延时电路和极紫外光刻光源

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种延时电路和极紫外光刻光源。

背景技术

随着信息技术的快速发展，模拟延时信号电路由于其延时范围广、小型化、调节灵活和延时分辨率高等特点，已被广泛应用于电信号控制和无线通信等各领域。

然而现有的延时调节电路多不能实现延时时长高精度调节，且不能灵活触发开启。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够实现延时时长高精度调节且能灵活触发开启的延时电路和极紫外光刻光源。

一方面，本发明实施例提供了一种延时电路，包括：

触发电路，用于根据外部触发信号的下降沿或上升沿，输出高电平信号；

用于根据控制电压调整输出电流值的电流源电路；

开断电路，用于根据高电平信号，导通电流源电路的输出端和地的连接；

储能元件；储能元件的第一端分别连接开断电路的第一端和电流源电路的输出端，第二端分别连接开断电路的第二端和地；

电压比较电路，用于根据储能元件的第一端的端电压和基准电压输出延时信号。

在其中一个实施例中，触发电路包括下降沿触发电路和/或上升沿触发电路；

下降沿触发电路包括第一微分电路和反相缓冲器；第一微分电路的第一端用于连接直流电源，第二端连接反相缓冲器的输入端；反向缓冲器的输出端连接开断电路。

上升沿触发电路包括第二微分电路；第二微分电路的第一端接地，第二端连接开断电路。

在其中一个实施例中，第一微分电路包括第一电容和第一电阻；第一电阻的第一端连接直流电源，第二端分别连接第一电容的第一端和反相缓冲器的输入端；

第二微分电路包括第二电容和第二电阻；第二电阻的第一端接地，第二端分别连接第二电容的第一端和开断电路。

在其中一个实施例中，下降沿触发电路还包括第一二极管；第一二极管的阴极连接第一电阻的第一端，阳极连接第一电阻的第二端；

上升沿触发电路还包括第二二极管；第二二极管的阳极连接第二电阻的第一端，阴极连接第二电阻的第二端。

在其中一个实施例中，下降沿触发电路还包括第一同相缓冲器；第一同相缓冲器的输出端连接第一微分电路。

在其中一个实施例中，上升沿触发电路还包括第二同相缓冲器和第三同相缓冲器；第二微分电路分别连接第二同相缓冲器的输出端和第三同相缓冲器的输入端；第三同相缓冲器的输出端连接开断电路。

在其中一个实施例中，电流源电路包括第三电阻；第三电阻的第一端连接开断电路。

在其中一个实施例中，延时电路还包括基准电压电路；基准电压电路用于输出基准电压。

在其中一个实施例中，延时电路还包括稳压管；稳压管的阴极连接储能元件的第一端，阳极连接储能元件的第二端。

另一方面，本发明实施例提供了一种极紫外光刻光源，包括如上述任一项的延时电路。

上述延时电路，在触发电路提取到外部触发信号的上升沿或下降沿时，电流源电流输出电流使储能元件开始充电，电压比较电路根据储能元件在充电过程中的端电压和基准电压输出延时信号；其中，延时时长即为储能元件的充电时长。可通过压控电流源的输入电压控制输出电流，控制储能元件的充电时长，即延时时长，实现了延时时长高精度调节，且能根据外部触发信号的上升沿和下降沿开启延时，实现灵活触发开启。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中延时电路的第一示意性结构示意图；

图2为一个实施例中下降沿触发延时电路的第一示意性结构示意图；

图3为一个实施例中下降沿触发延时电路的第二示意性结构示意图；

图4为一个实施例中下降沿触发延时电路的第三示意性结构示意图；

图5为一个实施例中下降沿触发延时电路的第四示意性结构示意图；

图6为一个实施例中下降沿触发延时电路的第五示意性结构示意图；

图7为一个实施例中下降沿触发延时电路的第六示意性结构示意图；

图8为一个实施例中上升沿触发延时电路的第一示意性结构示意图；

图9为一个实施例中上升沿触发延时电路的第二示意性结构示意图；

图10为一个实施例中上升沿触发延时电路的第三示意性结构示意图；

图11为一个实施例中上升沿触发延时电路的第四示意性结构示意图；

图12为一个实施例中延时电路的第二示意性结构示意图；

图13为一个实施例中延时电路的第三示意性结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，随着信息技术的快速发展，模拟延时信号电路广泛应用于电学各个使用场景，例如电信号控制和无线通信等领域，模拟延时电路具有延时范围广、小型化、调节灵活和延时分辨率高等特点。然而，现有的延时调节电路多不能实现延时时长高分辨率调节，且延时调节精度不高，不能灵活触发开启。

