DAC芯片抗輻照多電壓模式放大器設(shè)計
發(fā)布時間：2021-10-04 23:01
數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為模擬與數(shù)字信號間溝通的橋梁在如今航天行業(yè)的各類設(shè)備系統(tǒng)中具有十分重要的地位,運算放大器又作為DAC中的重要模塊,其性能的優(yōu)劣事關(guān)DAC芯片的性能甚至?xí)绊懙秸麄�系統(tǒng)的功能。為了確保電子系統(tǒng)的穩(wěn)定工作,對于空間環(huán)境中會對電子設(shè)備產(chǎn)生不同負面影響的各類輻照效應(yīng)的機理研究就顯得尤為重要,通過深入的理論學(xué)習(xí),針對不同輻照效應(yīng)進行研究,設(shè)計具有抗輻照性能可以在空間環(huán)境中穩(wěn)定工作的運算放大器電路對于航空事業(yè)的發(fā)展是非常有意義的,本文設(shè)計分析了在DAC芯片中具有抗輻照性能可在多電壓模式下工作的運算放大器,主要完成了以下幾方面的研究:首先,詳細深入地分析了總劑量輻照效應(yīng)產(chǎn)生的機理以及它們對電子系統(tǒng)造成的負面影響,結(jié)合損傷原理與在三種供電條件下（±15V,±5V,05V）工作的DAC對運放電路性能的要求,我們采用LDMOS器件（東部Dongbu HiTek BCD 0.18μm工藝）,因其在同等耐壓條件下其柵氧層厚度更薄,使得器件對總劑量輻照條件下的閾值電壓漂移等問題并不敏感,并且LDMOS漏端有特殊摻雜產(chǎn)生的高阻區(qū),便可以達到抗總劑量輻照100Krad與耐高壓工作（...
【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
空間輻射示意圖
應(yīng)力會將陷阱向界面方向運輸，到達界面后形成懸掛鍵，注入模型認為，形成懸掛鍵是因為電子的注入使得界面處的陷阱空穴轉(zhuǎn)變?yōu)榱私缑嫦葳�。圖2.3 輻射后空穴電子傳輸示意圖2.2.2 損傷影響器件長期工作在輻照環(huán)境中會因為各類射線粒子的影響導(dǎo)致器件內(nèi)累積大量的輻射能量，從而導(dǎo)致器件的閾值電壓發(fā)生改變，這主要是因為器件氧化層內(nèi)的陷阱固定電荷 Not與界面態(tài)陷阱電荷 Nit所導(dǎo)致的。我們以 ΔVot來代表因氧化層陷阱固定電荷所引起的器件閾值電壓變化，ΔVit代表因界面態(tài)所引起的變化，其中 εox和 ε0分別為介質(zhì)與真空的介電系數(shù)，tox為柵氧化層厚度。式 2-4，2-5 可以表示引起的變化：0oxot otoxtV q N (2-4)
it導(dǎo)致的轉(zhuǎn)移特性曲線變化圖2.4 閾值電壓變化圖結(jié)合這兩種情況考慮可得出它們總體與閾值電壓 ΔVt變化的關(guān)系，式 2-6 表達出閾值電壓與固定電荷，界面陷阱電荷總體間的關(guān)系： 0oxt ot it it otoxtV V V q N N (2-6)再考慮這兩種導(dǎo)致器件性能變化因素生成的原因可知，對于氧化層陷阱固定電荷
【參考文獻】：
期刊論文
[1]集成電路總劑量加固技術(shù)的研究進展[J]. 印琴,蔡潔明,劉士全,徐睿. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2017(01)
[2]抗輻照CMOS放大器集成電路設(shè)計技術(shù)（英文）[J]. 趙源,徐立新,陳亮亮,趙琦,MC Tang. 儀器儀表學(xué)報. 2016(S1)
[3]星載數(shù)模轉(zhuǎn)換器抗輻射性能評估測量系統(tǒng)研制[J]. 劉小敏,姜慧強,王志宇,劉童,陳華,王立平,郁發(fā)新. 核技術(shù). 2016(11)
[4]商用0.18μm CMOS工藝抗總劑量輻射性能研究[J]. 寇春梅,謝儒彬,洪根深,吳建偉. 電子與封裝. 2016(04)
[5]總劑量加固對SOINMOS器件抗輻射特性的影響[J]. 陳海波,吳建偉,李艷艷,謝儒彬,朱少立,顧祥. 電子與封裝. 2014(12)
[6]一種0.6μm SOI抗輻照運算放大器的版圖設(shè)計[J]. 徐佳麗,楊陽,黃文剛. 微電子學(xué). 2013(03)
