[发明专利]辐射探测电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种辐射探测电路。 

背景技术

在太空中，很多电子设备都会暴露在一定的辐射环境下。为了保证这些电子设备的可靠性，对总剂量辐射的检测很有必要。因为一旦辐射总剂量超过某一额度，就会导致电子系统的失效。 

现有的辐射探测电路主要包括由特定工艺制成的辐射敏感场效应晶体管。由于辐射后产生的氧化物陷阱与界面陷阱电荷使得MOSFET阈值电压发生漂移。通过标定阈值电压漂移量与辐照剂量的关系，测出阈值电压漂移量得到辐射剂量的大小。一般说来，NMOS辐射后，氧化物陷阱电荷使其阈值电压发生负向漂移，但是界面电荷使其阈值电压发生正向漂移；PMOS辐射后产生的氧化物陷阱电荷和界面电荷都使得其阈值电压负向漂移，因此大部分的总剂量辐射探测电路一般采用PMOS场效应晶体管作为总剂量辐射探测器。 

由上述原理可知，可以根据pMOS晶体管阈值电压产生的变化设计出电路，使之能够反映出所受总剂量辐射环境的大小。如图1所示，为现有技术的探测电路示意图，该读出电路由五个主要的模块构成，即辐射敏感晶体管、电流控制振荡器、有限状态机、N位移位寄存器。其能够将感测的辐射转化为数字信号输出。因此这个探测电路为了满足某些数字自动化系统而过于复杂。但是在一般的应用中,并不需要AD转换。 

因此，希望提出一种能应用在实验室中，较为简单的pMOS总剂量辐射监测电路。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供结构更简单、功耗更低的辐射探测电路。 

根据本发明的一个实施例，提供了一种辐射探测电路，包括：辐射感应探测器，所述辐射感应探测器为用于感测待测辐射的PMOS晶体管；电流控制器，用于控制所述辐射感应探测器中通过的电流大小；信号放大器，用于放大所述辐射感应探测器的输出；比较放大器，用于将信号放大器的输出与参考信号进行比较，将比较产生的差值放大后输出。 

可选地，所述信号放大器是运算放大器，所述PMOS晶体管的源极连接所述电流控制器的输出和所述信号放大器的共模输入端，所述PMOS晶体管的栅极连接所述信号放大器的差模输入端，所述PMOS晶体管的漏极接地。 

可选地，所述电流控制器包括恒定电流源，用于使所述PMOS晶体管的源极流入的电流保持不变。 

可选地，所述PMOS晶体管工作于饱和区。 

可选地，所述比较放大器是运算放大器，所述比较放大器的共模输入端连接信号放大器的的输出，所述比较放大器的差模输入端连接参考信号，所述比较放大器的输出反映辐射探测结果。 

可选地，所述参考信号是参考电压，所述参考电压设置成无辐射时信号放大器的输出电压。 

本发明利用PMOS辐射后产生的氧化物陷阱电荷和界面电荷都使得阈值电压负向漂移的特点，利用阈值电压漂移量与辐照剂量的关系，在电流控制器控制PMOS中通过的电流大小的情况下，PMOS晶体管的输出即为与待测辐射成一定关系的信号，该信号放大后与标准的参考信号比较，就可以从比较输出中得出待测辐射。本发明的发明人发现，不通过现有技术的AD转换方法，而是采用这样的简单设计的模拟电路，仍然能够实现探测待测辐射的目的，达到了以更简单的辐射、更低的功耗探测辐射的效果。与现有技术相比，不仅简便易行，且电路结构简单，无多余的耗电元件，极大地降低了功耗。 

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。 

图1为现有技术的PMOS总剂量辐探测电路示意图； 

图2根据本发明的实施例的辐射探测电路的结构图。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。 

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。