基于以上原因，本发明提供了一种采用压控精密电流源充电的方式实现电信号延时调节，通过电压的高精度调节近而提高了延时时长分辨率，调节精度高；此外，本发明提供的延时电路能够根据外部上升沿和下降沿灵活开启，提高了延时的灵活性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种延时电路，包括：

触发电路10，用于根据外部触发信号的下降沿或上升沿，输出高电平信号；

用于根据控制电压调整输出电流值的电流源电路20；

开断电路30，用于根据高电平信号，导通电流源电路20的输出端和地的连接；

储能元件40；储能元件40的第一端分别连接开断电路30的第一端和电流源电路20的输出端，第二端分别连接开断电路30的第二端和地；

电压比较电路50，用于根据储能元件40的第一端的端电压和基准电压输出延时信号。

具体而言，外部触发信号为具有上升沿和下降沿的触发信号；可选地，触发信号可为方波信号。在实际应用过程中，整形电路90用于对液滴窄脉冲信号进行整形；其中，每个经整形电路90检测整形后的液滴窄脉冲信号对应一个正向的窄脉冲电压。触发电路10用于提取窄脉冲电压的上升沿或下降沿作为延时电路的计时起点。

具体而言，压控电流源电路20为实现高精度电压控制产生对应电流大小的高精度电流源电路，用于给储能元件40充电；充电时长即为延时时长。延时信号为高电平信号和低电平信号。控制延时时长的控制电压属于模拟量，其大小可手动调节；可选地，可以利用电位器构成的分压器进行分压，也可利用数字化控制器将数字控制量经数模转换后获得控制电压。

具体而言，开断电路30可以为本领域任意一种具有开断功能的电路；可选地，为MOS管。

具体而言，储能元件40可以为本领域任意一种具有充放电功能的器件，在此不做限定。

具体而言，电压比较电路50可以为本领域任意一种具有电压比较功能的电路，可选地，为高速比较器。

具体地，基准电压为预设的电压值。在触发信号的上升沿或下降沿到来之前，由于电流源电路20输出电流，因此储能元件40的端电压高于基准电压，电压比较电路输出低电平信号。

具体地，在触发电路10提取到外部触发信号的上升沿或下降沿时，输出高电平信号，开断电路30导通电流源电路输出端与地的连接，储能元件40两端近似接地并快速放电，端电压迅速降低；储能元件40的端电压低于预设的电压值时，储能元件40开始充电，即延时任务开始进行，电压比较电路50输出的延时信号从低电平信号变为高电平信号；当储能元件40的端电压高于预设的电压值时，表示储能元件40充电结束，即延时任务结束，电压比较电路50输出的延时信号由高电平信号变为低电平信号，即电压比较电路50输出的高电平信号的时长即为延时时长。延时时长由储能元件40的充电时长决定。

上述延时电路在触发电路提取到外部触发信号的上升沿或下降沿时，电流源电流输出电流使储能元件开始充电，电压比较电路根据储能元件在充电过程中的端电压和基准电压输出延时信号；其中，延时时长即为储能元件的充电时长。可通过压控电流源的输入电压控制输出电流，控制储能元件的充电时长，即延时时长，实现了延时时长高精度调节，且能根据外部触发信号的上升沿和下降沿开启延时，实现灵活触发开启。

在一个实施例中，触发电路10包括下降沿触发电路和/或上升沿触发电路。

在一个实施例中，如图2所示，触发电路10包括下降沿触发电路。下降沿触发电路包括第一微分电路101和反相缓冲器102；第一微分电路101的第一端用于连接直流电源60，第二端连接反相缓冲器102的输入端，第三端连接整形电路90；反向缓冲器102的输出端连接开断电路30。

