【摘 要】
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本文分析了脉宽调制器(PWM)中单粒子瞬态效应的产生过程、传播机制以及对开关电源的影响,结合卫星有效载荷专用电源的技术特点,提出了一种有效的防护策略.脉冲激光及重离子试验方法均验证了机理分析的正确性和改进措施的有效性.为扫除这类器件在太空应用的重要隐患提供了新的思路.“,”The generation process,propagation mechanism and the impact on the switc-hing power supply of the single event transie
【机 构】
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西安空间电子信息技术研究院,陕西西安710100
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本文分析了脉宽调制器(PWM)中单粒子瞬态效应的产生过程、传播机制以及对开关电源的影响,结合卫星有效载荷专用电源的技术特点,提出了一种有效的防护策略.脉冲激光及重离子试验方法均验证了机理分析的正确性和改进措施的有效性.为扫除这类器件在太空应用的重要隐患提供了新的思路.“,”The generation process,propagation mechanism and the impact on the switc-hing power supply of the single event transient effect in the PWM (pulse width modula-tor) are analyzed in this paper.Combined with the technical characteristics of the satel-lite payload\'s dedicated power supply,an effective protection strategy is proposed.The correctness of the mechanism analysis and the effectiveness of the improvement meas-ures is verified by the pulsed laser and heavy ion test methods.It provides new ideas for eliminating the major hidden dangers of such devices in space applications.
其他文献
本文提出了一种电路级仿真方法,对体硅CMOS存储器中由单粒子效应引发的多位翻转特性进行了建模分析.该方法综合考虑了扩散效应及寄生双极放大效应引发的电荷共享收集机制,能基于版图特征重构多节点电荷收集的电流源,实现对单粒子效应位翻转截面的预估计算.针对一款65 nm工艺体硅CMOS存储器,对不同能量及角度入射的重离子引发的多位翻转效应(MCU)进行了仿真计算,并与试验结果进行了对比.“,”A circuit-level engineering approach to estimate single-event
本文对新型8T CMOS图像传感器进行了不同能量的质子辐照实验.由于质子辐照后同时引入电离总剂量(TID)效应和位移损伤剂量(DDD)效应,使得器件参数的退化机理复杂.为了具体区分导致不同参数退化的主要因素,采用等效TID法和等效DDD法.实验得出DDD效应主要引起暗电流的退化,而TID效应主要导致光谱响应的退化,实验结果为辐射环境下图像传感器的加固设计提供了理论依据.“,”The proton irradiation experiments with different energy were carr
为分析星敏感器性能下降和姿态测量精度下降的原因,研究了10 MeV质子辐照下8T全局曝光CMOS图像传感器(CIS)电离总剂量(TID)效应和位移损伤效应对星敏感器典型性能参数的影响.分析了CMOS图像传感器暗电流、暗信号非均匀性和光响应非均匀性随位移损伤剂量(DDD)的变化规律和星敏感器星对角距精度、质心定位精度随DDD的退化规律.该研究从系统角度分析了空间辐射对星敏感器性能参数的影响,为星敏感器在轨姿态误差测量和修正技术的研究奠定基础,同时也为高精度星敏感器的设计提供了一定的理论依据.“,”The e
