D/A转换器抗辐射加固技术研究

介绍了一种16位D/A转换器抗辐射加固设计和工艺技术。主要从系统结构加固设计、关键单元加固设计和工艺加固技术等方面进行了阐述;重点对BiCMOS加固工艺的器件结构设计原理进行了详细阐述,给出了器件仿真数据和实验结果;最后,对辐照试验进行了分析。采用该加固工艺研制的16位D/A转换器实现了转换速率大于30 MSPS,建立时间小于50 ns,线性误差和微分误差均小于±8 LSB等性能指标;其抗中子辐射水平为5×1013n/cm2,抗γ总剂量辐射水平达5.0×103Gy(Si)。     

一种抗辐射16位80 MSPS A/D转换器设计

为满足航天电子系统对高速高精度16位A/D转换器的需求,设计了一种流水线型16位80 MSPS A/D转换器,内核采用“3+4+3+3+3+3+3”七级流水线,前端缓冲器用于减小第一级MDAC采样网络回踢信号对A/D转换器线性度的影响。采用环栅器件、N+/P+双环版图等设计加固技术。A/D转换器采用0.18 μm CMOS工艺,工作电源电压为3.3 V和1.8 V,在时钟输入频率为80 MHz和模拟输入频率为36.1 MHz时,ADC的功耗≤1.1 W、信噪比SNR≥73.8 dB、无杂散动态范围SFDR≥88 dBFS。电离总剂量150 krad(Si)辐照后,ADC的信噪比SNR变化量≤0.3 dB、无杂散动态范围SFDR变化量≤1 dB;Bi离子辐照下ADC的电流增加≤4 mA。     

基于MASH结构的24 bit Σ-Δ A/D转换器

设计了一种离散时间型24位Σ-Δ A/D转换器。该A/D转换器基于级联噪声整形(MASH)结构设计,整个转换器由前置可编程增益放大器、级联调制器和数字抽取滤波器等模块组成。该A/D转换器采用标准0.18 μm CMOS工艺实现,版图总面积为6 mm²。测试结果表明,在16 kS/s输出数据速率下,该A/D转换器的信噪比为106 dB,无杂散动态范围为110 dB,功耗仅为20 mW。     

A／D和D／A转换器发展动态

A/D和D/A转换器亦常称为数据转换器,它是一种模拟和数字混合信号处理电路。 随着计算机技术、多媒体技术、信号处理技术、微电子技术的发展,电子技术的应用已渗透到军事、民用领域的各个角落,不断推出先进的电子系统。在现代先进的电子系统前端和后端都将应用A/D或D/A转换器以改善数字处理技术的性能,特别是诸如雷达、声纳、     

基于DSP的高精度A/D转换器转换特性参数静态测试系统的设计

A/D转换器是许多电子系统中的一个重要器件,其性能好坏直接影响到整个电子系统的性能指标。本文介绍了一种基于DSP和高精度D/A转换器的自动测试系统,可对16位及16位以下的高精度A/D转换器的转换特性参数进行测试。该系统硬件连接简单,软件操作方便,便于携带。     

日盲紫外焦平面探测器的抗辐射加固设计

设计了一款320×256元抗辐射日盲紫外焦平面阵列探测器,重点针对探测器的读出电路版图、积分开关偏置点、探测器芯片外延结构及器件工艺开展了抗辐射加固设计。对加固样品开展了γ总剂量和中子辐照试验和测试,试验结果表明样品的抗电离辐照总剂量达到150krad(Si),抗中子辐照注量达到1×10¹³n/cm²(等效1MeV中子),验证了抗辐射加固措施的有效性。     

一种抗辐照厚膜混合集成DC/DC变换器的设计优化

研究了一种基于混合集成电路工艺设计的抗辐照DC/DC变换器设计优化方法。在保障抗辐照能力的前提下,着重对转换效率和隔离反馈技术进行优化,研制了一款抗辐照DC/DC变换器。实现了在小尺寸下将30~80 V输入电压转换为8 V/80 W额定输出,转换效率达到86%。在此基础上,完成了该抗辐照DC/DC变换器电参数和辐照试验验证,其抗总剂量辐照达到100 krad(Si),单粒子功能失效阈值LET≥75 MeV·cm²/mg。电路具备良好的抗单粒子瞬态能力,可在星载环境下稳定、高效工作。     

