強(qiáng)電流事件緩解電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了強(qiáng)電流事件緩解電路。一種保護(hù)電路包括配置為耦接至受保護(hù)的電路的第一阻抗元件。第一阻抗元件具有特定的阻抗值。保護(hù)電路還包括耦接至第一阻抗元件的電壓調(diào)節(jié)器。特定阻抗值被選擇為使提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的第一工作電流范圍之內(nèi)并且保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值之下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】強(qiáng)電流事件緩解電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開(kāi)涉及緩解強(qiáng)電流事件的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]集成電路及其他半導(dǎo)體器件可以用在輻射可以引起強(qiáng)電流事件的環(huán)境中。例如，宇宙空間中或者暴露于核輻射環(huán)境中的集成電路會(huì)經(jīng)歷由高能粒子(諸如與宇宙輻射或者核輻射有關(guān)的高能質(zhì)子或離子)與集成電路的碰撞所產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓峰值或者瞬時(shí)電流峰值(例如強(qiáng)電流事件)。當(dāng)集成電路包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)電路時(shí)，這種碰撞會(huì)引起所述集成電路“鎖定”或者進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0003]當(dāng)集成電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)，會(huì)在集成電路的電源軌之間建立低阻抗路徑(例如短路)。當(dāng)流過(guò)集成電路的電流大小不再超過(guò)鎖定保持電流值時(shí)，集成電路可以從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)(例如退出鎖定狀態(tài))。如果集成電路長(zhǎng)時(shí)間保持在鎖定狀態(tài)中，則會(huì)在集成電路內(nèi)出現(xiàn)潛在故障。潛在故障可以表示集成電路的不會(huì)引起立即錯(cuò)誤的損壞，因此這種損壞難以檢測(cè)。例如，集成電路的區(qū)域會(huì)由于流過(guò)集成電路的電流而熔化，但是集成電路可能不會(huì)產(chǎn)生可檢出的錯(cuò)誤直至稍后的時(shí)間。
[0004]一些集成電路可以使用鎖定恢復(fù)電路來(lái)檢測(cè)鎖定狀態(tài)并且將集成電路與一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)。在斷開(kāi)一個(gè)或多個(gè)電源之后，會(huì)對(duì)一個(gè)或多個(gè)電源進(jìn)行電力循環(huán)以重置電壓電平并且從鎖定狀態(tài)中恢復(fù)集成電路。鎖定狀態(tài)的檢測(cè)以及集成電路從一個(gè)或多個(gè)電源的斷開(kāi)的時(shí)長(zhǎng)數(shù)量級(jí)為數(shù)百納秒。根據(jù)流過(guò)集成電路的電流量和/或集成電路的溫度，在集成電路從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)之前就可能發(fā)生潛在故障。因此，鎖定恢復(fù)電路可能不足夠迅速地操作以防止在集成電路內(nèi)發(fā)生潛在故障。此外，用于檢測(cè)鎖定狀態(tài)以及從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)集成電路的電路元件增加了鎖定恢復(fù)電路的附加成本和復(fù)雜度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】提供了一種強(qiáng)電流事件緩解電路，包括被配置為緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路的影響的保護(hù)電路。保護(hù)電路可以耦接至受保護(hù)的電路并且可以被配置為提供偏置電流給受保護(hù)的電路。保護(hù)電路可以包括耦接至電壓調(diào)節(jié)器的第一阻抗元件。提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小可以與第一阻抗元件的第一阻抗值相關(guān)。第一阻抗元件的第一阻抗值可以被選擇為使得偏置電流的大小在受保護(hù)的電路正常操作期間中的工作電流范圍內(nèi)并且大小低于鎖定保持電流值。通過(guò)這樣選擇第一阻抗值，保護(hù)電路可以被配置為能夠使受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件之后自主地從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)。
[0006]保護(hù)電路可以進(jìn)一步包括耦接至第一阻抗元件以及電壓調(diào)節(jié)器的旁路電容器；以及耦接在旁路電容器和受保護(hù)的電路之間的第二阻抗元件。第二阻抗元件可以被配置為通過(guò)在保護(hù)電路中消散一部分能量而無(wú)需將該部分能量提供給受保護(hù)的電路，來(lái)減少提供至受保護(hù)的電路的能量。例如，第二阻抗元件可以通過(guò)將該部分能量轉(zhuǎn)換為熱量而消散該部分能量。第二阻抗元件的第二阻抗值可以基于與受保護(hù)的電路內(nèi)發(fā)生的潛在故障有關(guān)的閾值能量水平、閾值溫度、潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)或者上述的組合來(lái)選擇。通過(guò)這樣選擇第二阻抗值，第二阻抗元件可以被配置為消散足夠的能量以使受保護(hù)的電路在經(jīng)歷潛在故障之前退出鎖定狀態(tài)。例如，當(dāng)受保護(hù)的電路經(jīng)歷鎖定事件時(shí)，第二阻抗元件可以消散提供至受保護(hù)的電路的能量的一部分，以足夠使受保護(hù)的電路在受保護(hù)的電路經(jīng)歷潛在故障之前退出鎖定狀態(tài)。
[0007]通過(guò)向受保護(hù)的電路提供具有低于鎖定保持電流值的大小的偏置電流，保護(hù)電路可以允許受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件之后自主地退出鎖定狀態(tài)。因此，與檢測(cè)強(qiáng)電流水平并且從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)集成電路以從鎖定狀態(tài)恢復(fù)的鎖定恢復(fù)電路相比，可以減少保護(hù)電路的成本和復(fù)雜度。此外，通過(guò)在保護(hù)電路中消散足夠的能量，保護(hù)電路可以使受保護(hù)的電路在受保護(hù)的電路經(jīng)歷潛在故障之前退出鎖定狀態(tài)。因此，經(jīng)受鎖定的集成電路或者其它半導(dǎo)體器件可以用在會(huì)發(fā)生強(qiáng)電流事件的環(huán)境中。
[0008]在【具體實(shí)施方式】中，保護(hù)電路包括配置為耦接至受保護(hù)的電路的第一阻抗。第一阻抗元件具有特定阻抗值。保護(hù)電路還包括耦接至第一阻抗元件的電壓調(diào)節(jié)器。特定阻抗值被選擇為使提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的第一工作電流范圍之內(nèi)，并且保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值之下。
