DAC芯片抗辐照多电压模式放大器设计
发布时间：2021-10-04 23:01
数模转换器作为模拟与数字信号间沟通的桥梁在如今航天行业的各类设备系统中具有十分重要的地位,运算放大器又作为DAC中的重要模块,其性能的优劣事关DAC芯片的性能甚至会影响到整个系统的功能。为了确保电子系统的稳定工作,对于空间环境中会对电子设备产生不同负面影响的各类辐照效应的机理研究就显得尤为重要,通过深入的理论学习,针对不同辐照效应进行研究,设计具有抗辐照性能可以在空间环境中稳定工作的运算放大器电路对于航空事业的发展是非常有意义的,本文设计分析了在DAC芯片中具有抗辐照性能可在多电压模式下工作的运算放大器,主要完成了以下几方面的研究:首先,详细深入地分析了总剂量辐照效应产生的机理以及它们对电子系统造成的负面影响,结合损伤原理与在三种供电条件下（±15V,±5V,05V）工作的DAC对运放电路性能的要求,我们采用LDMOS器件（东部Dongbu HiTek BCD 0.18μm工艺）,因其在同等耐压条件下其栅氧层厚度更薄,使得器件对总剂量辐照条件下的阈值电压漂移等问题并不敏感,并且LDMOS漏端有特殊掺杂产生的高阻区,便可以达到抗总剂量辐照100Krad与耐高压工作（...
【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】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间辐射示意图
应力会将陷阱向界面方向运输，到达界面后形成悬挂键，注入模型认为，形成悬挂键是因为电子的注入使得界面处的陷阱空穴转变为了界面陷阱。图2.3 辐射后空穴电子传输示意图2.2.2 损伤影响器件长期工作在辐照环境中会因为各类射线粒子的影响导致器件内累积大量的辐射能量，从而导致器件的阈值电压发生改变，这主要是因为器件氧化层内的陷阱固定电荷 Not与界面态陷阱电荷 Nit所导致的。我们以 ΔVot来代表因氧化层陷阱固定电荷所引起的器件阈值电压变化，ΔVit代表因界面态所引起的变化，其中 εox和 ε0分别为介质与真空的介电系数，tox为栅氧化层厚度。式 2-4，2-5 可以表示引起的变化：0oxot otoxtV q N (2-4)
it导致的转移特性曲线变化图2.4 阈值电压变化图结合这两种情况考虑可得出它们总体与阈值电压 ΔVt变化的关系，式 2-6 表达出阈值电压与固定电荷，界面陷阱电荷总体间的关系： 0oxt ot it it otoxtV V V q N N (2-6)再考虑这两种导致器件性能变化因素生成的原因可知，对于氧化层陷阱固定电荷
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成电路总剂量加固技术的研究进展[J]. 印琴,蔡洁明,刘士全,徐睿. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(01)
[2]抗辐照CMOS放大器集成电路设计技术（英文）[J]. 赵源,徐立新,陈亮亮,赵琦,MC Tang. 仪器仪表学报. 2016(S1)
[3]星载数模转换器抗辐射性能评估测量系统研制[J]. 刘小敏,姜慧强,王志宇,刘童,陈华,王立平,郁发新. 核技术. 2016(11)
[4]商用0.18μm CMOS工艺抗总剂量辐射性能研究[J]. 寇春梅,谢儒彬,洪根深,吴建伟. 电子与封装. 2016(04)
[5]总剂量加固对SOINMOS器件抗辐射特性的影响[J]. 陈海波,吴建伟,李艳艳,谢儒彬,朱少立,顾祥. 电子与封装. 2014(12)
[6]一种0.6μm SOI抗辐照运算放大器的版图设计[J]. 徐佳丽,杨阳,黄文刚. 微电子学. 2013(03)
[7]A 14-bit 1-GS/s DAC with a programmable interpolation filter in 65 nm CMOS[J]. 赵琦,李冉,邱东,易婷,Bill Yang Liu,洪志良. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[8]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)
[9]SOI抗总剂量辐射加固工艺栅氧可靠性研究[J]. 高向东,吴建伟,刘国柱,周淼. 电子与封装. 2012(08)
[10]数模转换器基本原理简介[J]. 冯筱佳,雷晓平. 才智. 2012(11)
硕士论文
[1]基于双极型工艺的低噪声运算放大器的设计[D]. 任永春.电子科技大学 2015
本文编号：3418505
【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】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间辐射示意图
应力会将陷阱向界面方向运输，到达界面后形成悬挂键，注入模型认为，形成悬挂键是因为电子的注入使得界面处的陷阱空穴转变为了界面陷阱。图2.3 辐射后空穴电子传输示意图2.2.2 损伤影响器件长期工作在辐照环境中会因为各类射线粒子的影响导致器件内累积大量的辐射能量，从而导致器件的阈值电压发生改变，这主要是因为器件氧化层内的陷阱固定电荷 Not与界面态陷阱电荷 Nit所导致的。我们以 ΔVot来代表因氧化层陷阱固定电荷所引起的器件阈值电压变化，ΔVit代表因界面态所引起的变化，其中 εox和 ε0分别为介质与真空的介电系数，tox为栅氧化层厚度。式 2-4，2-5 可以表示引起的变化：0oxot otoxtV q N (2-4)
it导致的转移特性曲线变化图2.4 阈值电压变化图结合这两种情况考虑可得出它们总体与阈值电压 ΔVt变化的关系，式 2-6 表达出阈值电压与固定电荷，界面陷阱电荷总体间的关系： 0oxt ot it it otoxtV V V q N N (2-6)再考虑这两种导致器件性能变化因素生成的原因可知，对于氧化层陷阱固定电荷
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成电路总剂量加固技术的研究进展[J]. 印琴,蔡洁明,刘士全,徐睿. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(01)
[2]抗辐照CMOS放大器集成电路设计技术（英文）[J]. 赵源,徐立新,陈亮亮,赵琦,MC Tang. 仪器仪表学报. 2016(S1)
[3]星载数模转换器抗辐射性能评估测量系统研制[J]. 刘小敏,姜慧强,王志宇,刘童,陈华,王立平,郁发新. 核技术. 2016(11)
[4]商用0.18μm CMOS工艺抗总剂量辐射性能研究[J]. 寇春梅,谢儒彬,洪根深,吴建伟. 电子与封装. 2016(04)
[5]总剂量加固对SOINMOS器件抗辐射特性的影响[J]. 陈海波,吴建伟,李艳艳,谢儒彬,朱少立,顾祥. 电子与封装. 2014(12)
[6]一种0.6μm SOI抗辐照运算放大器的版图设计[J]. 徐佳丽,杨阳,黄文刚. 微电子学. 2013(03)
[7]A 14-bit 1-GS/s DAC with a programmable interpolation filter in 65 nm CMOS[J]. 赵琦,李冉,邱东,易婷,Bill Yang Liu,洪志良. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[8]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)
[9]SOI抗总剂量辐射加固工艺栅氧可靠性研究[J]. 高向东,吴建伟,刘国柱,周淼. 电子与封装. 2012(08)
[10]数模转换器基本原理简介[J]. 冯筱佳,雷晓平. 才智. 2012(11)
硕士论文
[1]基于双极型工艺的低噪声运算放大器的设计[D]. 任永春.电子科技大学 2015
本文编号：3418505
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3418505.html
