖定值，超出最大或最小控制電壓，從而導(dǎo)致鎖相環(huán)的輸出時(shí)鐘長時(shí)間處于混亂狀態(tài)，嚴(yán)重影響到電子系統(tǒng)的正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。提出了一種有效地改善鎖相環(huán)電路整體輸出抖動(dòng)特性，從而提高鎖相環(huán)的抗單粒子輻射能力的鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固電荷泵電路。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固電荷泵電路，包括基本電荷泵電路，其還包括輻射加固電路以及偏置電路，所述基本電荷泵電路的信號(hào)輸出端電連接所述輻射加固電路的信號(hào)輸入端，所述輻射加固電路的信號(hào)輸出端電連接所述基本電荷泵電路的單粒子輻射敏感結(jié)點(diǎn)端，所述偏置電路的輸出端電連接所述輻射加固電路的電壓輸入端；所述輻射加固電路在于，當(dāng)基本電荷泵電路(1)中結(jié)點(diǎn)A、結(jié)點(diǎn)B、結(jié)點(diǎn)C、結(jié)點(diǎn)D或結(jié)點(diǎn)E受到高能單粒子轟擊產(chǎn)生單粒子瞬態(tài)脈沖電流時(shí)，輻射加固電路中對(duì)應(yīng)的輻射補(bǔ)償電流管(結(jié)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC1、結(jié)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC2、結(jié)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC3及MC8、結(jié)點(diǎn)D對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC7、結(jié)點(diǎn)E對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC6)工作并產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償對(duì)應(yīng)結(jié)點(diǎn)A、結(jié)點(diǎn)B、結(jié)點(diǎn)C、結(jié)點(diǎn)D、結(jié)點(diǎn)E的單粒子瞬態(tài)脈沖電流；所述偏置電路用于為所述輻射加固電路提供偏置，使得所述輻射加固電路中的輻射補(bǔ)償電流管(即PMOS管MC1、PMOS管MC2、PMOS管MC3、NMOS管MC6、NMOS管MC7以及NMOS管MC8)在基本電荷泵電路的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)(結(jié)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)PMOS管MC1、結(jié)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)PMOS管MC2、結(jié)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)PMOS管MC3及NMOS管MC8、結(jié)點(diǎn)D對(duì)應(yīng)NMOS管MC7、結(jié)點(diǎn)E對(duì)應(yīng)NMOS管MC6)未受到單粒子瞬態(tài)轟擊時(shí)不工作。

進(jìn)一步的，所述基本電荷泵電路包括：NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4、誤差放大器A1、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7以及PMOS管M8，其中，在所述基本電荷泵電路中PMOS管M8的源極與外部電源VDD相連，PMOS管M8的柵極與PMOS管M14的柵極以及外部偏置Vbp1相連，PMOS管M8的漏極與PMOS管M7的源極以及PMOS管MC1的源極相連，PMOS管M7的柵極與PMOS管M13的柵極以及外部偏置Vbp2相連，PMOS管M7的漏極分別與PMOS管M5的源極、PMOS管M6的源極以及PMOS管MC2的源極相連，PMOS管M5的柵極與輸入端相連，PMOS管M5的漏極分別與誤差放大器A1的輸出端、誤差放大器A1的反向輸入端以及NMOS管M3的漏極相連，NMOS管M3的柵極與輸入端相連，PMOS管M6的柵極與輸入端UP相連，PMOS管M6的漏極分別與誤差放大器A1的同向輸入端、NMOS管M4的漏極、NMOS管MC8的源極、PMOS管MC3的源極以及電阻R1的一端相連，NMOS管M4的柵極與輸入端DN相連，NMOS管M4的源極與NMOS管M3的源極、NMOS管MC7的源極以及NMOS管M2的漏極相連，NMOS管M2的柵極與NMOS管M10的柵極以及外部偏置Vbn2相連，NMOS管M2的源極與NMOS管MC6的源極以及NMOS管M1的漏極相連，NMOS管M1的柵極與NMOS管M9的柵極以及外部偏置Vbn1相連，NMOS管M1的源極與外部地線GND相連。

