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MOSFET顛覆和恢復(fù)

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-05-27 16:13:00 | 958 次閱讀

  這個想法是,組件冗余(在這種情況下是配對的 MOSFET)將允許一個 MOSFET 仍然正常工作,即使由于宇宙射線事件、單粒子翻轉(zhuǎn)或 SEU(圖 1)導(dǎo)致開關(guān)電源中的配對 MOSFET 無法正常開關(guān)。

  圖 1宇宙射線產(chǎn)生的 SEU 可導(dǎo)致組件故障。
  然而,SEU 不一定來自宇宙射線。CMOS 集成電路有時會無緣無故地出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象。閂鎖現(xiàn)象來自內(nèi)部四層結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)看起來非常像 SCR,觸發(fā)時幾乎可以將 +Vcc 導(dǎo)軌引腳短路至地面。與功率 MOSFET 的情況不同,組件冗余可能是不可能的。在這種情況下,SEU 恢復(fù)可能是答案?! D 2是概念性的,但它源自于在更復(fù)雜的設(shè)計中使用的實際電路。

  圖 2 SEU 恢復(fù)概念,其中綠色電路容易發(fā)生閂鎖。
  基本思路是,綠色的 Q1、Q2 等代表容易發(fā)生閂鎖的集成電路,可能是 CMOS,而藍(lán)色的 V1 等代表閂鎖觸發(fā)器。黃色的 RC 對延遲了閂鎖恢復(fù)過程,因此可以在示波器上更輕松地看到恢復(fù)場景,但我們很快就會移除該 RC 對。
  當(dāng) IC 鎖存時,它會拉低 +5 伏穩(wěn)壓器的輸出。當(dāng)該電壓低于比較器閾值(如圖所示為 +3 伏)時,比較器會向功率 MOSFET 發(fā)送驅(qū)動脈沖,從而進(jìn)一步降低軌電壓,使 IC 鎖存器無法維持。當(dāng)功率 MOSFET 再次關(guān)閉時,+5 伏穩(wěn)壓器輸出電壓恢復(fù)正常?! ∪绻覀儸F(xiàn)在消除該 RC 延遲,情況將以相同的方式進(jìn)行,但在這個模擬中,一切都發(fā)生得太快,以至于閂鎖器件的飽和電壓無法在示波器顯示屏上看到(圖 3)。

  圖 3 SEU 恢復(fù),其中 RC 延遲現(xiàn)已消除。
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