A/D和D/A转换器发展动态

A/D和D/A转换器亦常称为数据转换器,它是一种模拟和数字混合信号处理电路。 随着计算机技术、多媒体技术、信号处理技术、微电子技术的发展,电子技术的应用已渗透到军事、民用领域的各个角落,不断推出先进的电子系统。在现代先进的电子系统前端和后端都将应用A/D或D/A转换器以改善数字处理技术的性能,特别是诸如雷达、声纳、高分辨率视频和图象显示、军事和医疗成象、高性能控制器与传动器以及包括无线电话和基站接收机在内的现代数字通讯系统等应用对高速、高分辨率的A/D和D/A转换器的需求不断增加。近年来,它们在现代军、民用电子系统中均显示出其重要地位。     

辐射加固SOI的SRAM基FPGA中IO模块阵列的设计与实现

本文中我们提出了一个用于辐射加固的SRAM基FPGA VS100的输入输出模块阵列,该FPGA用0.5微米部分耗尽SOI工艺设计,在中电集团58所流片。与FPGA的特性一致,每一个IO单元都由布线资源和两个IOC组成,IOC包括信号通路电路,可编程输入/输出驱动器和ESD保护网络组成。IO模块能用于不同的工作模式时,边界扫描电路既可以插入在输入输出数据路径电路和驱动器之间,也可以作为透明电路。可编程IO驱动器使IO模块能够用于TTL和CMOS电平标准。布线资源使得IO模块和内部逻辑之间的连接更加灵活和方便。辐射加固设计,包括A型体接触晶体管,H型体接触晶体管和特殊的D触发器的设计提高了抗辐射性能。ESD保护网络为端口上的高脉冲提供了放电路径,防止大电流损坏内部逻辑。这些设计方法可以适用于不同大小和结构的FPGA设计。IO单元阵列的功能和性能经过了功能测试和辐射测试的考验,辐照实验结果表明,抗总剂量水平超过100Krad(Si), 抗瞬态剂量率水平超过1.510¹¹rad(Si)/s,抗中子注入量水平达到110¹⁴ n/cm²。     

基于SOI的抗辐射加固FPGA芯片

介绍抗辐射VS1000 FPGA芯片架构及其设计实现。改进的基于3输入查找表的多模式逻辑单元,与传统的基于4输入查找表相比,可以提高约12%的逻辑利用率。逻辑模块由两个逻辑单元组成,可以被配置成两种工作模式：LUT模式和分布式RAM模式。新颖的层次化布线通道模块和开关模块可以极大的提高布线资源的布通率。VS1000芯片包括392个可编程逻辑单元,112个用户IO以及与IEEE 1149.1兼容的边界扫描逻辑,采用0.5 um部分耗尽绝缘体上硅CMOS工艺全定制设计并流片。功能测试结果表明, 芯片软硬件能够成功配合且实现用户特定功能。抗辐照实验结果表明,抗总剂量水平超过100Krad(Si), 抗瞬态剂量率水平超过1.510¹¹rad(Si)/s,抗中子注入量水平达到110¹⁴ n/cm²。     

MNOS电容辐照吸收剂量计的研究

从理论上给出了具有存储特性的 MNOS电容在存储电荷后经受γ射线辐照的响应规律 ,并利用这一特性制作电子辐照吸收剂量计。采用 L PCVD工艺制作了具有存储特性的 MNOS电容 ,经自行研制对存储电荷干扰极小的 MNOS电容辐照实验测试系统 ,对样品进行了 60 Co辐照响应规律的研究。结果表明 :MNOS电容电子辐照剂量计适用于 10 3 ～ 10 5Gy范围内的累计剂量的测量。这种新型剂量计的优点是 :一次性校准可重复多次使用并可直接读数的电子测量方式 ,便于测量自动化 ,非常适用于太空飞行器和核技术应用中累计剂量的测量。     

一种通用的红外辐射特性测量技术

目标的红外辐射特性是实现目标隐身性能评估与目标识别的重要红外数据之一。传统的红外辐射反演技术会将目标分为点目标和面目标来分别加以处理。考虑到靶场目标的飞行姿态和距离变化的影响,利用现有的红外辐射特性数据难以明确地将点目标与面目标分开处理。就此提出了一种通用的红外辐射特性测量方法。该方法可统一实现目标特性的处理,并简化了数据处理的模式。采用口径为600 mm的中波红外辐射特性测量系统对目标反演精度进行了验证。在积分时间为2000 μs和3000 μs的条件下分别对目标进行了数据处理,证实了本文方法的有效性。结果表明,该方法具有一定的工程应用意义。     