具体而言，反相缓冲器102用于将输入信号反转180度。

在一个实施例中，如图3所示，第一微分电路101包括第一电容1011和第一电阻1012；第一电阻1012的第一端连接直流电源60，第二端分别连接第一电容1011的第一端1011和反相缓冲器102的输入端；第一电容1011的第二端接整形电路90。

在一个实施例中，如图4所示，下降沿触发电路还包括第一二极管104；第一二极管104的阴极连接第一电阻1012的第一端，阳极连接第一电阻1012的第二端。

具体而言，当第一电容1011右端的电压快速升高时，因第一电阻1012两端并联第一二极管104，第一电容1011可经第一二极管104快速放电；同时，第一二极管起到钳位保护作用。

在一个实施例中，如图5所示，下降沿触发电路还包括第一同相缓冲器106；第一同相缓冲器106的输出端连接第一电容1011的第二端，输入端连接整形电路90。

具体而言，第一同相缓冲器106为输入缓冲器。外部触发信号暂存在第一同相缓冲器106中，输入缓冲器延缓数据的传输，提高电路的处理能力。

在一个实施例中，如图6所示，延时电路还包括基准电压电路70；基准电压电路用于输出基准电压。

具体而言，储能元件40的第一端连接电压比较电路50的反相输入端，基准电压电路70连接电压比较电路50的同相输入端。当储能元件40的端电压高于基准电压时，电压比较电路50输出低电平信号；当储能元件40的端电压低于基准电压时，电压比较电路50输出高电平信号。

在一个实施例中，如图7所示，延时电路还包括稳压管80；稳压管的阴极连接储能元件40的第一端，阳极连接储能元件40的第二端。

具体而言，稳压管40在输入电网电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变。

上述延时电路在提取到触发信号的下降沿时启动延时，具体过程为：

当外部触发信号为高电平时，第一电阻1012上拉接直流电源60，第一电容1011端电压为零，反向缓冲器102输入端为高电平，该高电平经反相缓冲器102处理后，变为低电平由反向缓冲器102输出。开关管30的栅极为低电平，MOS管处于关断状态；此时压控电流源电路20输出电流对储能元件40充电，储能元件40的端电压高于基准电压电路70输出的基准电压，电压比较电路50输出低电平信号。需要注意的是，当储能元件40的端电压超过稳压管80的稳压值时，电流源电流20输出的充电电流改道流经稳压管80。

当外部触发信号从高电平突变为低电平时，因为电容1011端电压不能突变，电容C1近似理解为瞬间短路，第一电容1011和第一电阻1012构成的第一微分电路101输出电压为低电平，该低电平信号经反相缓冲器102处理后，变为高电平信号输出至开关管30的栅极，开关管30随即导通；储能元件40两端近似接地瞬间放电，两端电压快速降低；电压比较电路50反相端的电压低于同相端的基准电压，电压比较电路50的输出信号从低电平变为高电平；因为第一微分电路101的时间常数很小，第一电容1011右端电压快速升高，开关管30短暂导通后快速关断，压控电流源电路20输出的电流开始对储能元件40充电，直到储能元件40端电压大于基准电压时，电压比较电路50的输出信号从高电平变为低电平。此时，电压比较电路输出的高电平信号脉宽时间即代表储能元件40放电后的充电时间，也即为延时时长。

当外部触发信号从低电平变为高电平时，第一电容1011右端的电压快速升高，因第一电阻1012两端并联第一二极管104，第一电容1011经第一二极管104快速放电输出电压升高受到直流电源60的限制，第一微分电路101输出的高电平信号经反相缓冲器102处理后转为低电平信号输出至开关管30的栅极，开关管30的栅极持续保持低电平，电压比较电路输出的信号不发生变化，实现触发信号下降沿控制充电延时电路延时开启，有效防止延时开启时刻受触发信号的上升沿的影响。

在另一个实施例中，如图8所示，触发电路10包括上升沿触发电路。上升沿触发电路包括第二微分电路103；第二微分电路103的第一端接地，第二端连接开断电路30，第三端连接整形电路90。

