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差分压控振荡器中单粒子瞬变的研究 被引量：5
1
作者 赵振宇 蒋仁杰 +2 位作者 张民选 胡军 李少青 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期81-85,共5页
压控振荡器(VCO)是锁相环(PLL)中对于单粒子瞬变(SET)最为敏感的部件之一。基于180nm体硅CMOS工艺设计了一款经典的对称负载结构差分VCO电路,并利用电流源表征单粒子效应中电荷沉积和收集的过程,模拟了VCO电路的SET响应。模拟和分析表明... 压控振荡器(VCO)是锁相环(PLL)中对于单粒子瞬变(SET)最为敏感的部件之一。基于180nm体硅CMOS工艺设计了一款经典的对称负载结构差分VCO电路,并利用电流源表征单粒子效应中电荷沉积和收集的过程,模拟了VCO电路的SET响应。模拟和分析表明,SET响应不仅取决于入射能量、振荡频率,还受到轰击时刻的制约,不同轰击时刻产生的最大相位差可以相差300°以上。此外,偏置电路某些结点最为敏感,可以放大SET的影响,导致时钟失效长达7个周期。 展开更多
关键词 单粒子效应 单粒子瞬变 压控振荡器
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改进型抗单粒子效应D触发器 被引量：4
2
作者 赵金薇 沈鸣杰 程君侠 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期26-28,32,共4页
在对抗单粒子效应技术研究的基础上,构造了一种改进型的抗单粒子翻转和单粒子瞬变的主从型边沿D触发器。该D触发器在不影响设计流程的情况下能使得整个芯片都具有抗单粒子效应,并有效改善了以往由于引入抗辐射设计而导致芯片面积大幅度... 在对抗单粒子效应技术研究的基础上,构造了一种改进型的抗单粒子翻转和单粒子瞬变的主从型边沿D触发器。该D触发器在不影响设计流程的情况下能使得整个芯片都具有抗单粒子效应,并有效改善了以往由于引入抗辐射设计而导致芯片面积大幅度提高的问题。 展开更多
关键词 抗辐射加固 单粒子效应 单粒子翻转 单粒子瞬变 D触发器
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单粒子瞬变中的双极放大效应研究 被引量：5
3
作者 刘征 陈书明 +2 位作者 梁斌 刘必慰 赵振宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期649-654,共6页
采用三维数值模拟的方法对比研究了单个NMOS晶体管和反相器链中的单粒子瞬变(single event transient,SET)电流脉冲,发现深亚微米工艺下双极放大电流在单管的SET电流脉冲中占主要成分,而在反相器链的SET模拟中不明显,分析二者的区别解... 采用三维数值模拟的方法对比研究了单个NMOS晶体管和反相器链中的单粒子瞬变(single event transient,SET)电流脉冲,发现深亚微米工艺下双极放大电流在单管的SET电流脉冲中占主要成分,而在反相器链的SET模拟中不明显,分析二者的区别解释了源/体结偏压的形成过程和放大机理,并证明了双极放大效应受源/体结偏压影响的结论.在此基础上分析了NMOS管中源极的正向电流及其机理,发现台阶区的源极正向电流主要是由扩散作用形成的. 展开更多
关键词 单粒子瞬变 双极放大 混合模拟 台阶区电流
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一款0.18μm CMOS辐射加固差分压控振荡器 被引量：3
4
作者 赵振宇 郭斌 +1 位作者 张民选 刘衡竹 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期12-17,共6页
基于对称负载压控振荡器(VCO)的单粒子瞬变(SET)失效机理,应用设计加固(RHBD)技术分别改进了偏置电路和环形振荡器,设计和实现了一款0.18μm CMOS辐射加固差分VCO。模拟结果表明:加固VCO的SET敏感性大幅降低,同时还降低了抖动对于电源... 基于对称负载压控振荡器(VCO)的单粒子瞬变(SET)失效机理,应用设计加固(RHBD)技术分别改进了偏置电路和环形振荡器,设计和实现了一款0.18μm CMOS辐射加固差分VCO。模拟结果表明:加固VCO的SET敏感性大幅降低,同时还降低了抖动对于电源噪声的敏感性。虽然电路结构变化会导致频率下降,但可以通过调整电路尺寸而解决。此外,加固VCO面积开销有所降低,优于其他加固方法。 展开更多
