隨著集成電路逐漸發(fā)展到深亞微米級,電路的可靠性問題越來越值得關(guān)注。不僅在航空航天領(lǐng)域,低海拔工作的電路也可能發(fā)生軟錯誤。同時,電子設(shè)備的安全性能也逐漸受到關(guān)注。數(shù)字隔離器的作用是將兩個系統(tǒng)進行電流隔離,確保電氣絕緣的基礎(chǔ)上實現(xiàn)兩系統(tǒng)間的信息交互或功率傳輸。數(shù)字隔離器不僅可以提高設(shè)備的電氣安全,還可以防止系統(tǒng)之間互相干擾。數(shù)字隔離器的隔離方式分為光耦隔離、變壓器隔離和電容隔離。光耦傳輸速率低且面積功耗大,電容隔離無差分輸入共模抑制特性較差,分離式變壓器隔離很難實現(xiàn)單片集成。利用MEMS工藝可以在硅襯底上制作芯片級片上微型變壓器,可以實現(xiàn)低功耗、耐高壓隔離、小型化的數(shù)字隔離器變壓器的單片集成。本文的設(shè)計采用面對面芯片堆疊結(jié)構(gòu)的片上變壓器實現(xiàn)隔離�；谄献儔浩鞯臄�(shù)字隔離器需要采用相匹配的調(diào)制模式。本文采用脈沖計數(shù)調(diào)制模式,即將數(shù)字方波信號的上升沿調(diào)制成2個窄的正脈沖,下降沿調(diào)制成1個窄的正脈沖。根據(jù)該調(diào)制模式,設(shè)計出數(shù)字隔離器的發(fā)送模塊和接收模塊。發(fā)送模塊中包括調(diào)制模塊和刷新模塊,無論是直流還是方波信號都能被正確的調(diào)制并發(fā)送。調(diào)制后的信號經(jīng)過片上變壓器由接收器接收后解調(diào),恢復(fù)原始信號。集成...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景和意義
    1.2 數(shù)字隔離器的研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要創(chuàng)新
    1.4 本文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排
第二章 數(shù)字隔離器原理和輻射效應(yīng)
    2.1 數(shù)字隔離器基本原理
        2.1.1 傳統(tǒng)隔離器的隔離原理
        2.1.2 片上變壓器
        2.1.3 數(shù)字隔離器的調(diào)制原理
    2.2 數(shù)字隔離器的輻射效應(yīng)和損傷機理
        2.2.1 總劑量輻射效應(yīng)
        2.2.2 單粒子輻射效應(yīng)
    2.3 抗輻射加固技術(shù)
        2.3.1 組合邏輯的抗SET加固
        2.3.2 時序邏輯的抗SEU加固
        2.3.3 片上變壓器的抗輻射研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 抗輻射數(shù)字隔離器的電路設(shè)計
    3.1 數(shù)字隔離器的總體設(shè)計
    3.2 基準(zhǔn)電流源
    3.3 發(fā)送器電路的設(shè)計
        3.3.1 濾波電路的設(shè)計
        3.3.2 刷新電路的設(shè)計
        3.3.3 調(diào)制電路的設(shè)計
    3.4 接收器電路的設(shè)計
        3.4.1 單穩(wěn)態(tài)電路
        3.4.2 解調(diào)器電路的設(shè)計
    3.5 輸出驅(qū)動級電路的設(shè)計
    3.6 電路級抗輻照加固
        3.6.1 反相器電路加固
        3.6.2 與非門和或非門電路加固
        3.6.3 觸發(fā)器電路加固
        3.6.4 對敏感節(jié)點的電荷補充
    3.7 基準(zhǔn)電流源的抗輻射加固
    3.8 本章小結(jié)
第四章 抗輻射數(shù)字隔離器的版圖設(shè)計
    4.1 封閉形柵的加固方法
        4.1.1 環(huán)形柵
        4.1.2 半環(huán)形柵
        4.1.3 梳狀環(huán)形柵
    4.2 保護環(huán)的加固方法
    4.3 全局版圖設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 數(shù)字隔離器的頂層電路仿真與測試
    5.1 數(shù)字隔離器頂層電路的仿真
    5.2 數(shù)字隔離器正常環(huán)境測試
        5.2.1 測試平臺的搭建
        5.2.2 流片測試與結(jié)果分析
    5.3 數(shù)字隔離器總劑量輻射效應(yīng)測試
        5.3.1 測試流程
        5.3.2 總劑量實驗結(jié)果
    5.4 數(shù)字隔離器單粒子輻射效應(yīng)測試
        5.4.1 單粒子效應(yīng)實驗?zāi)M源
        5.4.2 單粒子效應(yīng)實驗結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3960578