[0009]在另一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，一種電路包括受保護(hù)的電路。該電路還包括耦接至受保護(hù)的電路的保護(hù)電路。保護(hù)電路包括第一阻抗元件。保護(hù)電路還包括耦接至第一阻抗元件的電壓調(diào)節(jié)器。保護(hù)電路包括耦接至電壓調(diào)節(jié)器和第一阻抗元件的旁路電容器。保護(hù)電路還包括耦接在旁路電容器和受保護(hù)的電路之間的第二阻抗元件。
[0010]在另一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，一種方法包括提供偏置電流至受保護(hù)的電路。偏置電流由耦接至受保護(hù)的電路的保護(hù)電路提供。該方法還包括在促使受保護(hù)的電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)的強(qiáng)電流事件期間在保護(hù)電路中消散能量。保護(hù)電路消散足夠的能量以使受保護(hù)的電路能夠自主地退出鎖定狀態(tài)。
[0011]此外，本公開(kāi)包括根據(jù)以下條目的實(shí)施方式:
[0012]條目1.一種保護(hù)電路，包括:第一阻抗元件，被配置為耦接至受保護(hù)的電路，其中第一阻抗元件具有特定阻抗值；以及電壓調(diào)節(jié)器，耦接至第一阻抗元件，其中特定阻抗值被選擇為允許提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的第一工作電流范圍之內(nèi)以及保持在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值之下。
[0013]條目2.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，進(jìn)一步包括耦接至第一阻抗元件和電壓調(diào)節(jié)器的受保護(hù)的電路，其中偏置電流通過(guò)第一阻抗元件和電壓調(diào)節(jié)器來(lái)生成。
[0014]條目3.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，其中電壓調(diào)節(jié)器和第一阻抗元件被配置為緩解由帶電粒子與受保護(hù)的電路碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的影響。
[0015]條目4.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，其中偏置電流的大小在鎖定保持電流值以下允許受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件之后能夠自主地從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)。
[0016]條目5.根據(jù)條目4的保護(hù)電路，其中受保護(hù)的電路在受保護(hù)的電路從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)期間保持耦接至一個(gè)或多個(gè)電源。
[0017]條目6.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，其中第一阻抗元件包括電阻器。
[0018]條目7.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，其中第一阻抗元件包括電流源。
[0019]條目8.根據(jù)條目I的保護(hù)電路，還包括:旁路電容器，耦接至第一阻抗元件、電壓調(diào)節(jié)器以及受保護(hù)的電路；以及耦接在旁路電容器和受保護(hù)的電路之間的第二阻抗元件。
[0020]條目9.根據(jù)條目8的保護(hù)電路，其中第一阻抗元件耦接在電源和特定節(jié)點(diǎn)之間，其中電壓調(diào)節(jié)器和旁路電容器耦接在特定節(jié)點(diǎn)和地之間，并且其中第二阻抗元件耦接在特定節(jié)點(diǎn)和受保護(hù)的電路之間。
[0021]條目10.—種電路包括:受保護(hù)的電路以及耦接至受保護(hù)的電路的保護(hù)電路，其中保護(hù)電路包括:第一阻抗元件；耦接至第一阻抗元件的電壓調(diào)節(jié)器；耦接至電壓調(diào)節(jié)器和第一阻抗元件的旁路電容器；以及耦接在旁路電容器和受保護(hù)的電路之間的第二阻抗元件。
[0022]條目11.根據(jù)條目10的電路，其中，第二阻抗元件被配置為通過(guò)消散來(lái)自保護(hù)電路的能量的一部分并且不提供消散的能量部分到受保護(hù)的電路，來(lái)減少?gòu)?qiáng)電流事件期間提供至受保護(hù)的電路的能量。
[0023]條目12.根據(jù)條目10的電路，其中第二阻抗元件的特定阻抗值被選擇為允許受保護(hù)的電路從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)而不需要將耦接至保護(hù)電路的電源斷開(kāi)。
[0024]條目13.根據(jù)條目10的電路，其中第二阻抗元件的特定阻抗值基于閾值能量水平、閾值溫度、潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)或者上述組合來(lái)選擇。
[0025]條目14.根據(jù)條目13的電路，其中旁路電容器的電容值基于閾值能量水平、閾值溫度、潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)或者上述組合以及基于受保護(hù)的電路的開(kāi)關(guān)噪聲容許量來(lái)選擇。
[0026]條目15.根據(jù)條目10的電路，其中第二阻抗元件和旁路電容器被配置為防止強(qiáng)電流事件期間提供至受保護(hù)的電路的能量達(dá)到閾值能量水平，并且其中閾值能量水平與受保護(hù)的電路內(nèi)的潛在故障相關(guān)聯(lián)。
[0027]條目16.根據(jù)條目10的電路，其中旁路電容器的電容值小于或等于0.1微法，并且其中第二阻抗元件的阻抗值小于或等于10歐姆。
[0028]條目17.—種方法包括:提供偏置電流至受保護(hù)的電路，其中偏置電流由耦接至受保護(hù)的電路的保護(hù)電路提供；以及在促使受保護(hù)的電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)的強(qiáng)電流事件期間在保護(hù)電路中消散能量，其中保護(hù)電路消散足夠的能量以使受保護(hù)的電路能夠自主地退出鎖定狀態(tài)。
[0029]條目18.根據(jù)條目17的方法，其中在保護(hù)電路中消散能量使得受保護(hù)的電路的溫度在強(qiáng)電流事件期間維持在閾值溫度以下。
[0030]條目19.根據(jù)條目17的方法，其中在保護(hù)電路中消散能量使得受保護(hù)的電路處于鎖定狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)維持在潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)以下。
[0031]條目20.根據(jù)條目19的方法，其中保護(hù)電路包括旁路電容器和耦接在旁路電容器和受保護(hù)的電路之間的阻抗元件，并且其中時(shí)長(zhǎng)基于阻抗元件的阻抗和旁路電容器的電容。
[0032]已經(jīng)描述的特征、功能以及優(yōu)點(diǎn)可以在各個(gè)實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者在其它實(shí)施方式中組合地實(shí)現(xiàn)，更多細(xì)節(jié)將參考以下說(shuō)明和附圖公開(kāi)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是示出強(qiáng)電流事件緩解電路的【具體實(shí)施方式】的示意圖；以及