進(jìn)一步的，所述輻射加固電路包括：PMOS管MC1、PMOS管MC2、PMOS管MC3、NMOS管MC4、NMOS管MC5、NMOS管MC6、NMOS管MC7、NMOS管MC8、PMOS管MC9、PMOS管MC10、電阻R1以及誤差放大器A2，在所述輻射加固電路中PMOS管MC1的漏極分別與PMOS管MC2的漏極、PMOS管MC3的漏極、NMOS管MC4的漏極、NMOS管MC4的柵極以及NMOS管MC5的柵極相連，NMOS管MC4的源極與NMOS管MC5的源極以及外部地線GND相連，PMOS管MC9的源極與PMOS管MC10的源極以及外部電源VDD相連，PMOS管MC9的漏極與電阻R1的另一端、誤差放大器A2的同向輸入端、輸出端Vctrl以及NMOS管MC5的漏極相連，PMOS管MC10的柵極與PMOS管MC9的柵極、PMOS管MC10的漏極、NMOS管MC8的漏極、NMOS管MC7的漏極以及NMOS管MC6的漏極相連，NMOS管MC8的柵極分別與PMOS管MC3的柵極、誤差放大器A2的反向輸入端、誤差放大器A2的輸出端、PMOS管M12的漏極以及NMOS管M11的漏極相連。

進(jìn)一步的，所述偏置電路包括：NMOS管M9、NMOS管M10、NMOS管M11、PMOS

管M12、PMOS管M13以及PMOS管M14；

在所述偏置電路中PMOS管M14的源極與NMOS管M11的柵極以及外部電源VDD相連，PMOS管M14的漏極與PMOS管MC1的柵極以及PMOS管M13的源極相連，PMOS管M13的漏極與PMOS管MC2的柵極以及PMOS管M12的源極相連，PMOS管M12的柵極與NMOS管M9的源極以及外部地線GND相連，NMOS管M11的源極與NMOS管MC7的柵極以及NMOS管M10的漏極相連，NMOS管M10的源極與NMOS管MC6的柵極以及NMOS管M9的漏極相連。

進(jìn)一步的，所述基本電荷泵電路中PMOS管M5與PMOS管M6具有相同的寬長比，NMOS管M3與NMOS管M4具有相同的寬長比，誤差放大器A1強(qiáng)制PMOS管M5的漏極電壓與PMOS管M6的漏極電壓相等；

進(jìn)一步的，所述輻射加固電路中PMOS管MC9與PMOS管MC10構(gòu)成電流鏡，NMOS管MC4與NMOS管MC5構(gòu)成電流鏡,誤差放大器A2強(qiáng)制所述基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)C電壓V_C與所述偏置電路中結(jié)點(diǎn)H電壓V_H相等,即V_C＝V_H。

進(jìn)一步的，當(dāng)基本電荷泵電路未受到高能單粒子轟擊時(shí)，所述輻射加固電路中PMOS管MC1的柵源電壓V_{GS_C1}、PMOS管MC2的柵源電壓V_{GS_C2}、PMOS管MC3的柵源電壓V_{GS_C3}、NMOS管MC6的柵源電壓V_{GS_C6}、NMOS管MC7的柵源電壓V_{GS_C7}及NMOS管MC8的柵源電壓V_{GS_C8}均為0，即為：

V_{GS_C1}＝V_{GS_C2}＝V_{GS_C3}＝V_{GS_C6}＝V_{GS_C7}＝V_{GS_C8}＝0

當(dāng)基本電荷泵電路未受到單粒子轟擊時(shí)，所述輻射加固電路中輻射補(bǔ)償電流管均不工作,即PMOS管MC1、PMOS管MC2、PMOS管MC3、NMOS管MC6、NMOS管MC7及NMOS管MC8均不工作。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明通過設(shè)置PMOS管M14與PMOS管M8、PMOS管M13與PMOS管M7、NMOS管M10與NMOS管M2、NMOS管M9與NMOS管M1分別具有相同的寬長比,并通過合理選擇PMOS管M12與NMOS管M11的寬長比，使得當(dāng)基本電荷泵電路的結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)偏置電路中的結(jié)點(diǎn)F電壓V_F與結(jié)點(diǎn)A電壓V_A相等、結(jié)點(diǎn)G電壓V_G與結(jié)點(diǎn)B電壓V_B相等、結(jié)點(diǎn)H電壓V_H與結(jié)點(diǎn)C電壓V_C電壓相等、結(jié)點(diǎn)I電壓V_I與結(jié)點(diǎn)D電壓V_D相等、結(jié)點(diǎn)J電壓V_J與結(jié)點(diǎn)E電壓V_E相等，從而使得當(dāng)基本電荷泵電路的結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)輻射加固電路中的輻射補(bǔ)償電流PMOS管MC1、輻射補(bǔ)償電流PMOS管MC2、輻射補(bǔ)償電流PMOS管MC3、輻射補(bǔ)償電流NMOS管MC8、輻射補(bǔ)償電流NMOS管MC7、輻射補(bǔ)償電流NMOS管MC6均不工作，且偏置電路中的結(jié)點(diǎn)F電壓V_F、結(jié)點(diǎn)G電壓V_G、結(jié)點(diǎn)I電壓V_I、結(jié)點(diǎn)J電壓V_J分別為輻射加固電路中PMOS管MC1的柵極、PMOS管MC2的柵極、NMOS管MC7的柵極、NMOS管MC6的柵極提供偏置電壓，偏置電路中結(jié)點(diǎn)H電壓V_H為輻射加固電路中PMOS管MC3的柵極及NMOS管MC8的柵極提供偏置；

