不同偏置下CMOS SRAM辐射损伤效应

通过对CMOS SRAM器件在7种不同的偏置条件(包括静态偏置和动态读写偏置)下进行电离辐射总剂量效应的研究,获得了不同偏置条件下SRAM器件功耗电流和功能出错数随累积剂量的响应关系。实验结果表明偏置条件对SRAM器件辐射损伤情况有较大影响,相对5种静态偏置,动态读写偏置所受辐射损伤较不敏感,其功能失效阈值也较大;SRAM总剂量效应存在印记现象,辐照时器件存储状态对辐照损伤有一定影响。     

双极电压比较器高低剂量率辐照损伤特性

为研究双极电路在空间辐射环境下的损伤规律,对典型双极电压比较器进行不同偏置条件下60Co-γ高低剂量率辐照试验。结果表明:电压比较器的输入偏置电流、开环增益和输出低电平等参数在电离辐射环境下均发生不同程度的退化,且都表现出低剂量率辐射损伤增强效应。通过进一步分析比较器敏感参数的变化规律以及电路级的具体退化模式发现,偏置条件对于电压比较器的辐照损伤特性有很大影响。     

集成运算放大器的中子辐照损伤效应研究

论文针对双极型运算放大器的中子辐照损伤效应开展实验与理论研究。从双极型器件的中子辐照损伤机理出发,考虑器件电流增益随中子注量的退化,对集成运放的偏置电流、开环增益、共模抑制比与电源抑制比等敏感参数展开试验与理论研究。基于中子辐照损伤系数,针对集成运放中敏感参数随中子注量的退化进行仿真研究,并通过电路敏感性分析明确运放中子辐照损伤的敏感器件与敏感单元。     

双极电压比较器低剂量率辐照损伤增强效应的变温辐照加速评估方法

对3款同种型号不同公司生产的双极电压比较器进行了高、低剂量率及变温辐照的⁶⁰Co γ辐照实验。结果表明：偏置电流和电源电流为双极电压比较器辐射敏感参数,失调电压仅在工作偏置条件下为辐射敏感参数;由于工艺不同,不同公司的双极电压比较器存在辐射响应差异,而同一公司的双极电压比较器在不同偏置条件下的辐照损伤趋势亦不同;变温辐照加速评估方法不仅可鉴别上述不同公司的双极电压比较器在不同偏置条件下的剂量率效应,而且能很好地模拟和保守地评估其低剂量率下的辐照损伤。     

双极电压比较器不同条件下总剂量辐射效应

为分析电压比较器在空间辐射环境下的损伤变化规律,对电压比较器在不同偏置和剂量率下的电离辐射效应进行了系统研究。结果表明,电压比较器的多个参数均发生较大变化,且敏感参数与辐照条件有很强的依赖关系。不同偏置的高低剂量率辐照结果显示,比较器的剂量率效应与偏置相关,不同偏置条件下,器件的辐射损伤模式略有不同。     

静态随机存储器总剂量辐射及退火效应研究

通过比较1Mbit商用静态随机存储器（SRAM）在6种不同偏置条件下器件参数（静态和动态功耗电流）和功能参数（错误数）随辐射总剂量、退火时间的变化规律,研究了不同工作状态对辐射损伤的影响,以及不同偏置和温度（25℃和100℃）条件下的退火机制。结果表明：不同偏置对器件参数和功能退化及退火恢复有较大影响;静态和动态功耗电流为器件的敏感参数,在静态偏置条件下器件的辐射损伤最严重。     

线性稳压器不同偏置下电离总剂量及剂量率效应

为对工作在空间电离环境中稳压器的电离总剂量及剂量率效应进行研究,选择一种常用的低压差线性稳压器进行了不同偏置的高低剂量率的电离辐照和退火实验。结合电路特征和电离辐射效应,对线性稳压器产生蜕变的原因进行分析。结果显示,器件输出电压、线性调整率、负载调整率等关键参数在电离辐射环境下发生不同程度变化。在零偏条件下,低剂量率（LDR）下损伤明显大于高剂量率（HDR）条件,表现出低剂量率损伤增强效应;而在工作偏置条件下,高剂量率辐照损伤大于低剂量率的,退火实验中,发生损伤恢复现象,表现为时间相关效应。在整个辐照和退火过程中,零偏置损伤比工作偏置损伤大。     

