RU2405247C1

RU2405247C1 - Protection device of digital microcircuits

Info

Publication number: RU2405247C1
Application number: RU2009109340/08A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Чирков (RU); Алексей Владимирович Чирков; Владимир Владимирович Колмаков (RU); Владимир Владимирович Колмаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-11-27
Also published as: RU2009109340A

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: protection device of digital microcircuits consists of precision resistor installed in power bus of digital microcircuits, comparator the input of which is connected to precision resistor and the output of which is connected to control input of power source of digital microcircuits, speed-up transistor, blocking diode, timing RC circuit consisting of resistor and capacitor, and metal-insulator-semiconductor (MIS) transistor are introduced; at that, output of comparator is connected to base of speed-up transistor the collector of which through blocking diode is connected to timing RC circuit and to gate of MIS transistor the sink of which is connected to control input of power source of digital microcircuits.

EFFECT: improving reliability of electronics by protecting against overload at occurrence of thyristor effect under influence of electromagnetic pulse or heavy charged particles.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для защиты цифровых микросхем от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта» под воздействием электромагнитного импульса или тяжелых заряженных частиц.The present invention relates to computer technology and can be used to protect digital circuits from overload when the "thyristor effect" occurs under the influence of an electromagnetic pulse or heavy charged particles.

Известно устройство защиты интегральных микросхем (см. патент RU 2305894). Данное устройство содержит датчик тока, включенный между входной клеммой и электронным переключателем, выход которого является выходом устройства. Датчик тока включен между первым и вторым входами усилителя сигналов датчика тока, первый и второй выходы которого соединены с входами компаратора напряжения, подключенного к R-входу RS-триггера, который имеет приоритет по воздействию на R-вход. S-вход триггера соединен с генератором импульсной последовательности с большой скважностью. Первый выход триггера подключен к управляющему входу электронного переключателя, а второй - с базой мощного n-p-n транзистора, коллектор которого соединен с выходом устройства, а эмиттер - с общей шиной.A device for protecting integrated circuits is known (see patent RU 2305894). This device contains a current sensor connected between the input terminal and the electronic switch, the output of which is the output of the device. A current sensor is connected between the first and second inputs of the signal amplifier of the current sensor, the first and second outputs of which are connected to the inputs of a voltage comparator connected to the R-input of the RS-trigger, which has priority over the effect on the R-input. The trigger S input is connected to a high duty cycle pulse generator. The first trigger output is connected to the control input of the electronic switch, and the second one is connected to the base of a powerful n-p-n transistor, the collector of which is connected to the output of the device, and the emitter is connected to a common bus.

Недостатком данного устройства является его сложность, большое количество элементов и, как следствие, снижение надежности устройства, что приводит к снижению надежности защищаемого устройства в целом.The disadvantage of this device is its complexity, a large number of elements and, as a result, a decrease in the reliability of the device, which leads to a decrease in the reliability of the protected device as a whole.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры потребителя путем защиты от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта». The objective of the present invention is to increase the reliability of consumer electronic equipment by protecting against overload when a "thyristor effect" occurs.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство защиты цифровых микросхем, состоящее из измерительного резистора, установленного в шину питания цифровых микросхем, компаратора, подключенного входом к измерительному резистору, а выходом к входу управления источником питания цифровых микросхем, введены форсирующий транзистор, запирающий диод, времязадающая RC цепь, состоящая из резистора и конденсатора, и МДП транзистор, при этом выход компаратора, подключен к базе форсирующего транзистора, коллектор которого через запирающий диод подключен к времязадающей RC цепи и к затвору МДП транзистора, сток которого подключен к входу управления источника питания цифровых микросхем.This object is achieved by the fact that in the digital microcircuit protection device, consisting of a measuring resistor installed in the power supply circuit of the digital microcircuit, a comparator connected to the input to the measuring resistor, and an output to the control input of the digital microcircuit power supply, a boost transistor, a locking diode, timing An RC circuit consisting of a resistor and a capacitor, and an MIS transistor, while the output of the comparator is connected to the base of the boost transistor, the collector of which is through a blocking diode connected to a timing RC circuit and to the gate of the MOS transistor, the drain of which is connected to the control input of the power supply of digital microcircuits.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема устройства защиты цифровых микросхем. Устройство защиты цифровых микросхем содержит компаратор 1, форсирующий транзистор 2, запирающий диод 3, времязадающую RC цепь, состоящую из конденсатора 4 и резистора 5, МДП транзистор 6, источник питания цифровых микросхем 7, измерительный резистор 8.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device for protecting digital circuits. The device for protecting digital circuits contains a comparator 1, forcing a transistor 2, a locking diode 3, a timing RC circuit, consisting of a capacitor 4 and a resistor 5, an MIS transistor 6, a power supply for digital circuits 7, and a measuring resistor 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В момент воздействия электромагнитного импульса или тяжелой заряженной частицы запитанные микросхемы радиоэлектронной аппаратуры могут переходить в неуправляемое состояние («тиристорный эффект»). При этом многократно возрастает ток потребления микросхем и на измерительном резисторе 8 в цепи питания микросхем формируется напряжение, достаточное для срабатывания компаратора 1, который открывает форсирующий транзистор 2, обеспечивающий быстрый заряд конденсатора 4 до напряжения Ек>Eот, At the moment of exposure to an electromagnetic pulse or a heavy charged particle, the powered microcircuits of the electronic equipment can go into an uncontrollable state (“thyristor effect”). In this case, the current consumption of microcircuits increases many times and a sufficient voltage is generated on the measuring resistor 8 in the microcircuit power circuit to trigger the comparator 1, which opens the boost transistor 2, which provides a fast charge of the capacitor 4 to a voltage of Ek> Eot,