當(dāng)基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)A、結(jié)點(diǎn)B或結(jié)點(diǎn)C處PMOS管漏極受到高能單粒子轟擊時(shí)將產(chǎn)生注入結(jié)點(diǎn)的單粒子瞬態(tài)電流從而使得結(jié)點(diǎn)電壓升高，同理基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)C、結(jié)點(diǎn)D或結(jié)點(diǎn)E處NMOS管漏極受到高能單粒子轟擊時(shí)將產(chǎn)生流出結(jié)點(diǎn)的單粒子瞬態(tài)電流從而使得該結(jié)點(diǎn)電壓降低，同時(shí)所述輻射加固電路中電阻R1具有較大阻值使得此時(shí)誤差放大器A2的同向輸入端電壓仍保持基本電荷電路相應(yīng)結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)的電壓，結(jié)點(diǎn)F、結(jié)點(diǎn)G、結(jié)點(diǎn)H、結(jié)點(diǎn)I及結(jié)點(diǎn)J也仍保持基本電荷電路相應(yīng)結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)的電壓，從而使得輻射加固電路中與基本電荷電路受到高能單粒子轟擊的結(jié)點(diǎn)相連的輻射補(bǔ)償電流管(結(jié)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC1、結(jié)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC2、結(jié)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC3及MC8、結(jié)點(diǎn)D對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC7、結(jié)點(diǎn)E對(duì)應(yīng)輻射補(bǔ)償電流管MC6)柵源電壓絕對(duì)值|V_GS|快速增加，輻射補(bǔ)償電流管快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償結(jié)點(diǎn)受到高能單粒子轟擊所產(chǎn)生的單粒子瞬態(tài)電流，抑制結(jié)點(diǎn)電壓變化，提高電荷泵抗單粒子輻射能力，從而有效地改善鎖相環(huán)電路整體輸出抖動(dòng)特性，提高鎖相環(huán)的抗單粒子輻射能力。

附圖說明

圖1是基本鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為傳統(tǒng)差動(dòng)電荷泵電路圖；

圖3為本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例的單粒子輻射加固電荷泵電路圖；

圖4為本發(fā)明單粒子輻射加固電荷泵及傳統(tǒng)差動(dòng)電荷泵電路分別構(gòu)成鎖相環(huán)在節(jié)點(diǎn)C受到單粒子轟擊時(shí)輸出端Vctrl電壓仿真圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、詳細(xì)地描述。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本申請(qǐng)實(shí)施例通過提供一種鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固電荷泵電路，在傳統(tǒng)差動(dòng)基本電荷泵基礎(chǔ)上增加輻射加固電路以及偏置電路，當(dāng)基本電荷泵電路受到高能單粒子轟擊時(shí)輻射加固電路能為基本電荷泵電路快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償單粒子瞬態(tài)脈沖電流，有效地改善鎖相環(huán)電路整體輸出抖動(dòng)特性，從而提高鎖相環(huán)的抗單粒子輻射能力。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式，對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例