静态随机存储器抗总剂量辐射性能筛选在线测试系统

研制了一套SRAM总剂量辐射效应在线测试系统,该系统可同时对多个SRAM器件进行总剂量辐照效应在线测试,获得在γ辐照环境中静态功耗电流和出错数随总剂量的变化关系。进行了实际的SRAM器件辐照试验,测量得到了不同批次参数辐射响应的差异,并分析SRAM静态功耗电流和出错数受γ辐照的损伤机理。     

典型石英钟振的电离辐射效应

利用60Coγ-射线源研究宇航用典型石英钟振及其内部SM5009型振荡电路的电离辐射效应,测试辐照条件下钟振输出信号幅度、电源和电流等参数变化情况,分析这些参数变化与振荡电路失效之间的关系。结果表明,辐照条件下SM5009的场氧漏电较为严重,受照剂量达1500 Gy(Si)时,其漏电流增大至10-4A量级,这是导致辐照条件下钟振功耗电流增大的主要原因。同时SM5009的输出高电平对受照剂量较为敏感,当受照剂量达1500 Gy(Si)时,输出高电平下降约0.5 V,导致钟振输出信号峰峰值随受照剂量的增加而下降。     

12位BiCMOS模数转换器的剂量率效应

对商用BiCMOS模数转换器(ADC)AD678进行不同剂量率下电离辐射效应及室温退火特性的研究.结果表明,ADC的敏感参数在不同剂量率下的响应有差异;模拟电源电流和数字电源电流的辐照响应差别较大,微分非线性误差(DNL)、积分非线性误差(INL)和失码(Misscode)在低剂量率下电离损伤更严重,表现出明显的低剂量...     

不同偏置下10位双极模数转换器高低剂量率的辐射效应

研究了10位双极模数转换器(ADC)在60Coγ射线不同剂量率、不同偏置条件辐照下的电离辐射效应及退火特性。研究结果发现,此类模数混合信号电路在不同偏置和不同剂量率辐照下的电离辐照响应有较大差异。同一电参数既表现出低剂量率损伤增强效应(ELDRS)又表现出时间相关效应(TDE)。研究结果进一步表明,低剂量率辐照0 V偏置是最劣偏置;与之相反,高剂量率辐照5 V偏置是最劣偏置,而加电阻偏置对辐照损伤有一定的抑制作用。最后,结合空间电荷模型和边缘电场效应对其辐照损伤差异及退火机理进行了初步探讨。     

MOS器件总剂量效应敏感参数及其损伤阈值的概率模型分析

针对特征工艺尺寸为0.6μm NMOS进行了60Co电离辐照试验,分析了MOS器件总剂量辐照效应的原因,详细介绍了处理电离辐照试验数据的方法.建立了总剂量辐照效应的损伤阈值的统计概率模型,估计模型参数并对其进行了验证,结果表明,N型MOS的失效剂量更服从于威布尔函数分布;对不同辐照剂量下的NMOS敏感参数的损伤程度进行了统计分析,结果表明,器件的关态漏电流的增加量服从威布尔分布,关态漏电流在同等置信度下的不确定度随辐照总剂量增大.     

偏置条件对NPN型锗硅异质结双极晶体管电离辐射效应的影响

本文研究了不同偏置条件下国产商用NPN型锗硅异质结双极晶体管(Silicon germanium hetero-junction bipolar transistors,SiGe HBTs)在60Coγ辐射环境中电离辐照响应特性和变化规律。实验结果表明,在0.8 Gy(Si)·s-1剂量率辐照下,总累积剂量达到1.1×104 Gy(Si)时,发射结反向偏置条件下60Coγ射线辐照对SiGe HBTs造成的损伤最大,零偏次之,正偏损伤最小;经过一定时间的退火后,零偏恢复程度最小,而正偏和反偏时的恢复趋势以及程度相同。分析了不同偏置状态下其电离辐照敏感参数随累积总剂量以及退火时间的变化关系,讨论了引起电参数失效的潜在机理。     

