抗辐照DAC芯片中电平转换电路的设计
发布时间：2021-06-25 16:52
近年来,集成电路产业在我国迅速发展并取得了一些显著成果,在此基础上,集成电路在民用和军用领域都有很大的应用空间。某些专用集成电路需要在一定的环境条件下工作,而这些环境往往是比较恶劣的,对集成电路本身的稳定性和可靠性提出了比较严格的要求。例如伴随着中国航空航天领域的重大发展,航天器搭载的芯片从数量到种类呈现上升趋势,而高空大气层和外太空工作环境会带来低温、宇宙射线等苛刻的工作环境,一般工艺下的集成电路很难在这种环境中保证正常工作和正常寿命。因此,在高空不利因素下能够正常工作并且保证工作寿命的高性能集成电路的设计成为集成电路设计工作中一个值得研究的方向。数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的集成电路,在信号采集和信号处理的工作中起到比较关键的作用,应用于控制工程,通信工程,航天工程等等领域。数字信号具有稳定、抗干扰、传递过程中衰减弱的优势,而很多情况下需要对采集到的模拟信号进行处理分析,因此数模转换器作为中间的转换电路有着无可替代的作用,这也要求了数模转换器工作的正确性。一个良好的数模转换器能够将输入的数字信号正确存储并转换成相应的模拟信号,一旦出现转换错误的情况会对整个相关系统造成重...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDMOS结构示意图
偏移量很小或几乎可忽略不计，因此可以得到结论：本次项目采用的 LDMOS 管是一种很好的器件级抗总剂量辐照加固方式。图2.3 辐照前后 LDMOS 管转移特性2.3 工艺库的选取综合高压、抗辐照以及器件模型的精度等方面考虑，我们选择 Dongbu HiTek BCD0.18μm 工艺及其 LDMOS 器件作为构成 DAC 的主要器件，尤其是对于模拟部分模块来说，图 2.4 是其 LDMOS 器件的结构示意图（型号：nch_ldmhs_30V）。采用这样的结构有以下优势。可耐高压，轻掺杂长高阻漏区的存在使 LDMOS 管可以在栅氧化层不必太厚的条件下安全工作在高栅源电压下；良好的抗辐照性能，LDMOS 器件结构特性和埋层（NBL）结构特性使其在总剂量辐射效应和单粒子闩锁效应这两方面有良好的辐射特性；工作速度快，集成度高，相较于传统体硅 CMOS 工艺，东部 BCD 工艺由于埋层结构和深阱结构的存在使得 MOS 晶体管的体和衬底隔离
第二章 工艺选取和解码网络13图2.4 东部工艺 LDMOS通过上述分析表明，我们选用的 Dongbu HiTek 0.18μm 工艺下的 LDMOS 器件能够起到抗总剂量辐照效应的作用。实际应用于电路中时电路的抗辐照仿真结果会在第三章中继续说明。2.4 R-2R 型解码网络的数模转换器DAC 芯片的解码网络师处理外来数字信号转换成模拟输出信号的核心模块，DAC 芯片的功能能否实现很大程度上取决于解码的正误，解码后的线性度等重要参数也是衡量一个 DAC 芯片好坏、能否在恶劣环境下工作的主要指标。2.4.1 DAC 的一般结构及分类n 位 DAC 转换器的一般结构如图 2.5，其中数据锁存器、模拟开关、解码网络和求和电路四个部分是 DAC 芯片的主要工作模块数据锁存器存储和输出数字信号控制着模拟开关的工作状态，模拟开关的导通截止状态会按照输入信号等比例地将参考电压按照权值大小加到解码网络上，最终由求和电路进行加权求和，输出的即为比例于输入数字信号的电流或电压模拟信号。数据锁存器D数字量输入模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽范围低功耗亚阈值电平转换单元的设计[J]. 卢奕岑,蒋见花,袁甲,商新超. 微电子学与计算机. 2015(08)
[2]一种新颖的R-2R电阻网络[J]. 李娅,万辉. 微电子学. 2014(06)
[3]高精度数模转换器AD420在远程控制中的应用[J]. 吕志刚. 水雷战与舰船防护. 2013(03)
[4]NMOS晶体管沟道边缘电离辐射寄生漏电[J]. 楼建设,宣明,刘伟鑫,吾勤之. 上海航天. 2013(01)
[5]航天电子元器件抗辐照加固工艺[J]. 孙慧,徐抒岩,孙守红,张伟. 电子工艺技术. 2013(01)
[6]一种基于CMOS工艺的电平转换芯片[J]. 周子昂,吴定允,徐坤,张利红. 电子与封装. 2011(03)
[7]现代工艺集成电路的总剂量效应及加固技术[J]. 褚忠强,徐曦. 现代电子技术. 2010(02)
[8]RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应（英文）[J]. 刘梦新,韩郑生,毕津顺,范雪梅,刘刚,杜寰,宋李梅. 半导体学报. 2008(11)
[9]0.18μm工艺下单粒子加固锁存器的设计与仿真[J]. 李玉红,赵元富,岳素格,梁国朕,林任. 微电子学与计算机. 2007(12)