где: Ек - напряжение питания компаратора 1;where: Ek is the comparator 1 supply voltage;

Eот - напряжение отпирания МДП транзистора 6.Eot - voltage unlocking MIS transistor 6.

МДП транзистор 6 открывается и на вход источника питания цифровых микросхем 7 подается отключающий сигнал. После отключения источника питания цифровых микросхем 7 снимается питание с цифровых микросхем (Ецмс = 0), при этом ток через измерительный резистор 8 прекращается и компаратор 1 переходит в начальное состояние, форсирующий транзистор 2 закрывается. Источник питания цифровых микросхем 7 продолжает находиться в отключенном состоянии на время разряда конденсатора 4 через резистор 5 до напряжения отсечки МДП транзистора 6. Токи утечки запирающего диода 3 и затвора МДП транзистора 6 малы, поэтому существенного влияния на времязадающую RC цепь они не оказывают. После запирания МДП транзистора 6 происходит включение источника питания цифровых микросхем 7 и восстановление нормальной работы микросхем радиоэлектронной аппаратуры.MIS transistor 6 opens and a trip signal is supplied to the input of the power supply of digital microcircuits 7. After turning off the power supply of the digital microcircuits 7, the power is removed from the digital microcircuits (Ecms = 0), while the current through the measuring resistor 8 is stopped and the comparator 1 goes into the initial state, the boost transistor 2 closes. The power supply of the digital microcircuits 7 continues to be in the off state for the duration of the discharge of the capacitor 4 through the resistor 5 to the cut-off voltage of the MOS transistor 6. The leakage currents of the blocking diode 3 and the gate of the MOS transistor 6 are small, so they do not have a significant effect on the timing RC circuit. After locking the MOS transistor 6, the power supply of the digital microcircuits 7 is turned on and the normal operation of the microcircuit of electronic equipment is restored.

Параметры RC цепи определяются временем восстановления управляемого состояния микросхем.The parameters of the RC circuit are determined by the recovery time of the controlled state of the chips.

Время полного заряда конденсатора 4 должно быть меньше времени отключения источника питания цифровых микросхем 7, что обеспечивается форсирующим транзистором 2.The full charge time of the capacitor 4 should be less than the time off the power source of the digital circuits 7, which is provided by the boost transistor 2.

Данное изобретение будет использовано в блоках управления приводами разрабатываемых ОАО ИСС в качестве устройства защиты цифровых микросхем от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта».This invention will be used in drive control units developed by ISS OJSC as a device for protecting digital circuits from overload when a “thyristor effect” occurs.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.Of the patent information materials known to the applicant, no signs were found that are similar to the totality of the features of the claimed object.

Claims

A device for protecting digital microcircuits, consisting of a measuring resistor installed in the power supply bus of the digital microcircuits, a comparator connected to the input to the measuring resistor, and an output to the control input of the power supply of the digital microcircuits, characterized in that a boost transistor, a locking diode, a timing RC a circuit consisting of a resistor and a capacitor, and an MIS transistor, while the output of the comparator is connected to the base of the boost transistor, the collector of which is connected to the VR through a locking diode myazadayuschey RC circuit and to the gate of MIS transistors, the drain of which is connected to the control input of the power source of digital circuits.