【摘要】：智能功率模塊能將功率器件與控制信號(hào)集成為一體,因此廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車電子、家用電器等領(lǐng)域的各類驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)中。為了提升芯片的性能的同時(shí)減小功率器件的開關(guān)損耗,需要使得電路的工作頻率不斷變高,此外粒子輻照效應(yīng)對(duì)器件乃至電路的不利影響也頻繁發(fā)生,因此,電路的高速工作將使得智能功率模塊的可靠性必須被主要考慮。由于空間輻照效應(yīng)對(duì)民用和軍用航天器的影響,高壓集成電路的抗輻照加固技術(shù)變得日益重要。本文基于華潤(rùn)上華公司(CSMC)的1μm 600V BCD工藝平臺(tái),說(shuō)明了總劑量效應(yīng)對(duì)5V MOS器件的影響及主要加固手段。本文重點(diǎn)注了高壓柵驅(qū)動(dòng)電路中電平位移模塊的高速工作狀態(tài)可靠性和單粒子效應(yīng)引起的電壓電流脈沖的問(wèn)題,并采用了Cadance公司的Hspice工具和Silvaco公司的ATLAS工具進(jìn)行了必要的仿真模擬。通過(guò)對(duì)窄脈沖產(chǎn)生電路的基本原理以及導(dǎo)致高速工作出現(xiàn)問(wèn)題的原因進(jìn)行了分析,選取了非對(duì)稱窄脈沖的解決方案,改善了生成的兩路窄脈沖寬度。改善后的電路可識(shí)別輸入控制信號(hào)的脈寬從100ns左右提升到10ns左右,提升幅度達(dá)到了85%,通過(guò)電路關(guān)斷優(yōu)先的設(shè)計(jì)思路,大大降低單粒子燒毀(SEB)的概率。此外,本文通過(guò)對(duì)RS觸發(fā)器自身存在的不確定狀態(tài)輸出進(jìn)行了分析,明確了RS觸發(fā)器輸入端會(huì)受到單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)(SEU)的影響,以及RS觸發(fā)器的輸出端會(huì)受到單粒子瞬態(tài)效應(yīng)(SET)的影響。通過(guò)仿真對(duì)比,提出了新型抗SEU和SET的RS觸發(fā)器,對(duì)比傳統(tǒng)的RS觸發(fā)器可以很好的改善單粒子效應(yīng)帶來(lái)的不利影響,提升RS觸發(fā)器在單粒子影響下的穩(wěn)定性。因此,本設(shè)計(jì)采用的非對(duì)稱窄脈沖方法和消除RS不確定狀態(tài)的方法可以很好的提高高壓電平位移電路抗單粒子效應(yīng)的能力,從而在保證低功耗需求的同時(shí),提高設(shè)計(jì)電路的可靠性。
【圖文】：

空間輻射環(huán)境分布圖

電離輻射電子空穴輸運(yùn)示意圖
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN386

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638388