[10]空间辐射环境单粒子效应研究[J]. 丁义刚. 航天器环境工程. 2007(05)
硕士论文
[1]高精度数模转换器研究和设计[D]. 吕晶晶.浙江大学 2014
[2]高速高精度DAC设计研究[D]. 付志博.北方工业大学 2013
[3]SOI器件的总剂量辐照特性与加固电路设计技术研究[D]. 彭里.西安电子科技大学 2013
[4]一种基于NAND Flash存储器的抗辐射软件加固方法研究[D]. 易伟.国防科学技术大学 2011
[5]高速低功耗数模转换器的研究和设计[D]. 杨勇.电子科技大学 2004
本文编号：3249572
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDMOS结构示意图
偏移量很小或几乎可忽略不计，因此可以得到结论：本次项目采用的 LDMOS 管是一种很好的器件级抗总剂量辐照加固方式。图2.3 辐照前后 LDMOS 管转移特性2.3 工艺库的选取综合高压、抗辐照以及器件模型的精度等方面考虑，我们选择 Dongbu HiTek BCD0.18μm 工艺及其 LDMOS 器件作为构成 DAC 的主要器件，尤其是对于模拟部分模块来说，图 2.4 是其 LDMOS 器件的结构示意图（型号：nch_ldmhs_30V）。采用这样的结构有以下优势。可耐高压，轻掺杂长高阻漏区的存在使 LDMOS 管可以在栅氧化层不必太厚的条件下安全工作在高栅源电压下；良好的抗辐照性能，LDMOS 器件结构特性和埋层（NBL）结构特性使其在总剂量辐射效应和单粒子闩锁效应这两方面有良好的辐射特性；工作速度快，集成度高，相较于传统体硅 CMOS 工艺，东部 BCD 工艺由于埋层结构和深阱结构的存在使得 MOS 晶体管的体和衬底隔离
第二章 工艺选取和解码网络13图2.4 东部工艺 LDMOS通过上述分析表明，我们选用的 Dongbu HiTek 0.18μm 工艺下的 LDMOS 器件能够起到抗总剂量辐照效应的作用。实际应用于电路中时电路的抗辐照仿真结果会在第三章中继续说明。2.4 R-2R 型解码网络的数模转换器DAC 芯片的解码网络师处理外来数字信号转换成模拟输出信号的核心模块，DAC 芯片的功能能否实现很大程度上取决于解码的正误，解码后的线性度等重要参数也是衡量一个 DAC 芯片好坏、能否在恶劣环境下工作的主要指标。2.4.1 DAC 的一般结构及分类n 位 DAC 转换器的一般结构如图 2.5，其中数据锁存器、模拟开关、解码网络和求和电路四个部分是 DAC 芯片的主要工作模块数据锁存器存储和输出数字信号控制着模拟开关的工作状态，模拟开关的导通截止状态会按照输入信号等比例地将参考电压按照权值大小加到解码网络上，最终由求和电路进行加权求和，输出的即为比例于输入数字信号的电流或电压模拟信号。数据锁存器D数字量输入模拟
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽范围低功耗亚阈值电平转换单元的设计[J]. 卢奕岑,蒋见花,袁甲,商新超. 微电子学与计算机. 2015(08)
[2]一种新颖的R-2R电阻网络[J]. 李娅,万辉. 微电子学. 2014(06)
[3]高精度数模转换器AD420在远程控制中的应用[J]. 吕志刚. 水雷战与舰船防护. 2013(03)
[4]NMOS晶体管沟道边缘电离辐射寄生漏电[J]. 楼建设,宣明,刘伟鑫,吾勤之. 上海航天. 2013(01)
[5]航天电子元器件抗辐照加固工艺[J]. 孙慧,徐抒岩,孙守红,张伟. 电子工艺技术. 2013(01)
[6]一种基于CMOS工艺的电平转换芯片[J]. 周子昂,吴定允,徐坤,张利红. 电子与封装. 2011(03)
[7]现代工艺集成电路的总剂量效应及加固技术[J]. 褚忠强,徐曦. 现代电子技术. 2010(02)
[8]RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应（英文）[J]. 刘梦新,韩郑生,毕津顺,范雪梅,刘刚,杜寰,宋李梅. 半导体学报. 2008(11)
[9]0.18μm工艺下单粒子加固锁存器的设计与仿真[J]. 李玉红,赵元富,岳素格,梁国朕,林任. 微电子学与计算机. 2007(12)
[10]空间辐射环境单粒子效应研究[J]. 丁义刚. 航天器环境工程. 2007(05)
硕士论文
[1]高精度数模转换器研究和设计[D]. 吕晶晶.浙江大学 2014
[2]高速高精度DAC设计研究[D]. 付志博.北方工业大学 2013
[3]SOI器件的总剂量辐照特性与加固电路设计技术研究[D]. 彭里.西安电子科技大学 2013
[4]一种基于NAND Flash存储器的抗辐射软件加固方法研究[D]. 易伟.国防科学技术大学 2011
[5]高速低功耗数模转换器的研究和设计[D]. 杨勇.电子科技大学 2004
本文编号：3249572
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