[0034]圖2是示出緩解強(qiáng)電流事件的方法的【具體實(shí)施方式】的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]以下將參照附圖描述本公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】。在描述中，貫穿全部的附圖，共有的特征通過(guò)共有的參考數(shù)字指示。
[0036]圖1是示出強(qiáng)電流事件緩解電路(一般性地指定為100)的【具體實(shí)施方式】的示意圖。如在本文中使用的，強(qiáng)電流事件是指引起具有足夠?qū)е率鼙Ｗo(hù)的電路104損壞的大小的瞬時(shí)電流的任何事件。例如，當(dāng)保護(hù)電路102包括旁路電容器時(shí)，諸如第一旁路電容器116(C1)，強(qiáng)電流事件可以是引起具有足夠引起第一旁路電容器Iie(CI)放電的特定大小的瞬時(shí)電流的事件。強(qiáng)電流事件的示例可以包括靜電放電(ESD)，與帶電粒子碰撞或者在受保護(hù)的電路104中引起瞬時(shí)電流的其它事件。強(qiáng)電流事件緩解電路100可以包括在平臺(tái)內(nèi)，諸如飛行器(例如固定翼飛機(jī)或者旋翼飛行器)、衛(wèi)星、太空船、陸地交通工具(craft)或者船舶或者被配置為在經(jīng)受由一個(gè)或多個(gè)帶電粒子與強(qiáng)電流事件緩解電路100的受保護(hù)的電路104碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的環(huán)境中使用的其他基本配套的結(jié)構(gòu)或者平臺(tái)。例如，強(qiáng)電流事件緩解電路100可被配置為在經(jīng)受與諸如宇宙輻射或者核輻射的輻射相關(guān)聯(lián)的帶電粒子碰撞的環(huán)境中使用。
[0037]強(qiáng)電流事件緩解電路100可以包括耦接至受保護(hù)的電路104的保護(hù)電路102。受保護(hù)的電路104可以包括特定的集成電路或者半導(dǎo)體器件，或者在強(qiáng)電流事件期間經(jīng)受鎖定的集成電路或者半導(dǎo)體器件的一部分。例如，受保護(hù)的電路104可以包括在強(qiáng)電流事件期間經(jīng)受鎖定的運(yùn)算放大器(op-amp)。保護(hù)電路102還可以提供除傳統(tǒng)靜電放電(ESD)保護(hù)之外的保護(hù)或提供替代傳統(tǒng)靜電放電(ESD)保護(hù)的保護(hù)。例如，耦接至電源的ESD電路可以緩解來(lái)自電源的瞬時(shí)電壓峰值的影響，但是ESD電路不能緩解由帶電粒子和受保護(hù)的電路104的表面之間的碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的影響。保護(hù)電路102可以被配置為緩解由這種碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的影響。例如，保護(hù)電路102可以位于受保護(hù)的電路104之內(nèi)或者可以設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)電源和對(duì)應(yīng)的ESD電路的下游。
[0038]在強(qiáng)電流事件期間，帶電粒子和受保護(hù)的電路104之間的碰撞可以在受保護(hù)的電路104中引起瞬時(shí)強(qiáng)電流。當(dāng)瞬時(shí)強(qiáng)電流超過(guò)閾值電流值時(shí)，受保護(hù)的電路104會(huì)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。例如，瞬時(shí)強(qiáng)電流會(huì)引起在op-amp的電源軌之間形成低阻抗路徑(例如，短路)，并且瞬時(shí)強(qiáng)電流可以在電源軌之間流動(dòng)。瞬時(shí)強(qiáng)電流消散之后，只要流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流的大小超過(guò)鎖定保持電流值，受保護(hù)的電路104 (例如op-amp)就會(huì)保持在鎖定狀態(tài)中。瞬時(shí)強(qiáng)電流消散之后，流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流的大小可以減少到提供至受保護(hù)的電路104的電流(諸如偏置電流)的大小。在鎖定保持電流值小于閾值電流值的情形中，受保護(hù)的電路104保持在鎖定狀態(tài)中的同時(shí)提供至受保護(hù)的電路104的電流的大小在閾值電流值和鎖定保持電流值之間。
[0039]保護(hù)電路102可以被配置為通過(guò)提供偏置電流136(Ibias)到受保護(hù)的電路104以使受保護(hù)的電路104能夠從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)(例如自主地退出鎖定狀態(tài))，來(lái)緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路104的影響。例如，強(qiáng)電流事件可以由帶電粒子與受保護(hù)的電路104碰撞而在受保護(hù)的電路104中引起瞬時(shí)強(qiáng)電流所導(dǎo)致的。保護(hù)電路102可以被配置為維持偏置電流136(Ibias)的大小在鎖定保持電流值以下并且在受保護(hù)的電路104的工作電流范圍內(nèi)。如本文中進(jìn)一步描述的，保護(hù)電路102的一個(gè)或多個(gè)電路元件的一個(gè)或多個(gè)電特性的適宜的選擇，可以使保護(hù)電路102能夠提供具有不超過(guò)鎖定保持電流值的大小的偏置電流136 (Ibias)。
[0040]在不包括保護(hù)電路102的電路中，強(qiáng)電流事件會(huì)導(dǎo)致提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小在強(qiáng)電流事件結(jié)束后(例如，在瞬時(shí)強(qiáng)電流消散之后)超過(guò)鎖定保持電流值，直至電源被斷開(kāi)或者直至電力循環(huán)(powercycling)被執(zhí)行。然而，因?yàn)橛墒鼙Ｗo(hù)的電路104接收到的偏置電流136 (Ibias)的大小不超過(guò)鎖定保持電流值，所以流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流在瞬時(shí)強(qiáng)電流消散之后降到鎖定保持電流值以下。因此，受保護(hù)的電路104在強(qiáng)電流事件結(jié)束之后(例如瞬時(shí)強(qiáng)電流消散之后)，可以自主地退出鎖定狀態(tài)，而不需要從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)以及在一個(gè)或多個(gè)電源上執(zhí)行電力循環(huán)從而減少流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流。例如，受保護(hù)的電路104在受保護(hù)的電路104從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)期間可以保持耦接至一個(gè)或多個(gè)電源。一個(gè)或多個(gè)電源在強(qiáng)電流事件的整個(gè)過(guò)程中可以不被重置或者電力循環(huán)。保護(hù)電路102可以是無(wú)源電路。例如，保護(hù)電路102可以不包括被配置為有源地控制偏置電流136 (Ibias)大小的晶體管或者開(kāi)關(guān)。如另一個(gè)實(shí)例，保護(hù)電路102可以不包括感測(cè)電流電平或者電壓電平的電路。因此，保護(hù)電路102可以允許受保護(hù)的電路自主地退出鎖定狀態(tài)，而無(wú)需執(zhí)行任何的有源操作，諸如感測(cè)或者斷開(kāi)。此外，保護(hù)電路102可以在強(qiáng)電流事件期間緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路104的影響而無(wú)需提供額外的接地路徑(例如分流)(諸如在傳統(tǒng)ESD電路中)。因?yàn)楸Ｗo(hù)電路102是無(wú)源電路，所以保護(hù)電路102能夠減少?gòu)?fù)雜度并且相比于有源的鎖定恢復(fù)電路更小(例如使用更小的芯片面積)。在經(jīng)受與帶電粒子碰撞的環(huán)境中使用的電路可以具有超過(guò)有源的鎖定恢復(fù)電路的尺寸(例如芯片面積)約束。然而，保護(hù)電路102可以在由于芯片面積減少的這種電路中使用。因此，保護(hù)電路102可以是能夠使受保護(hù)的電路104自主地退出由與帶電粒子碰撞所弓I起的鎖定狀態(tài)的無(wú)源的、不需切換的電路。