抗辐射电子学研究综述

抗辐射电子学是一门交叉性、综合性的学科,其研究的辐射效应规律、损伤作用机制、加固设计方法、试验测试方法、建模仿真方法等对极端恶劣环境中的电子系统的可靠工作至关重要。对核爆炸中子、γ和X射线,空间和大气高能粒子产生的各种损伤效应(如瞬时剂量率效应、总剂量效应、单粒子效应、位移效应等)的研究现状进行了系统梳理。对辐射之间、辐射和环境应力之间的协同损伤效应(如长期原子迁移对瞬时剂量率感生光电流的影响,中子和γ射线同时辐照与序贯辐照、单因素辐照的损伤差异,质子和X射线、中子辐照的损伤差异,γ射线辐照与环境氢气的协同损伤效应等)的研究进展进行了详细介绍。阐述了国内外在核爆、空间和大气辐射加固研究方面的最新技术进展。总结了国内外在地面实验室对空间、大气或核爆辐射各种效应进行试验模拟和建模仿真的相关能力。最后对21世纪20年代以后抗辐射电子学研究领域潜在的挑战和关键技术进行了展望。     

一种抗辐照SOI反相器

制备了一种抗辐照SOI反相器,增加了一个上拉pMOS1和一个额外的nMOS1. 当受到辐照后,pMOS1和nMOS1输出的高电平使下级输出管的源漏电压减小,降低了漏电流,有效地提高了输出端“高”电平. 实验证明,该反相器在经受6e5rad(Si)的辐照后,输出“高”电平仍然未下降.     

静磁前向体波激励特性的初步研究

本文从静磁波基本方程出发导出了MSFVW的色散特性和辐射阻抗关系式得到MSFVW和诸因素的关系及其优点。从实验和理论两方面研究激励特性和结构的关系,两种结果基本一致。最后给出大功率、长脉冲工作时MSFVW的不稳定现象。这在文献上尚未见到过同样报导。     

手提式X射线像增强仪

描述了一种可以用于医学和工业领域的手提式Ｘ射线透视仪。包括其总体技术条件的确定及主要组件的设计。仪器采用了液体和固体的绝缘材料，含微伙点Ｘ射线管的射线源和ＣｓＩ阴极的双近贴射线增经器，有复全灌封结构形式的射线源组件，能在体积，机械性能等多方面条件限定下，稳定提供了３０μＡ，５５ｋＶ（ＤＣ）强度下的Ｘ射线和分辨力５ｌｐ／ｍｍ，最大输出亮度３０ｃｄ／ｍ＾２以上的秀视图象。     

一种通用的辐射聚焦器优化设计方案

本文提出了一种计算量小,抗局部极值能力强的辐射聚焦器优化设计方案,其特点在于用不同的算法来控制优化过程中不同类型的自变量.     

一种新型抗辐照SOI隔离结构

制备了一种新型抗辐照SOI隔离结构,它包含了薄SiO2/多晶硅/SiO2多层膜.利用这种结构制备的SOI器件在经受3×105rad(Si)的辐照后亚阈值特性未发生明显变化,漏电流也无增加,说明其抗辐照性能优于传统的LOCOS隔离结构.     

一种新型抗辐照SOI隔离结构

制备了一种新型抗辐照SOI隔离结构，它包含了薄SiO2/多晶硅/SiO2多层膜．利用这种结构制备的SOI器件在经受3×１０~5rad(Si)的辐照后亚阈值特性未发生明显变化，漏电流也无增加，说明其抗辐照性能优于传统的LOCOS隔离结构．     

水平方向上的大气透过率和热辐射计算模型研究

大气透过率和大气热辐射是影响目标本征辐射特性测量精度的重要因素。传统的空间目标辐射特性测量方法就是利用大气观测设备配合MODTRAN等软件或者利用红外恒星计算大气热辐射。然而，水平方向上的空气对流和复杂的地面状况会导致模式计算大气热辐射不确度增大，而火箭、导弹等目标发射起始段的红外特性测量有助于实现目标识别。因此，研究水平大气透过率和热辐射对于目标红外辐射特性测量具有十分重要的意义。针对以上问题，首先借鉴垂直廓线理论建立了同层大气“水平温度廓线”模型。然后推导了水平方向上的大气透过率和热辐射计算公式，并对其进行了实验验证。最后将大气热辐射的MODTRAN软件计算结果和实验测量结果进行了比较。结果表明，基于传统软件的热辐射计算精度为8.65% ，而本文方法的计算精度为4.91%。该实验说明这种算法在水平方向上是正确的。通过公式推导和实验验证说明了本文方法的合理性，为目标辐射特性测量过程中的水平大气透过率和热辐射计算提供了一种新的思路。