一種鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固電荷泵電路，如圖3所示，包括基本電荷泵電路1、輻射加固電路2以及偏置電路3，其中，所述基本電荷泵電路1的信號(hào)輸出端接所述輻射加固電路2的信號(hào)輸入端，所述輻射加固電路2的信號(hào)輸出端接所述基本電荷泵電路1的單粒子輻射敏感結(jié)點(diǎn)端，所述偏置電路3的輸出端接所述輻射加固電路2的電壓輸入端，所述偏置電路3為所述輻射加固電路2提供偏置，確保所述輻射加固電路2中的輻射補(bǔ)償電流管在基本電荷泵電路1的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)不工作，同時(shí)確保所述輻射加固電路2在基本電荷泵電路1的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)受到高能單粒子轟擊時(shí)快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償單粒子瞬態(tài)脈沖電流，可有效地改善鎖相環(huán)電路整體輸出抖動(dòng)特性,從而提高其抗單粒子輻射的能力。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，如圖3所示，所述基本電荷泵電路1包括：NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4、誤差放大器A1、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7以及PMOS管M8，所述輻射加固電路2包括：PMOS管MC1、PMOS管MC2、PMOS管MC3、NMOS管MC4、NMOS管MC5、NMOS管MC6、NMOS管MC7、NMOS管MC8、PMOS管MC9、PMOS管MC10、電阻R1以及誤差放大器A2，所述偏置電路3包括：NMOS管M9、NMOS管M10、NMOS管M11、PMOS管M12、PMOS管M13以及PMOS管M14；

其中，在所述基本電荷泵電路1中PMOS管M8的源極與外部電源VDD相連，PMOS管M8的柵極與PMOS管M14的柵極以及外部偏置Vbp1相連，PMOS管M8的漏極與PMOS管M7的源極以及PMOS管MC1的源極相連，PMOS管M7的柵極與PMOS管M13的柵極以及外部偏置Vbp2相連，PMOS管M7的漏極與PMOS管M5的源極、PMOS管M6的源極以及PMOS管MC2的源極相連，PMOS管M5的柵極與輸入端相連，PMOS管M5的漏極與誤差放大器A1的輸出端、誤差放大器A1的反向輸入端以及NMOS管M3的漏極相連，NMOS管M3的柵極與輸入端相連，PMOS管M6的柵極與輸入端UP相連，PMOS管M6的漏極與誤差放大器A1的同向輸入端、NMOS管M4的漏極、NMOS管MC8的源極、PMOS管MC3的源極以及電阻R1的一端相連，NMOS管M4的柵極與輸入端DN相連，NMOS管M4的源極與NMOS管M3的源極、NMOS管MC7的源極以及NMOS管M2的漏極相連，NMOS管M2的柵極與NMOS管M10的柵極以及外部偏置Vbn2相連，NMOS管M2的源極與NMOS管MC6的源極以及NMOS管M1的漏極相連，NMOS管M1的柵極與NMOS管M9的柵極以及外部偏置Vbn1相連，NMOS管M1的源極與外部地線GND相連；

在所述輻射補(bǔ)償電路2中PMOS管MC1的漏極與PMOS管MC2的漏極、PMOS管MC3的漏極、NMOS管MC4的漏極、NMOS管MC4的柵極以及NMOS管MC5的柵極相連，NMOS管MC4的源極與NMOS管MC5的源極以及外部地線GND相連，PMOS管MC9的源極與PMOS管MC10的源極以及外部電源VDD相連，PMOS管MC9的漏極與電阻R1的另一端、誤差放大器A2的同向輸入端、輸出端Vctrl以及NMOS管MC5的漏極相連，PMOS管MC10的柵極與PMOS管MC9的柵極、PMOS管MC10的漏極、NMOS管MC8的漏極、NMOS管MC7的漏極以及NMOS管MC6的漏極相連，NMOS管MC8的柵極與PMOS管MC3的柵極、誤差放大器A2的反向輸入端、誤差放大器A2的輸出端、PMOS管M12的漏極以及NMOS管M11的漏極相連；

在所述偏置電路3中PMOS管M14的源極與NMOS管M11的柵極以及外部電源VDD相連，PMOS管M14的漏極與PMOS管MC1的柵極以及PMOS管M13的源極相連，PMOS管M13的漏極與PMOS管MC2的柵極以及PMOS管M12的源極相連，PMOS管M12的柵極與NMOS管M9的源極以及外部地線GND相連，NMOS管M11的源極與NMOS管MC7的柵極以及NMOS管M10的漏極相連，NMOS管M10的源極與NMOS管MC6的柵極以及NMOS管M9的漏極相連。