[0041]此外，保護(hù)電路102可以在受保護(hù)的電路104經(jīng)歷潛在故障之前促使受保護(hù)的電路104退出鎖定狀態(tài)。保護(hù)電路102可以通過(guò)消散一部分能量而無(wú)需提供該部分能量至受保護(hù)的電路104，來(lái)減少提供至受保護(hù)的電路104的能量。例如，保護(hù)電路102可以通過(guò)將部分能量轉(zhuǎn)換為熱量來(lái)在保護(hù)電路102中消散部分能量。通過(guò)減少提供至受保護(hù)的電路104的能量，保護(hù)電路102可以使受保護(hù)的電路104在經(jīng)歷潛在故障之前退出鎖定狀態(tài)，諸如在強(qiáng)電流事件期間的金屬線(xiàn)熔化、或者摻雜物在受保護(hù)的電路104的區(qū)域之間遷移。
[0042]保護(hù)電路102可以包括阻抗元件110(R1)、114(R2)、120(R3)以及124(R4);電壓調(diào)節(jié)器112 (Ul)和122 (U2);旁路電容器116 (Cl)和126 (C2);以及電源軌130(VDD+)和132 (VddJ。保護(hù)電路102的第一部分可以包括耦接在正電源軌130(Vdd+)和第一節(jié)點(diǎn)118之間的第一阻抗元件IlO(Rl),耦接在接地134和第一節(jié)點(diǎn)118之間的第一電壓調(diào)節(jié)器112 (Ul)，耦接在接地134和第一節(jié)點(diǎn)118之間的第一旁路電容器116 (Cl)，以及耦接在第一節(jié)點(diǎn)118和受保護(hù)的電路104之間(例如耦接在第一旁路電容器116(C1)和受保護(hù)的電路104之間)的第二阻抗元件114(R2)。保護(hù)電路102的第二部分包括耦接在負(fù)電源軌132 (VddJ和第二節(jié)點(diǎn)128之間的第三阻抗元件120 (R3)，耦接在接地134和第二節(jié)點(diǎn)128之間的第二電壓調(diào)節(jié)器122 (U2)，耦接在接地134和第二節(jié)點(diǎn)128之間的第二旁路電容器126 (C2)，以及耦接在第二節(jié)點(diǎn)128和受保護(hù)的電路104之間(例如耦接在第二旁路電容器126 (C2)和受保護(hù)的電路104之間)的第四阻抗元件124(R4)。
[0043]當(dāng)通過(guò)正電源軌130(Vdd+)和通過(guò)負(fù)電源軌132(Vdd_)提供電力時(shí)，保護(hù)電路102可以提供偏置電流136 (Ibias)到受保護(hù)的電路104。例如，正電源軌130(Vdd+)和負(fù)電源軌132 (VddJ可以分別耦接至正電源和負(fù)電源，使得偏置電流136 (Ibias)流過(guò)保護(hù)電路102并且流到受保護(hù)的電路104。
[0044]偏置電流136 (Ibias)的大小可以與第一阻抗元件110 (Rl)和第二阻抗元件114(R2)有關(guān)。第一阻抗元件IlO(Rl)可以包括在保護(hù)電路102中提供選擇的阻抗的任何電路兀件。例如，第一阻抗兀件IlO(Rl)可以包括電阻器。如另一個(gè)實(shí)施例，第一阻抗兀件IlO(Rl)可以是被配置為產(chǎn)生偏置電流136 (Ibias)的電流源。第二阻抗元件114 (R2)可以包括在保護(hù)電路102內(nèi)的消散能量的任何電路元件，諸如電阻器。與偏置電流136(Ibias)有關(guān)的開(kāi)關(guān)噪聲可以通過(guò)使用第一旁路電容器116 (Cl)來(lái)減少。例如，第一旁路電容器116 (Cl)可以被配置為將開(kāi)關(guān)噪聲減小到受保護(hù)的電路104的開(kāi)關(guān)噪聲容許量?jī)?nèi)。
[0045]第一節(jié)點(diǎn)118的電壓電平可以在溫度改變期間基本上是恒定的。例如，第一電壓調(diào)節(jié)器112 (Ul)可以被配置為允許第一節(jié)點(diǎn)118的電壓電平基本上與溫度無(wú)關(guān)。第一電壓調(diào)節(jié)器112(U1)可以包括能夠承受在不同溫度時(shí)的第一節(jié)點(diǎn)118的電壓電平的任何設(shè)備。例如，第一電壓調(diào)節(jié)器112(U1)可以包括諸如齊納二極管的二極管，其在較寬的溫度范圍內(nèi)提供基本上恒定的、獨(dú)立于溫度的電壓。因此提供至受保護(hù)的電路104的偏壓可以在不同溫度時(shí)基本上恒定的。
[0046]接收偏置電流136 (Ibias)和偏壓能夠允許受保護(hù)的電路在正常操作狀態(tài)中執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能。例如，當(dāng)受保護(hù)的電路104是op-amp并且是在正常操作狀態(tài)中時(shí)，op-amp能夠比較兩個(gè)輸入電壓。然而，在強(qiáng)電流事件期間，受保護(hù)的電路104能夠從正常操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變至鎖定狀態(tài)。強(qiáng)電流事件能夠引起瞬時(shí)強(qiáng)電流流過(guò)受保護(hù)的電路104 (例如，在op-amp的電源軌之間)。當(dāng)在鎖定狀態(tài)中時(shí)，受保護(hù)的電路104(例如，op-amp)會(huì)不正確地比較兩個(gè)輸入電壓。保護(hù)電路102可以被配置為緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路104的影響。例如，保護(hù)電路102可以被配置為通過(guò)維持提供至受保護(hù)的電路104的偏置電流136(Ibias)的大小低于鎖定保持電流值，來(lái)允許受保護(hù)的電路104能夠自主地從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)。偏置電流136 (Ibias)的大小能夠基于保護(hù)電路102的一個(gè)或多個(gè)電特性來(lái)確定。
[0047]為了緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路104的影響，保護(hù)電路102能夠基于受保護(hù)的電路104的一個(gè)或多個(gè)電特性設(shè)計(jì)(例如，可以選擇保護(hù)電路102的一個(gè)或多個(gè)電特性)。受保護(hù)的電路104的一個(gè)或多個(gè)電特性能夠通過(guò)分析受保護(hù)的電路104、分析與受保護(hù)的電路104有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者上述組合來(lái)確定。一個(gè)或多個(gè)電特性能夠通過(guò)研究在與受保護(hù)的電路相同(或者相似)的測(cè)試電路上模擬的強(qiáng)電流事件來(lái)確定。例如，可以使用激光模擬測(cè)試電路中的強(qiáng)電流事件(測(cè)試電路可以包括與受保護(hù)的電路104相同類(lèi)型的op-amp)。在模擬的強(qiáng)電流事件期間，可以使用諸如示波器的一個(gè)或多個(gè)工具來(lái)研究測(cè)試電路，并且可以獲取諸如電流電平、電壓電平、溫度、能量水平或者其組合的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果可以用于確定與受保護(hù)的電路104的一個(gè)或多個(gè)特性對(duì)應(yīng)的測(cè)試電路的一個(gè)或多個(gè)電特性。例如，鎖定保持電流值和閾值電流值能夠基于表示測(cè)試電路何時(shí)進(jìn)入鎖定狀態(tài)(例如當(dāng)流過(guò)測(cè)試電路的電流增加時(shí))的測(cè)量結(jié)果來(lái)確定。模擬的強(qiáng)電流事件能夠引起導(dǎo)致測(cè)試電路內(nèi)的潛在故障的瞬時(shí)強(qiáng)電流。閾值能量水平、閾值溫度、潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)或者上述的組合能夠基于潛在故障發(fā)生時(shí)測(cè)試電路的電壓、電流、能量水平、溫度、將模擬強(qiáng)電流事件施加到測(cè)試電路與發(fā)生潛在故障之間的時(shí)間長(zhǎng)度、或者上述的組合來(lái)確定。