单粒子效应电路级建模与仿真是近年来的热点问题.为实现更高的准确度和更精细的机制分析,研究了单粒子瞬态受重离子入射位置的影响并解析建模,基于纳米尺度测试芯片的辐照试验结果验证了仿真方法的准确性.以此为基础开发了瞬时辐射效应仿真软件TREES,其输入文件为GDSII格式的版图,软件中通过解析版图提取所有有源区的形状、尺寸信息.软件还包括其他用户自定义选项,包括重离子LET值、待分析区域、激励设置等.输出文件包括对应单次入射的波性文件、单粒子效应敏感区热点图、单粒子效应截面数据等.软件第1版实现了与商用设计流程
针对空间和核工业应用中辐射引起CMOS图像传感器产生暗电流随机电报信号(DC-RTS)问题,对0.18 μm CMOS图像传感器进行不同能量质子、γ射线的辐照试验,辐照后对DC-RTS特征参数进行分析.试验结果表明:由于位移损伤和电离总剂量效应产生的RTS缺陷不同,两种DC-RTS在台阶、最大跳变幅度、平均时间等参数存在差异.相比于位移损伤产生的DC-RTS,电离总剂量产生的DC-RTS具有跳变幅度小、平均时间长的波动特点,导致此类DC-RTS难以检测分析.像素积分期间传输栅电压会对电离总剂量诱发的DC-
绝缘体上硅(SOI)技术因其独特的优势而广泛应用于辐射和高温环境中,研究不同顶层硅膜厚度(tSi)的器件特性,对进一步提升高温抗辐照SOI CMOS器件的性能至关重要.本工作首先通过工艺级仿真构建了N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)的模型,并对其进行了分析,基于仿真结果,采用0.15 μm抗辐照SOI CMOS工艺制备出具有不同硅膜厚度的实际器件,该工艺针对高温应用引入了设计与材料的优化.结果 表明,薄硅膜和厚硅膜NMOSFET在150 krad(Si)总剂量辐射下表现出相近的抗辐照加固
通过与常规器件的对比,本文详细研究了在硅离子注入改性晶圆上制备的PDSOI NMOS的热载流子诱导退化现象.理论分析和TCAD模拟结果表明,硅离子注入在埋氧层中引入的电子陷阱能够捕获注入的电子,并通过改变电场来影响氧化层的热载流子退化.在不同的应力条件下,其效果也有所不同.对改性器件施加热载流子应力时,改性器件的前栅和背栅之间存在着更明显的相互作用.同时,探讨了总剂量辐照对改性器件热载流子退化的影响.在改性器件中存在辐照增强的热载流子退化,高温退火只能部分消除这一影响.“,”The hot carrier
由于施加高栅极工作电压,使得器件容易发生重离子辐射损伤效应,其中,重大的重离子辐射损伤效应是单粒子栅穿效应(SEGR)和单粒子烧毁效应(SEB).本文介绍了抗辐射加固高压SOI NMOS器件的单粒子烧毁效应.基于抗辐射加固版图和p型离子注入工艺,对高压器件进行抗辐射加固,提高器件的抗单粒子烧毁能力,并根据电路中器件的电特性规范,设计和选择关键器件参数.通过仿真和实验结果研究了单粒子烧毁效应.实验结果表明,抗辐射加固器件在单粒子辐照情况下,实现了24 V的高漏极工作电压,线性能量传输(LET)阈值为83.5
通过室温和高温条件下的辐照试验,研究了100 nm和400 nm栅氧厚度PMOS剂量计(RADFETs)在高温下的辐照响应.实验剂量率为3 rad(Si)/s和0.098 rad(Si)/s,辐照总剂量达80 krad(Si).采用中带电压法进行氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的分离,对高温下辐照响应的微观机理进行了分析.氧化物陷阱电荷的退火作用是导致非线性响应的主要原因.不同氧化层厚度的氧化物陷阱电荷密度差异很大,高温下100 nm和400 nm RADFETs的界面态陷阱电荷密度差异较小.最后讨论了高温
空间静电放电效应(SESD)和单粒子效应(SEE)是卫星设备异常的两个重要原因,但难以精确判断航天应用中产生的故障是由何种效应所导致.以130 nm SOI工艺D触发器(D flip-flop)链为试验对象,利用静电放电发生器和脉冲激光试验装置,通过改变辐射源能量、测试模式、拓扑结构以及抗辐射加固结构等试验变量,试验研究SESD和SEE引起软错误的异同规律特征,其试验结果可为故障甄别及防护设计提供支撑.“,”Space electrostatic discharge effect (SESD) and s