关键词 单粒子效应 单粒子瞬变 压控振荡器 RHBD
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锁相环电路中压控振荡器的SET响应研究 被引量：2
5
作者 秦军瑞 陈吉华 +2 位作者 赵振宇 梁斌 刘征 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期75-79,共5页
空间辐射环境中的锁相环在SET作用下,将产生频率或相位偏差,甚至导致振荡中止,造成通信或功能中断。压控振荡器是锁相环中的关键电路,也是对SET最为敏感的部件之一。本文基于工艺校准的器件模型,采用TCAD混合模拟的方法,针对180nm体硅C... 空间辐射环境中的锁相环在SET作用下,将产生频率或相位偏差,甚至导致振荡中止,造成通信或功能中断。压控振荡器是锁相环中的关键电路,也是对SET最为敏感的部件之一。本文基于工艺校准的器件模型,采用TCAD混合模拟的方法,针对180nm体硅CMOS工艺下高频锁相环中的压控振荡器,研究了偏置条件、入射粒子的能量以及温度对压控振荡器SET响应的影响,通过分析失效机理,以指导抗辐照压控振荡器的设计。研究结果表明,当器件工作在截止区时,入射粒子引起压控振荡器输出时钟的最大相位差最小;压控振荡器的输出时钟错误脉冲数随着入射粒子LET的增加而线性增加;随着器件工作温度的升高,轰击粒子引起压控振荡器输出时钟的最大相位差也是增大的。 展开更多
关键词 单粒子瞬变 压控振荡器 混合模拟
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CMOS器件单粒子效应电荷收集机理 被引量：2
6
作者 董刚 封国强 +1 位作者 陈睿 韩建伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期839-843,共5页
针对90 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺,采用三维数值模拟方法,研究了反相器中NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管与PMOS(Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管的单粒子瞬变... 针对90 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺,采用三维数值模拟方法,研究了反相器中NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管与PMOS(Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管的单粒子瞬变(SET,Single Event Transient)电流脉冲,深入分析了PMOSFET(Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor)与NMOSFET(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)发生单粒子效应时电荷输运过程和电荷收集机理.研究结果表明,由于电路耦合作用,反相器中晶体管的电荷收集与单个晶体管差异显著;反相器中PMOS晶体管电荷收集过程中存在寄生双极放大效应,NMOS晶体管中不存在寄生双极放大效应;由于双极放大效应,90 nm工艺下PMOS晶体管产生的SET电压脉冲比NMOS晶体管产生的电压脉冲持续时间更长,进而导致PMOS晶体管的SET效应更加敏感.研究结果为数字电路SET的精确建模、进行大规模集成电路SET效应模拟提供了参考依据. 展开更多
关键词 单粒子瞬变 重离子 寄生双极放大效应 反相器 电荷收集 CMOS工艺
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电荷泵中单粒子瞬变的研究
7
作者 赵振宇 赵学谦 +2 位作者 张民选 陈吉华 李少青 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期79-83,共5页