[7]A 14-bit 1-GS/s DAC with a programmable interpolation filter in 65 nm CMOS[J]. 趙琦,李冉,邱東,易婷,Bill Yang Liu,洪志良. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[8]航天電子元器件抗輻照加固工藝[J]. 孫慧,徐抒巖,孫守紅,張偉. 電子工藝技術(shù). 2013(01)
[9]SOI抗總劑量輻射加固工藝柵氧可靠性研究[J]. 高向東,吳建偉,劉國柱,周淼. 電子與封裝. 2012(08)
[10]數(shù)模轉(zhuǎn)換器基本原理簡介[J]. 馮筱佳,雷曉平. 才智. 2012(11)
碩士論文
[1]基于雙極型工藝的低噪聲運算放大器的設(shè)計[D]. 任永春.電子科技大學(xué) 2015
本文編號：3418505
【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
空間輻射示意圖
應(yīng)力會將陷阱向界面方向運輸，到達界面后形成懸掛鍵，注入模型認為，形成懸掛鍵是因為電子的注入使得界面處的陷阱空穴轉(zhuǎn)變?yōu)榱私缑嫦葳�。圖2.3 輻射后空穴電子傳輸示意圖2.2.2 損傷影響器件長期工作在輻照環(huán)境中會因為各類射線粒子的影響導(dǎo)致器件內(nèi)累積大量的輻射能量，從而導(dǎo)致器件的閾值電壓發(fā)生改變，這主要是因為器件氧化層內(nèi)的陷阱固定電荷 Not與界面態(tài)陷阱電荷 Nit所導(dǎo)致的。我們以 ΔVot來代表因氧化層陷阱固定電荷所引起的器件閾值電壓變化，ΔVit代表因界面態(tài)所引起的變化，其中 εox和 ε0分別為介質(zhì)與真空的介電系數(shù)，tox為柵氧化層厚度。式 2-4，2-5 可以表示引起的變化：0oxot otoxtV q N (2-4)
it導(dǎo)致的轉(zhuǎn)移特性曲線變化圖2.4 閾值電壓變化圖結(jié)合這兩種情況考慮可得出它們總體與閾值電壓 ΔVt變化的關(guān)系，式 2-6 表達出閾值電壓與固定電荷，界面陷阱電荷總體間的關(guān)系： 0oxt ot it it otoxtV V V q N N (2-6)再考慮這兩種導(dǎo)致器件性能變化因素生成的原因可知，對于氧化層陷阱固定電荷
【參考文獻】：
期刊論文
[1]集成電路總劑量加固技術(shù)的研究進展[J]. 印琴,蔡潔明,劉士全,徐睿. 太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2017(01)
[2]抗輻照CMOS放大器集成電路設(shè)計技術(shù)（英文）[J]. 趙源,徐立新,陳亮亮,趙琦,MC Tang. 儀器儀表學(xué)報. 2016(S1)
[3]星載數(shù)模轉(zhuǎn)換器抗輻射性能評估測量系統(tǒng)研制[J]. 劉小敏,姜慧強,王志宇,劉童,陳華,王立平,郁發(fā)新. 核技術(shù). 2016(11)
[4]商用0.18μm CMOS工藝抗總劑量輻射性能研究[J]. 寇春梅,謝儒彬,洪根深,吳建偉. 電子與封裝. 2016(04)
[5]總劑量加固對SOINMOS器件抗輻射特性的影響[J]. 陳海波,吳建偉,李艷艷,謝儒彬,朱少立,顧祥. 電子與封裝. 2014(12)
[6]一種0.6μm SOI抗輻照運算放大器的版圖設(shè)計[J]. 徐佳麗,楊陽,黃文剛. 微電子學(xué). 2013(03)
[7]A 14-bit 1-GS/s DAC with a programmable interpolation filter in 65 nm CMOS[J]. 趙琦,李冉,邱東,易婷,Bill Yang Liu,洪志良. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[8]航天電子元器件抗輻照加固工藝[J]. 孫慧,徐抒巖,孫守紅,張偉. 電子工藝技術(shù). 2013(01)
[9]SOI抗總劑量輻射加固工藝柵氧可靠性研究[J]. 高向東,吳建偉,劉國柱,周淼. 電子與封裝. 2012(08)
[10]數(shù)模轉(zhuǎn)換器基本原理簡介[J]. 馮筱佳,雷曉平. 才智. 2012(11)
碩士論文
[1]基于雙極型工藝的低噪聲運算放大器的設(shè)計[D]. 任永春.電子科技大學(xué) 2015
本文編號：3418505
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