所述基本差動(dòng)電荷泵1中的誤差放大器A1以及所述輻射加固電路2中的誤差放大器A2是現(xiàn)有技術(shù)。

進(jìn)一步地，所述基本電荷泵電路中PMOS管M5與PMOS管M6具有相同的寬長比，NMOS管M3與NMOS管M4具有相同的寬長比，誤差放大器A1強(qiáng)制PMOS管M5的漏極電壓與PMOS管M6的漏極電壓相等；

所述輻射加固電路中PMOS管MC9與PMOS管MC10構(gòu)成電流鏡，NMOS管MC4與NMOS管MC5構(gòu)成電流鏡,誤差放大器A2強(qiáng)制所述基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)C電壓V_C與所述偏置電路中結(jié)點(diǎn)H電壓V_H相等,即V_C＝V_H；

所述偏置電路中PMOS管M14與所述基本電荷泵電路中PMOS管M8具有相同的寬長比，所述偏置電路中PMOS管M13與所述基本電荷泵電路中PMOS管M7具有相同的寬長比，所述偏置電路中NMOS管M10與所述基本電荷泵電路中NMOS管M2具有相同的寬長比，所述偏置電路中NMOS管M9與所述基本電荷泵電路中NMOS管M1具有相同的寬長比,通過合理選擇所述偏置電路中PMOS管M12與NMOS管M11的寬長比，則當(dāng)基本電荷泵電路未受到高能單粒子轟擊時(shí)，所述偏置電路中結(jié)點(diǎn)F電壓V_F、結(jié)點(diǎn)G電壓V_G、結(jié)點(diǎn)H電壓V_H、結(jié)點(diǎn)I電壓V_I、結(jié)點(diǎn)J電壓V_J分別與所述基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)A電壓V_A、結(jié)點(diǎn)B電壓V_B、結(jié)點(diǎn)C電壓V_C、結(jié)點(diǎn)D電壓V_D、結(jié)點(diǎn)E電壓V_E相等，即V_A＝V_F,V_B＝V_G,V_C＝V_H,V_D＝V_I及V_E＝V_J。

進(jìn)一步，當(dāng)基本電荷泵電路未受到高能單粒子轟擊時(shí)，所述輻射加固電路中PMOS管MC1的柵源電壓V_{GS_C1}、PMOS管MC2的柵源電壓V_{GS_C2}、PMOS管MC3的柵源電壓V_{GS_C3}、NMOS管MC6的柵源電壓V_{GS_C6}、NMOS管MC7的柵源電壓V_{GS_C7}及NMOS管MC8的柵源電壓V_{GS_C8}均為0，即為：

V_{GS_C1}＝V_{GS_C2}＝V_{GS_C3}＝V_{GS_C6}＝V_{GS_C7}＝V_{GS_C8}＝0

當(dāng)基本電荷泵電路未受到單粒子轟擊時(shí)，所述輻射加固電路中輻射補(bǔ)償電流管均不工作,即PMOS管MC1、PMOS管MC2、PMOS管MC3、NMOS管MC6、NMOS管MC7及NMOS管MC8均不工作。

進(jìn)一步地，當(dāng)高能單粒子轟擊所述基本電荷泵電路中對(duì)單粒子輻射敏感結(jié)點(diǎn)處相應(yīng)MOS管漏極時(shí)將產(chǎn)生單粒子瞬態(tài)電流,從而導(dǎo)致該結(jié)點(diǎn)電壓升高或降低,此時(shí)所述輻射加固電路中與被高能單粒子轟擊結(jié)點(diǎn)相連的輻射補(bǔ)償電流管快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流從而抑制單粒子瞬態(tài)電流對(duì)后續(xù)低通濾波器電路中電容的影響,也抵消了單粒子瞬態(tài)電流對(duì)后續(xù)壓控振蕩器的控制電壓的擾動(dòng),并驅(qū)使鎖相環(huán)快速回到鎖定狀態(tài)；

此處以所述基本電荷泵電路中結(jié)點(diǎn)C處MOS管的漏極被高能單粒子轟擊為例:

當(dāng)高能單粒子轟擊所述基本電荷泵電路中PMOS管M6的漏極時(shí),將產(chǎn)生單粒子瞬態(tài)電流注入到結(jié)點(diǎn)C，NMOS管M4的溝道電流不變,則結(jié)點(diǎn)C電壓V_C升高,同時(shí)所述輻射加固電路中電阻R1具有較大阻值使得此時(shí)誤差放大器A2的同向輸入端電壓仍保持結(jié)點(diǎn)C未受到高能單粒子轟擊時(shí)的電壓，因而所述輻射加固電路中輻射補(bǔ)償電流管MC3的柵極電壓保持不變,輻射補(bǔ)償電流管MC3的柵源電壓絕對(duì)值|V_{GS_C3}|快速增加,輻射補(bǔ)償電流管MC3快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償結(jié)點(diǎn)C受到高能單粒子轟擊所產(chǎn)生的單粒子瞬態(tài)電流，抑制結(jié)點(diǎn)C電壓變化，從而提高電荷泵抗單粒子輻射能力；