[0048]保護(hù)電路102可以基于受保護(hù)的電路104的一個(gè)或多個(gè)電特性來(lái)設(shè)計(jì)，以使保護(hù)電路102能夠緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路104的影響。在保護(hù)電路102的設(shè)計(jì)過(guò)程中，保護(hù)電路102的一個(gè)或多個(gè)電路元件可以基于受保護(hù)的電路104的一個(gè)或多個(gè)電特性選擇。例如本文中進(jìn)一步描述的，第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值可以基于受保護(hù)的電路104的工作電流范圍和鎖定保持電流值選擇。具有第一阻抗的特定阻抗元件可以基于選擇而包含在保護(hù)電路102中。其它電路元件的其它電特性可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中以相似方法選擇。
[0049]第一阻抗值可以基于與受保護(hù)的電路104相關(guān)聯(lián)的工作電流范圍以及基于與受保護(hù)的電路104相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值選擇。第一阻抗值可以被選擇為允許偏置電流136 (Ibias)的大小不超過(guò)特定值(例如，在特定范圍內(nèi))而不管受保護(hù)的電路104是在正常操作狀態(tài)還是鎖定狀態(tài)。例如，可將第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值選擇得足夠高以使偏置電流136(Ibias)的大小低于鎖定保持電流值并且選擇得足夠低以使偏置電流136 (Ibias)的大小在與受保護(hù)的電路104相關(guān)聯(lián)的工作電流范圍內(nèi)。在具體的實(shí)施方式中，第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值可以大于或等于2千歐姆。例如，當(dāng)保護(hù)電路102通過(guò)正13伏特電源和負(fù)13伏特電源供電時(shí)，受保護(hù)的電路104的最小工作電流為5毫安(mA)，以及鎖定保持電流值為10mA，第一阻抗值可以近似于2.5千歐姆。在這種情況下，使用近似于2.5千歐姆的電阻器作為第一阻抗元件IlO(Rl)會(huì)使偏置電流136(Ibias)的大小高于5mA (例如，在受保護(hù)的電路104的工作電流范圍內(nèi))并且低于1mA (例如，鎖定保持電流值)。第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值可以進(jìn)一步基于與第一電壓調(diào)節(jié)器112 (Ul)相關(guān)聯(lián)的不同工作電流范圍選擇。例如，第一阻抗值可以被適宜地選擇為允許偏置電流136 (Ibias)的大小在受保護(hù)的電路104的工作電流范圍之內(nèi)，在第一電壓調(diào)節(jié)器112(U1)的不同工作電流范圍之內(nèi)以及低于鎖定保持電流值。當(dāng)偏置電流136 (Ibias)的大小在不同的工作電流范圍之內(nèi)時(shí)，第一電壓調(diào)節(jié)器112(U1)會(huì)處于調(diào)節(jié)狀態(tài)中(例如，第一電壓調(diào)節(jié)器112(U1)能夠調(diào)節(jié)第一節(jié)點(diǎn)118的電壓電平)。受保護(hù)的電路104的工作范圍以及第一電壓調(diào)節(jié)器112 (Ul)的不同的工作范圍可以重疊，以使得偏置電流136 (Ibias)的大小可以在兩個(gè)范圍之內(nèi)。
[0050]第一旁路電容器116 (Cl)的第一電容值可以被選擇為減少與偏置電流136 (Ibias)相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)噪聲以及減少受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)。例如，在受保護(hù)的電路104進(jìn)入鎖定狀態(tài)之后，提供至受保護(hù)的電路104的能量可以因第一旁路電容器116(C1)的放電而產(chǎn)生。受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)可基于提供至受保護(hù)的電路104的能量的量，其中該能量的量可以與通過(guò)第一旁路電容器Iie(CI)放電的能量相關(guān)。例如，當(dāng)額外的能量提供至受保護(hù)的電路104時(shí)，流過(guò)受保護(hù)的電路104的瞬時(shí)強(qiáng)電流會(huì)保持在鎖定保持電流值之上。當(dāng)受保護(hù)的電路104接收能量時(shí)(例如，當(dāng)受保護(hù)的電路104保持在鎖定狀態(tài)中時(shí))，受保護(hù)的電路104的溫度增加。
[0051]第一旁路電容器Iie(CI)的第一電容值的適宜的選擇能夠減少提供至受保護(hù)的電路104的能量的量以及受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)。例如，可以將第一電容值選擇為足夠低來(lái)減少受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)，并且選擇被足夠高來(lái)允許開(kāi)關(guān)噪聲在受保護(hù)的電路104的開(kāi)關(guān)噪聲容許量的范圍之內(nèi)。在具體的實(shí)施方式中，第一電容值可以選擇為使開(kāi)關(guān)噪聲能夠在受保護(hù)的電路104的開(kāi)關(guān)噪聲容許量的范圍之內(nèi)的最小電容值。例如，第一電容值可以小于或等于0.1微法。如另一個(gè)實(shí)施例，第一電容值可以小于I微法旁路電容器至少一個(gè)量級(jí)。
