通過(guò)對(duì)某國(guó)產(chǎn)雙極工藝宇航用穩(wěn)壓器進(jìn)行不同LET值重離子輻照試驗(yàn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器件輸出電壓的變化幅度和器件供電管腳電流,準(zhǔn)確評(píng)估了器件抗單粒子效應(yīng)性能。研究結(jié)果表明器件發(fā)生單粒子瞬態(tài)效應(yīng)閾值小于5 MeV·cm²·mg^-1,當(dāng)輻照重離子LET值增加至37.37 MeV·cm²·mg^-1時(shí),誘發(fā)器件產(chǎn)生單粒子閂鎖效應(yīng),器件供電管腳電流由6 mA陡增至24 mA。在分析重離子試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,借助脈沖激光獲得了器件內(nèi)部單粒子效應(yīng)敏感區(qū)域位置和結(jié)構(gòu)特征。分析認(rèn)為由于芯片內(nèi)部多個(gè)功能模塊共用一個(gè)隔離島,同一個(gè)隔離島內(nèi)的器件之間形成的寄生PNP管與隔離島內(nèi)NPN管形成了PNPN可控硅結(jié)構(gòu),當(dāng)入射重離子LET值足夠大時(shí)將誘發(fā)寄生PNPN結(jié)構(gòu)導(dǎo)通,進(jìn)入閂鎖狀態(tài)。采用模擬軟件Spectre實(shí)現(xiàn)了電參數(shù)級(jí)的瞬態(tài)故障注入模擬,復(fù)現(xiàn)了該雙極工藝結(jié)構(gòu)下單粒子閂鎖效應(yīng)現(xiàn)象。

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圖1單粒子效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)框圖

單粒子效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示,由輻照試驗(yàn)電路板、程控電源、電子負(fù)載、多用表、示波器、路由器、計(jì)算機(jī)和電纜等組成。LT1936降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器裸芯片安裝在有源控制器的電源降壓變換模塊中,試驗(yàn)過(guò)程中器件表面正對(duì)加速器的束流窗口。試驗(yàn)電路板通過(guò)電纜和串口連接線與程控電源、電子負(fù)載、示波....

圖2單粒子瞬態(tài)效應(yīng)誘發(fā)LT1936器件輸出異常

圖2給出了27F離子(LET值為5MeV·cm2·mg-1)輻照試驗(yàn)過(guò)程中示波器監(jiān)測(cè)的SW管腳輸出波形,從圖中可以看出試驗(yàn)開(kāi)始前SW管腳的輸出信號(hào)是具有一定周期性的脈沖信號(hào),當(dāng)27F離子轟擊器件時(shí),導(dǎo)致SW端輸出脈沖的寬度變化,但LT1936器件輸出脈沖信號(hào)的變化并未影響天線有....

圖3單粒子閂鎖效應(yīng)導(dǎo)致LT1936器件SW管腳無(wú)輸出

表2不同LET值重離子輻照試驗(yàn)結(jié)果Table2ResultsofheavyionirradiationtestwithdifferentLETvalues離子種類(lèi)LET值/(MeV·cm2·mg-1)單粒子類(lèi)型異常現(xiàn)象27F5單粒子瞬態(tài)SW管....

圖4脈沖激光掃描示意圖

試驗(yàn)時(shí)將應(yīng)用線路板固定到脈沖激光試驗(yàn)裝置上,設(shè)置脈沖激光源,按照器件尺寸設(shè)置工作臺(tái),使器件按照設(shè)定的X軸掃描速度,Y軸偏移步長(zhǎng)進(jìn)行移動(dòng),直到掃描遍歷整個(gè)器件,掃描過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)LT1936器件管腳SW端波形、VC電壓和電源電流。圖4給出了脈沖激光掃描示意圖。整個(gè)器件掃描過(guò)程中,當(dāng)....

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