當(dāng)高能單粒子轟擊所述基本電荷泵中NMOS管M4的漏極時(shí)，將產(chǎn)生單粒子瞬態(tài)電流使得結(jié)點(diǎn)C電壓V_C降低,所述輻射加固電路中電阻R1具有較大阻值使得此時(shí)誤差放大器A2的同向輸入端電壓仍保持結(jié)點(diǎn)C未受到高能單粒子轟擊時(shí)的電壓，輻射補(bǔ)償電流管MC8的柵極電壓保持不變,輻射補(bǔ)償電流管MC8的柵源電壓V_GS__C8快速增加,輻射補(bǔ)償電流管MC8快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償結(jié)點(diǎn)C受到高能單粒子轟擊所產(chǎn)生的單粒子瞬態(tài)電流，從而抑制結(jié)點(diǎn)C電壓變化，提高電荷泵抗單粒子瞬態(tài)能力。

進(jìn)一步地，高能單粒子轟擊所述基本電荷泵中PMOS管M7漏極及PMOS管M8漏極的工作原理與上述高能單粒子轟擊所述基本電荷泵中PMOS管M6漏極的工作原理相同，高能單粒子轟擊所述基本電荷泵中NMOS管M1漏極及NMOS管M2漏極的工作原理與上述高能單粒子轟擊所述基本電荷泵中NMOS管M4漏極的工作原理相同，此處就不贅述。

圖4為工作頻率為1GHz時(shí)采用2所示傳統(tǒng)差動(dòng)電荷泵電路及圖3所示本發(fā)明的單粒子輻射加固電荷泵電路分別構(gòu)成的鎖相環(huán)在電荷泵輸出結(jié)點(diǎn)C受到相同能量的高能單粒子轟擊時(shí)，電荷泵輸出端Vctrl的電壓V_ctrl瞬態(tài)響應(yīng)仿真曲線。仿真結(jié)果表明，采用圖2所示的傳統(tǒng)差動(dòng)電荷泵電路構(gòu)成的鎖相環(huán)在電荷泵輸出結(jié)點(diǎn)C受到高能單粒子轟擊時(shí)電荷泵電路輸出端Vctrl的最大擾動(dòng)量為110.8mV,而采用圖3所示的本發(fā)明的單粒子輻射加固電荷泵電路構(gòu)成的鎖相環(huán)在電荷泵電路結(jié)點(diǎn)C受到高能單粒子轟擊時(shí)電荷泵電路輸出端Vctrl的最大擾動(dòng)量僅為6.8mV。本發(fā)明的單粒子輻射加固電荷泵電路有效地降低了單粒子效應(yīng)的敏感性,從而提升了鎖相環(huán)的抗輻射能力。

本申請(qǐng)的上述實(shí)施例中，通過提供一種鎖相環(huán)中的單粒子輻射加固電荷泵電路，包括基本電荷泵電路、輻射加固電路以及偏置電路，其中，所述基本電荷泵電路的信號(hào)輸出端接所述輻射加固電路的信號(hào)輸入端，所述輻射加固電路的信號(hào)輸出端接所述基本電荷泵電路的單粒子輻射敏感結(jié)點(diǎn)端，所述偏置電路的輸出端接所述輻射加固電路的電壓輸入端；所述偏置電路為所述輻射加固電路提供偏置，確保所述輻射加固電路中輻射補(bǔ)償電流管在基本電荷泵電路的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)未受到高能單粒子轟擊時(shí)不工作，同時(shí)確保所述輻射加固電路在基本電荷泵電路的相應(yīng)結(jié)點(diǎn)受到高能單粒子轟擊時(shí)快速產(chǎn)生補(bǔ)償電流以補(bǔ)償單粒子瞬態(tài)脈沖電流，可有效地改善鎖相環(huán)電路整體輸出抖動(dòng)特性,從而提高其抗單粒子輻射的能力。

以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。