CMOS 运算放大器的总剂量辐射响应和时间退火特性

对ＣＭＯＳ运算放大器ＬＦ７６５０进行了１ＭｅＶ电子的电离辐照实验，研究了ＬＦ７６５０的总剂量电离辐射响应特性和抗总剂量辐射水平，并通过研究其辐照后在室温和１００℃高温条件下电离辐照敏感参数随时间的变化关系，分析了在电离辐射环境下ＣＭＯＳ运算放大器的损伤机制及参数失效机理。     

星载DC-DC电源转换器总剂量辐射损伤效应研究

对低功率、双输出型DC-DC电源转换器⁶⁰Coγ辐照后的总剂量辐射损伤及辐照后退火效应进行研究。探讨了器件在不同负载、不同输入电压条件下输入电流I_in、正路/负路输出电压V_out、正路输出电流I_out、抑制模式下的输入电流I_inhibit等参数随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明：虽然同为小功率器件（DVHF2812DF与DVTR2815DF）,但抗总剂量辐射能力有所差异,这与以往结果不同;由于氧化物正电荷的累积,在追加辐照时器件参数发生很大变化;满功率负载条件下器件的电参数随总剂量变化明显;抑制模式下输入电流可作为一评估器件抗辐射能力的敏感参数。     

NAND型Flash存储器总剂量效应实验研究

针对镁光公司的4种NAND型Flash存储器,开展了不同辐照偏置下的总剂量效应实验及不同工艺尺寸器件的静态加电辐照实验。实验结果表明,器件在静态加电和动态辐照偏置下的总剂量效应相似,而与不加电辐照偏置下的总剂量效应不同。不同工艺尺寸器件的敏感参数有相同的变化趋势,由于受其他因素的综合影响,各敏感参数并不随工艺尺寸单调变化。     

0.18 μm MOS差分对管总剂量失配效应研究

为明确深亚微米MOS差分对管在电离辐射环境下晶体管失配表征方法及损伤机理,本文针对0.18 μm NMOS、PMOS差分对管,进行了⁶⁰Co γ总剂量辐射效应研究。研究结果表明：与PMOS差分对管相比,NMOS差分对管对总剂量辐照更敏感,主要表现在：1) 辐照引起NMOS差分对管转移特征曲线失配增加;2) NMOS差分对管阈值电压失配随辐照总剂量的增加而增大;3) 栅极电流辐照后稍有增加,失配随栅极电压的增加而增大。而PMOS差分对管在整个辐照过程中,无论是曲线还是参数均未出现明显变化,且失配亦未随辐照总剂量的增加而增大。     

AlteraSRAM型现场可编程门阵列总剂量辐射效应

通过比较不同模块的输出波形、不同源程序的功耗电流以及输出端口的高、低电平随总剂量的变化关系,研究了AlteraSRAM型现场可编程门阵列（FPGA）器件在⁶⁰Coγ源辐照下的总剂量辐射效应。实验结果表明：器件的功能和功耗电流随总剂量的变化不同;不同模块随总剂量的变化关系相似,不同源程序的功耗电流随总剂量的变化趋势一致;总剂量辐照实验时功耗电流可作为判断器件失效的1个敏感参数。     

CMOS SRAM总剂量辐射及退火效应研究

对1 Mbits的静态随机存储器(SRAM)进行了总剂量辐照及退火试验,试验结果表明:静、动态功耗电流均随总剂量增加而显著增大;静态功耗电流的退化与功能失效有密切相关性,非常适合作为辐射环境下器件功能失效的预警量;SRAM的读写出错数存在辐射剂量阈值,超过阈值时出错数便会指数增加;退火过程可以使器件参数恢复到初始值附近,其中高温退火对出错数的恢复作用更加明显。     

不同偏置下电流反馈运算放大器的电离辐射效应

在不同偏置条件下,对基于互补双极工艺生产的电流反馈运算放大器（CFA）进行了高低剂量率下的电离辐射效应研究。研究发现,在不同偏置条件下,器件损伤差异明显。在零偏条件下,器件在低剂量率下损伤显著增强,表现为低剂量率损伤增强效应（ELDRS）;在小工作电压下辐照时,器件损伤较小,且不同剂量率之间损伤差异不明显;而在大工作电压下辐照时,器件在高剂量率下的损伤明显大于低剂量率下的损伤,在随后的室温退火中,又恢复到与低剂量率损伤相当的程度,表现为时间相关效应。结果表明,双极器件是否具有ELDRS效应与实验偏置条件有重要关系。