为分析电荷泵中不同频率单粒子瞬变(SET)电流对锁相环(PLL)的影响,采用频域分析法从增益和带宽的角度研究了环路参数与SET响应的关系。分析结果表明,减小环路滤波电阻可以降低系统增益,从而有效降低压控振荡器控制电压的扰动;增大固有... 为分析电荷泵中不同频率单粒子瞬变(SET)电流对锁相环(PLL)的影响,采用频域分析法从增益和带宽的角度研究了环路参数与SET响应的关系。分析结果表明,减小环路滤波电阻可以降低系统增益,从而有效降低压控振荡器控制电压的扰动;增大固有频率或阻尼因子则可以提高系统带宽,从而滤除更大范围的SET电流,同时还可以降低PLL恢复到锁定状态的时间。因此,减小环路滤波电阻、增大固有频率或阻尼因子是有效的设计加固方法。通过1GHz PLL的SET模拟验证了上述结论。 展开更多
关键词 频域分析 电荷泵 锁相环 单粒子瞬变
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基于PDSOI的锁相环电路单粒子瞬变敏感性研究
8
作者 于猛 曾传滨 +4 位作者 闫薇薇 李博 高林春 罗家俊 韩郑生 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2017年第8期76-81,共6页
分析了一款基于0.35μm PDSOI工艺的锁相环(PLL)电路的抗单粒子瞬变(SET)能力,利用相位抖动为表征参数评估SET对PLL电路的影响与产生影响的可能性.电路级仿真采用优化过的SET注入模型,提高了仿真预测的准确程度.分析了PLL电路的SET敏感... 分析了一款基于0.35μm PDSOI工艺的锁相环(PLL)电路的抗单粒子瞬变(SET)能力,利用相位抖动为表征参数评估SET对PLL电路的影响与产生影响的可能性.电路级仿真采用优化过的SET注入模型,提高了仿真预测的准确程度.分析了PLL电路的SET敏感节点与敏感工作状态,仿真与激光测试表明,分频器(DIV)与输出低压正发射极耦合逻辑(LVPECL)是最敏感的电路模块,其内部节点的敏感性与节点分布和电路工作状态关系密切.最恶劣情况下相位抖动可达输出周期的一半左右,分析结果有助于抗SET加固设计. 展开更多
关键词 单粒子瞬变 锁相环 辐射效应 相位抖动
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密勒运算跨导放大器的单粒子瞬变效应分析
9
作者 孙路 赵振宇 尹湘江 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期449-453,457,共6页
从2阶闭环系统的角度出发,推导并分析了单粒子瞬变(SET)电流在密勒运算跨导放大器(OTA)中的传导效应。通过理论分析,发现OTA两级跨导比例(Gm2/Gm1)的大小不仅决定了系统闭环的稳定性,也决定了SET电流在系统输出端电压响应的振动幅度和... 从2阶闭环系统的角度出发,推导并分析了单粒子瞬变(SET)电流在密勒运算跨导放大器(OTA)中的传导效应。通过理论分析,发现OTA两级跨导比例(Gm2/Gm1)的大小不仅决定了系统闭环的稳定性,也决定了SET电流在系统输出端电压响应的振动幅度和恢复时间。在标准0.18μm CMOS工艺下,通过改变两级跨导的比例值,对电路的两个有效节点进行电路级SET轰击实验,收集实验结果,给出抗SET效应运算放大器的设计建议。 展开更多
关键词 单粒子瞬变 运算跨导放大器 2阶系统
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交织结构的耐单粒子瞬变压控振荡器
10
作者 韦援丰 杨海钢 李天文 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期97-102,共6页
为提高辐照环境下振荡器工作的可靠性,提出一种交织结构的抗辐照设计加固压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO),该VCO由采用交织结构的延时单元构成,该延时单元支持多数表决功能,可以抑制单粒子瞬变的影响;该VCO环路中无须引... 为提高辐照环境下振荡器工作的可靠性,提出一种交织结构的抗辐照设计加固压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO),该VCO由采用交织结构的延时单元构成,该延时单元支持多数表决功能,可以抑制单粒子瞬变的影响;该VCO环路中无须引入额外的专用表决模块,可以产生均匀的多相位输出。所提出的加固差分VCO是基于130 nm体硅互补金属氧化物半导体工艺设计的。模拟结果表明,所设计的加固VCO在100 fC^800 fC沉积电荷量的轰击范围内,其所产生的最大相位偏移不超过0.35 rad。 展开更多
关键词 抗辐照设计加固 交织结构 单粒子瞬变 压控振荡器
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