[0052]第二阻抗元件114(R2)的第二阻抗值可以被選擇為允許保護(hù)電路102減少提供至受保護(hù)的電路104的能量。減少提供至受保護(hù)的電路104的能量能夠在受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)中使流過(guò)受保護(hù)的電路104的瞬時(shí)強(qiáng)電流減少到鎖定保持電流值之下，而無(wú)需從保護(hù)電路102斷開(kāi)一個(gè)或多個(gè)電源。例如，第二阻抗元件114(R2)可以被配置為通過(guò)消散來(lái)自保護(hù)電路102的能量的一部分而不提供該部分(例如，消散的部分)能量到受保護(hù)的電路104，來(lái)減少提供至受保護(hù)的電路104的能量。如以上說(shuō)明的，當(dāng)受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)時(shí)，能量通過(guò)第一旁路電容器116 (Cl)釋放，并且第二阻抗元件114 (R2)能夠在保護(hù)電路102內(nèi)消散一部分能量以減少提供至受保護(hù)的電路104的能量。例如，第二阻抗元件114(R2)能夠通過(guò)將該部分能量轉(zhuǎn)換為熱量，在保護(hù)電路102中消散部分能量。然而，在第一旁路電容器116(C1)和受保護(hù)的電路104之間包括第二阻抗元件114(R2)會(huì)增加受保護(hù)的電路104的開(kāi)關(guān)噪聲?？梢赃x擇足夠高的第二阻抗值，以在保護(hù)電路102中消散能量而不會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)噪聲超過(guò)受保護(hù)的電路104的開(kāi)關(guān)噪聲容許量。在具體的實(shí)施方式中，第二阻抗值可以小于或等于10歐姆。在另一個(gè)實(shí)施方式中，第二阻抗值可以近似于O歐姆(例如，第二阻抗元件114(R2)可以不包含在保護(hù)電路102中)。第二阻抗值可以進(jìn)一步被選擇為，在受保護(hù)的電路104處于鎖定狀態(tài)時(shí)使得第二阻抗元件114 (R2)的阻抗大于受保護(hù)的電路104的阻抗。
[0053]受保護(hù)的電路處于鎖定狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)可以基于第一旁路電容器116(C1)的第一電容值以及第二阻抗元件114(R2)的第二阻抗值來(lái)確定。例如，時(shí)長(zhǎng)可以與第一電容值和第二阻抗值、以及受保護(hù)的電路104的鎖定特性(例如，鎖定保持電流值或者鎖定保持電壓值)相關(guān)。時(shí)長(zhǎng)還可以與提供至受保護(hù)的電路104的偏置電流136(Ibias)的大小相關(guān)聯(lián)。時(shí)長(zhǎng)還可以與第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值相關(guān)聯(lián)。在具體的實(shí)施方式中，時(shí)長(zhǎng)和第一阻抗值之間的關(guān)系可以是二階關(guān)系。通過(guò)適宜地選擇第一電容值和第二阻抗值(以及第一阻抗值)，保護(hù)電路102可以被配置為減少提供至受保護(hù)的電路104的能量并且防止時(shí)長(zhǎng)超過(guò)潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)。閾值時(shí)長(zhǎng)可以與受保護(hù)的電路104內(nèi)的潛在故障相關(guān)聯(lián)。減少提供至受保護(hù)的電路104的能量能夠使受保護(hù)的電路104在超過(guò)潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)之前自主地退出鎖定狀態(tài)。此外，減少提供至受保護(hù)的電路104的能量能夠防止能量超過(guò)閾值能量水平并且能夠防止受保護(hù)的電路104的溫度超過(guò)閾值溫度。閾值能量水平以及閾值溫度可以與受保護(hù)的電路104內(nèi)的潛在故障相關(guān)聯(lián)。如以上說(shuō)明的，潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)、閾值能量水平以及閾值溫度能夠通過(guò)測(cè)量與在相似于受保護(hù)的電路104的測(cè)試電路出現(xiàn)潛在故障相關(guān)聯(lián)的值確定。例如，當(dāng)測(cè)試電路的溫度超過(guò)400°攝氏度(C)時(shí)，潛在故障會(huì)出現(xiàn)在測(cè)試電路中。潛在故障可以包括在測(cè)試電路中的區(qū)域之間的摻雜原子移動(dòng)。在該示例中，第一電容值和第二阻抗值可以被選擇為使得受保護(hù)的電路104的溫度不超過(guò)400°C。如另一個(gè)實(shí)施例，潛在故障可以包括當(dāng)提供至測(cè)試電路的能量的量超過(guò)閾值能量水平時(shí)，測(cè)試電路中的一個(gè)或多個(gè)金屬線(xiàn)的電遷移。閾值能量水平可以與測(cè)試電路的閾值電流密度對(duì)應(yīng)。在該示例中，第一電容值和第二阻抗值可以被選擇為，使得提供至受保護(hù)的電路104的能量的量不超過(guò)閾值能量水平。因此，第一電容值和第二阻抗值可以基于潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)、閾值能量水平、閾值溫度或者其組合來(lái)選擇。通過(guò)減少提供至受保護(hù)的電路104的能量，保護(hù)電路102能夠防止一個(gè)或多個(gè)受保護(hù)的電路104超過(guò)與受保護(hù)的電路104內(nèi)的潛在故障相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)閾值。
[0054]保護(hù)電路102的第二部分的電特性(諸如第三阻抗元件120 (R3)的第三阻抗值、第四阻抗元件124(R4)的第四阻抗值、以及第二旁路電容器126(C2)的第二電容值)可以以分別與第一阻抗元件IlO(Rl)的第一阻抗值、第二阻抗元件114(R2)的第二阻抗值以及第一旁路電容器116 (Cl)的第一電容值類(lèi)似的方式選擇。然而，保護(hù)電路102的第二部分能夠緩解負(fù)極性強(qiáng)電流事件的影響，而保護(hù)電路102的第一部分能夠緩解正極性強(qiáng)電流事件。
[0055]在強(qiáng)電流事件緩解電路100的操作中，保護(hù)電路102可以通過(guò)電源軌130和132耦接至一個(gè)或多個(gè)電源，以提供偏置電流136(Ibias)到受保護(hù)的電路104。偏置電流136(Ibias)的大小可以在與受保護(hù)的電路104相關(guān)聯(lián)的工作電流范圍之內(nèi)并且低于鎖定保持電流值。在強(qiáng)電流事件期間，受保護(hù)的電路104能夠進(jìn)入鎖定狀態(tài)并且瞬時(shí)強(qiáng)電流可以流過(guò)受保護(hù)的電路104。偏置電流136 (Ibias)的大小保持在鎖定保持電流值之下。保護(hù)電路102能夠通過(guò)消散來(lái)自保護(hù)電路102的能量的部分而不提供消散的能量部分到受保護(hù)的電路104，來(lái)減少提供至受保護(hù)的電路104的能量。通過(guò)維持偏置電流136 (Ibias)的大小在鎖定保持電流值之下并且通過(guò)在保護(hù)電路102中消散部分能量，當(dāng)強(qiáng)電流事件結(jié)束時(shí)，保護(hù)電路102能夠使流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流的大小低于鎖定保持電流值。當(dāng)流過(guò)受保護(hù)的電路104的電流的大小低于鎖定保持電流值時(shí)，受保護(hù)的電路104自主地從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)。