在一个实施例中，如图9所示，第二微分电路103包括第二电容1031和第二电阻1032；第二电阻1032的第一端接地，第二端分别连接第二电容1031的第一端和开断电路30；第二电容1031的第二端连接整形电路90。

在一个实施例中，如图10所示，上升沿触发电路还包括第二二极管105；第二二极管105的阳极连接第二电阻1032的第一端，阴极连接第二电阻1032的第二端。

具体而言，当外部触发信号由高电平恢复到低电平时，这时第二电容1031可经第二二极管105快速放电；同时第二二极管105起到钳位保护作用。

在一个实施例中，如图11所示，上升沿触发电路还包括第二同相缓冲器107和第三同相缓冲器108；第二微分电路103分别连接第二同相缓冲器107的输出端和第三同相缓冲器108的输入端；第三同相缓冲器108的输出端连接开断电路30，输入端连接第二电阻1032的第二端。

具体而言，第二同相缓冲器107为输入缓冲器；第三同相缓冲器108为输出缓冲器。输出同相缓冲器用于暂存外送数据，实现数据传送的同步。

在一个实施例中，如图12所示，电流源电路20包括第三电阻201；第三电阻201的第一端连接开断电路30。

具体而言，当控制电压确定时，压控电流源电路20输出电流大小仅与控制电压和第三电阻201的阻值相关，输出电流与控制电压呈线性关系。

在一个实施例中，如图13所示，电流源电路20包括第三电阻201、第四电阻202、第五电阻203、第六电阻204和缓冲放大器205；第三电阻201的第一端接收预设控制电压，第二端分别连接缓冲放大器205的同相输入端和第四电阻202的第一端，第六电阻204的第一端接地，第二端分别连接缓冲放大器205的反相输入端和第五电阻203的第一端，第五电阻203的第二端分别连接缓冲放大器205的输出端和第四电阻202的第二端。可选地，第三电阻201的阻值与第四电阻202的阻值相等；第五电阻203的阻值和第六电阻204的阻值相等。

具体而言，当控制电压确定时，压控电流源20产生对应确定的大小电流，该电流的大小仅与控制电压和第三电阻201的阻值相关；第三电阻201的阻值确定后固定不变，输出电流与控制电压呈线性关系。缓冲放大器205起到阻抗匹配的作用，减小信号失真、抗干扰。

上述延时电路在提取到触发信号的上升沿时启动延时，具体过程为：

当外部触发信号为低电平信号时，第二同相缓冲器107输出为低电平，第二电容1031两端电压为零，第三同相缓冲器108输入输出均为低电平。

当外部触发信号由低电平变为高电平时，第二同相缓冲器107的输出同样跳变到高电平。因第二电容1031两端电压不能突变形成短暂的短路，故第二电容1031右端(即第三同相缓冲器108的输入端)电位随之突变到高电平，第三同相缓冲器108的输出也随即跳变到高电平。

当外部触发信号上升后维持高电平时，使第二电容1031经第二电阻1032快速充电，第二电容1031右端(即第三同相缓冲器108的输入端)电位呈指数规律快速下降，当降到低电平时，第三同相缓冲器108的输出随之变为低电平。此时，开关管30关断，储能元件40开始充电，延时过程开始。

当外部触发信号由高电平恢复到低电平时，第二同相缓冲器107的输出随之降为低电平(接近地电位)，这时第二电容1031经第二二极管105快速放电。开关管30的栅极持续保持低电平，电压比较电路输出的信号不发生变化，实现触发信号上升沿控制充电延时电路延时开启，有效防止延时开启时刻受触发信号的下降沿的影响。

在一个实施例中，提供了一种极紫外光刻光源，包括如上述任一项的延时电路。

具体而言，精密延时电路用于激光脉冲与液滴同步延时作用的系统。

可以理解，上述延时电路还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到完成延时的功能即可。

此外，尽管在上述这些实施例中外部触发信号使用沿触发，但可替换地，可以使用电平触发。

上述电路可以应用于本领域中各类需要延时的设备中。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。