[0056]通過(guò)提供偏置電流136 (Ibias)到受保護(hù)的電路104，以使得偏置電流136 (Ibias)不超過(guò)鎖定保持電流值，當(dāng)強(qiáng)電流結(jié)束時(shí)，保護(hù)電路102能夠使受保護(hù)的電路104自主地退出鎖定狀態(tài)而不需斷開(kāi)受保護(hù)的電路104。因?yàn)楸Ｗo(hù)電路102是無(wú)源電路，保護(hù)電路102提供了比感測(cè)電流電平或者電壓電平并且從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)集成電路的有源鎖定恢復(fù)電路更快的鎖定恢復(fù)。此外，保護(hù)電路102提供了比使用開(kāi)關(guān)來(lái)控制偏壓或者偏置電流、或者執(zhí)行電力循環(huán)的有源鎖定恢復(fù)電路更快的鎖定恢復(fù)。因此，保護(hù)電路102與感測(cè)強(qiáng)電流電平、從一個(gè)或多個(gè)電源斷開(kāi)集成電路、執(zhí)行電力循環(huán)、或者使用開(kāi)關(guān)控制偏壓或者偏置電流以促使集成電路退出鎖定狀態(tài)的有源鎖定恢復(fù)電路相比，可以減少成本和復(fù)雜度。更快的鎖定恢復(fù)以及減少的成本和復(fù)雜度能夠使保護(hù)電路102用在經(jīng)受由與帶電粒子碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的環(huán)境中，諸如經(jīng)受輻射的環(huán)境中。此外，通過(guò)在保護(hù)電路102中消散部分能量(例如通過(guò)第二阻抗元件114(R2)),保護(hù)電路102能夠防止受保護(hù)的電路104超過(guò)與受保護(hù)的電路104內(nèi)的潛在故障相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)閾值。因此，通過(guò)使用包括保護(hù)電路102的強(qiáng)電流事件緩解電路100，經(jīng)受鎖定狀態(tài)的集成電路可以包括在被配置為用在經(jīng)受強(qiáng)電流事件的諸如太空中或者在電離輻射的環(huán)境中的設(shè)備中。
[0057]圖2是示出緩解強(qiáng)電流事件的方法200的【具體實(shí)施方式】的流程圖。強(qiáng)電流事件能夠通過(guò)使用諸如圖1中的強(qiáng)電流事件緩解電路100的強(qiáng)電流事件緩解電路來(lái)緩解。強(qiáng)電流事件緩解電路能夠用在受保護(hù)的電路經(jīng)受瞬時(shí)強(qiáng)電流的環(huán)境中。例如，強(qiáng)電流事件緩解電路能夠包括在被配置為在太空或者電離輻射環(huán)境中使用的設(shè)備中，這些環(huán)境經(jīng)受由高能粒子或者離子沖擊所引起的強(qiáng)電流事件。
[0058]方法200包括在202提供偏置電流到受保護(hù)的電路。例如，偏置電流可以包括圖1的偏置電流136(Ibias)，以及受保護(hù)的電路可以包括圖1的受保護(hù)的電路104。偏置電流由耦接至受保護(hù)的電路的保護(hù)電路提供。例如，保護(hù)電路可以包括圖1的保護(hù)電路102。保護(hù)電路可以是無(wú)源電路(例如，保護(hù)電路可以不包括諸如開(kāi)關(guān)或者晶體管的有源元件)。偏置電流的大小可以與保護(hù)電路的第一阻抗元件的第一阻抗值以及保護(hù)電路的電源電壓相關(guān)。第一阻抗元件可以包括圖1的第一阻抗元件IlO(Rl)。第一阻抗被選擇為使保護(hù)電路能夠維持偏置電流的大小在與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值之下。
[0059]在204，可以在強(qiáng)電流事件期間將能量在保護(hù)電路內(nèi)消散。強(qiáng)電流事件會(huì)導(dǎo)致受保護(hù)的電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。例如，強(qiáng)電流事件會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)強(qiáng)電流流過(guò)受保護(hù)的電路，這使得受保護(hù)的電路由于瞬時(shí)強(qiáng)電流超過(guò)鎖定電流閾值而進(jìn)入鎖定狀態(tài)。從保護(hù)電路提供至受保護(hù)的電路的能量還可以促使受保護(hù)的電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。受保護(hù)的電路可以保持在鎖定狀態(tài)中，直至流過(guò)受保護(hù)的電路的電流不再超過(guò)鎖定保持電流值。保護(hù)電路可以被配置為允許受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件結(jié)束后自主地退出鎖定狀態(tài)而不是保持在鎖定狀態(tài)中。
[0060]保護(hù)電路能夠消散足夠的能量以允許受保護(hù)的電路自主地退出鎖定狀態(tài)。當(dāng)流過(guò)受保護(hù)的器件的電流在鎖定保持電流值以下時(shí)，受保護(hù)的電路能夠自主地退出鎖定狀態(tài)。例如，當(dāng)強(qiáng)電流事件結(jié)束(例如，消散)時(shí)，流過(guò)受保護(hù)的電路的電流會(huì)降到鎖定保持電流值之下(基于提供至受保護(hù)的電路的偏置電流的大小以及保護(hù)電路中的能量的減少)。因此，保護(hù)電路可以被配置為消散能量，以使得受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件結(jié)束之后不保持在鎖定狀態(tài)中。例如，保護(hù)電路可以包括被配置為減少提供至受保護(hù)的電路的能量的第二阻抗元件。第二阻抗元件可以包括圖1中的第二阻抗元件114(R2)。第二阻抗元件能夠通過(guò)在保護(hù)電路中消散一部分能量而不將該部分能量提供至受保護(hù)的電路，來(lái)減少提供至受保護(hù)的電路的能量，諸如通過(guò)轉(zhuǎn)換部分能量成為熱量。在保護(hù)電路中消散的能量的量可以與第二阻抗元件的第二阻抗值相關(guān)聯(lián)。通過(guò)在保護(hù)電路中消散部分能量并且通過(guò)維持偏置電流的大小在鎖定保持電流值以下，在強(qiáng)電流事件結(jié)束之后流過(guò)受保護(hù)的電路的電流降到鎖定保持電流值以下，并且受保護(hù)的電路自主地退出鎖定狀態(tài)。
[0061]此外，減少提供至受保護(hù)的電路的能量能夠緩解強(qiáng)電流事件對(duì)受保護(hù)的電路的影響。對(duì)受保護(hù)的電路的損壞(諸如潛在故障)可基于強(qiáng)電流事件的電流密度以及受保護(hù)的電路的后續(xù)鎖定。例如，具有較大電流密度的強(qiáng)電流事件會(huì)比具有較小電流密度的強(qiáng)電流事件給受保護(hù)的電路更快的帶來(lái)?yè)p壞。減少提供至受保護(hù)的電路的能量能夠減少與受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的電流密度，并且能夠減少受保護(hù)的電路處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)。例如，當(dāng)提供至受保護(hù)的電路的能量超過(guò)閾值能量水平時(shí)，當(dāng)受保護(hù)的電路的溫度超過(guò)閾值溫度時(shí)，或者當(dāng)受保護(hù)的電路處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)超過(guò)潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，潛在故障會(huì)出現(xiàn)在受保護(hù)的電路中。提供至受保護(hù)的電路的能量的量可以與第二阻抗元件的第二阻抗值和保護(hù)電路的旁路電容器的電容值相關(guān)聯(lián)。旁路電容器可以包括圖1中的第一旁路電容器Iie(Ci)。因此，適宜地選擇第二阻抗值和電容值能夠防止提供至受保護(hù)的電路的能量超過(guò)閾值能量水平。適宜地選擇第二阻抗值和電容值也可以防止受保護(hù)的電路的溫度超過(guò)閾值溫度和/或防止時(shí)長(zhǎng)超過(guò)潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)。
[0062]通過(guò)在保護(hù)電路中消散足夠的能量，圖2中的方法200能夠允許在強(qiáng)電流事件之后受保護(hù)的電路自主地退出鎖定狀態(tài)。例如，在強(qiáng)電流事件結(jié)束之后，當(dāng)流過(guò)受保護(hù)的電路的電流由于在保護(hù)電路中能量的消散以及由于偏置電流的大小保持在鎖定保持電流值以下而降到鎖定電流保持值以下時(shí)，受保護(hù)的電路能夠自主地退出鎖定狀態(tài)。此外，比使用有源電路(諸如感測(cè)電流電平、從集成電路斷開(kāi)電源、或者使用一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)控制電壓或者電流電平的電路)相比，通過(guò)使用無(wú)源電路消散能量，方法200會(huì)使受保護(hù)的電路更快地自主地退出鎖定狀態(tài)。因此，用于執(zhí)行方法200的保護(hù)電路與有源鎖定恢復(fù)電路相比，能夠減少成本和復(fù)雜度。由于速度和復(fù)雜程度帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，方法200能夠用于在經(jīng)受與帶電粒子碰撞的環(huán)境中緩解強(qiáng)電流事件。此外，通過(guò)在保護(hù)電路中消散足夠的能量，方法200能夠維持受保護(hù)的電路處于鎖定狀態(tài)中的時(shí)長(zhǎng)低于潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)。
[0063]上述的示例是示意性的但并不限制本公開(kāi)。應(yīng)當(dāng)被理解的是，根據(jù)本公開(kāi)的原理能夠有很多的變形和變化。因此，本公開(kāi)的范圍由以下權(quán)利要求及其等同物來(lái)限定。
[0064]本文中描述中的示例的說(shuō)明旨在提供對(duì)各種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的總體理解。說(shuō)明不旨在充當(dāng)對(duì)使用本文中描述的結(jié)構(gòu)或者方法的設(shè)備和系統(tǒng)的所有元件和特征的完整敘述。在閱讀本公開(kāi)之后，許多其它的實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)。其它實(shí)施方式可以被使用利用并且從本公開(kāi)得到，使得可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)和邏輯的替代和改變，而沒(méi)有背離本公開(kāi)的范圍。例如，方法步驟可以以與圖中所示的不同的順序進(jìn)行或者可以省去一個(gè)或多個(gè)方法步驟。因此，本公開(kāi)和附圖被視為說(shuō)明性的而不是限制性的。
[0065]此外，盡管在本文中已經(jīng)示出和描述了特定示例，當(dāng)應(yīng)當(dāng)理解，被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)相同的或者相似的結(jié)果的后續(xù)布置可以替代示出的特定實(shí)施方式。本公開(kāi)旨在涵蓋各種實(shí)施方式的任何以及全部的后續(xù)的改編或者變化。在閱讀本說(shuō)明書(shū)之后，在本文中未具體描述的以上實(shí)施方式的組合及其他實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)。
[0066]本公開(kāi)的摘要用于進(jìn)行理解而不是用于解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或者含義。此外，在上述【具體實(shí)施方式】中，為了使本公開(kāi)合理化，各種特征可以被組合到一起或者在單個(gè)實(shí)施方式中描述。如以下權(quán)利要求反映的，所要求保護(hù)的主題可以少于公開(kāi)的實(shí)例中的任一個(gè)的所有特征。
【權(quán)利要求】
1.一種保護(hù)電路，包括: 第一阻抗元件，被配置為耦接至受保護(hù)的電路，其中所述第一阻抗元件具有特定阻抗值；以及 電壓調(diào)節(jié)器，耦接至所述第一阻抗元件， 其中所述特定阻抗值被選擇為允許提供至所述受保護(hù)的電路的偏置電流的大小保持在與所述受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的第一工作電流范圍之內(nèi)并且保持在與所述受保護(hù)的電路相關(guān)聯(lián)的鎖定保持電流值之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，進(jìn)一步包括耦接至所述第一阻抗元件和所述電壓調(diào)節(jié)器的所述受保護(hù)的電路，其中所述偏置電流通過(guò)所述第一阻抗元件和所述電壓調(diào)節(jié)器生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)器和所述第一阻抗元件被配置為緩解由帶電粒子與所述受保護(hù)的電路碰撞所引起的強(qiáng)電流事件的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中所述偏置電流的大小在所述鎖定保持電流值以下，并允許所述受保護(hù)的電路在強(qiáng)電流事件之后自主地從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至正常操作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)電路，其中所述受保護(hù)的電路在所述受保護(hù)的電路從所述鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)變至所述正常操作狀態(tài)期間保持耦接至一個(gè)或多個(gè)電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中所述第一阻抗元件包括電阻器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中所述第一阻抗元件包括電流源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，還包括: 旁路電容器，耦接至所述第一阻抗元件、所述電壓調(diào)節(jié)器以及所述受保護(hù)的電路；以及 第二阻抗元件，耦接在所述旁路電容器和所述受保護(hù)的電路之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的保護(hù)電路，其中所述第一阻抗元件耦接在電源和特定節(jié)點(diǎn)之間，其中所述電壓調(diào)節(jié)器和所述旁路電容器耦接在所述特定節(jié)點(diǎn)和地之間，并且其中所述第二阻抗元件耦接在所述特定節(jié)點(diǎn)和所述受保護(hù)的電路之間。
10.一種方法，包括: 提供偏置電流到受保護(hù)的電路，其中所述偏置電流由耦接至所述受保護(hù)的電路的保護(hù)電路提供；以及 在使得所述受保護(hù)的電路進(jìn)入鎖定狀態(tài)的強(qiáng)電流事件期間在所述保護(hù)電路中消散能量，其中所述保護(hù)電路消散足夠的能量以使所述受保護(hù)的電路自主地退出所述鎖定狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述保護(hù)電路中消散所述能量使所述受保護(hù)的電路的溫度在所述強(qiáng)電流事件期間維持在閾值溫度以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述保護(hù)電路中消散所述能量使所述受保護(hù)的電路處于所述鎖定狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)維持在潛在損壞閾值鎖定時(shí)長(zhǎng)以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述保護(hù)電路包括旁路電容器和耦接在所述旁路電容器和所述受保護(hù)的電路之間的阻抗元件，并且其中所述時(shí)長(zhǎng)基于所述阻抗元件的阻抗和所述旁路電容器的電容。
【文檔編號(hào)】H02H9/00GK104466929SQ201410361008
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】凱·切斯納特, 羅伯特·M·馬蒂內(nèi)利, 安東尼·C·勒, 瑪麗安娜·杜利 申請(qǐng)人:波音公司