一种非校正14位CMOS A/D转换器

设计了一种高精度A/D转换器电路。为了提高匹配精度,内部DAC采用一种电容DAC的新型分段结构;通过版图设计优化,可在不进行数字校正的情况下达到14位的分辨率,最大程度地减小了设计复杂性和功耗。整体电路采用0.6μm标准CMOS工艺线进行投片验证,实现了14位转换,转换时间达到2.5μs。

一种高压PMOS器件低剂量辐照效应分析

对MOS器件总剂量辐照机理的研究,多从γ射线在SiO_2中产生电子-空穴对,以及γ射线作用在SiO_2-Si界面上产生新生界面态方面出发,分析γ射线对MOS器件的阈值影响,但很少分析γ射线对高压MOS器件漏源击穿电压的影响。文章针对低剂量γ射线对高压PMOS器件中漏源击穿电压的作用进行综合分析;重点研究了低剂量辐照情况下高压PMOS器件的漏源击穿电压特性相对于常规剂量辐照后的变化。研究表明:低剂量的γ射线会引起高压PMOS器件漏源发生严重漏电;高压PMOS器件版图设计不当时,长期的低剂量γ射线会引起高压CMOS集成电路发生功能失效的风险。

一种基于新型寄存器结构的逐次逼近A/D转换器

介绍了一种10位CMOS逐次逼近型A／D转换器。在25kSPS采样频率以下，根据模拟输入端输入的0～10V模拟信号，通过逐次逼近逻辑，将其转化为10位无极性数字码。转换器的SAR寄存器结构采用了一种新的结构来实现D触发器。该转换器采用3μmCMOS工艺制作，信噪比为49dB，积分非线性为±0．5LSB。

铝外壳密封激光焊接技术探讨

对采用激光焊接技术密封铝合金外壳实验中出现的问题，如铝表面对激光束的反射，接头坡口的几何形状要求，保护气体的种类与流量，焊接参数选择以及焊接时焊缝产生的裂纹和气孔等，进行了探讨。结果发现，对于Ｌ３型铝外壳，选用正确的焊接参数和合适的接头形状。

一种具有大电流驱动能力的低温漂带隙基准电压源

基于XFAB 0.6μm CMOS工艺,设计了一种具有大电流驱动能力的低温度系数带隙基准电压源。通过设置不同温度系数的电阻的比值,实现带隙基准的2阶曲率补偿。采用新的电路结构,使基准源具有驱动10 m A以上负载电流的能力。经过Hspice仿真验证,常温基准输出电压为2.496 V,-55℃～125℃温度范围内的温度系数是3.1×10^(-6)/℃;低频时,电源电压抑制比为-77.6 d B;供电电压在4～6 V范围内,基准输出电压的线性调整率为0.005%/V;负载电流在0～10m A范围内,基准输出电压波动为219μV,电流源负载调整率为0.022 m V/m A。

某模/数转换器低温下输出异常失效分析

近些年来,关于电子元器件的失效分析的研究正变得越来越重要。通过电子元器件的失效分析,不仅可以发现设计与工艺制造的问题,且从中获取的经验还可以在相似产品上得到应用,避免后续相同或相似问题再次发生,使得同类产品可靠性得以提升。本文是关于某10位模/数转换器输出异常的失效分析。该批产品在进行筛选以及质量一致性检验过程中未发现异常,但用户在低温下测试时发现异常。将该产品退回所后用原测试系统、按照原测试方法复测仍然合格,在分析仪器有限的情况下,借助于试验、仿真等手段进行分析,发现产品存在固有缺陷,而所用测试方法由于不能发现该异常现象,因此筛选时未剔除此类缺陷。本篇文章对失效原因、失效机理进行了详细的分析,并提出了后续改进建议,对提高同类产品的可靠性具有借鉴意义。

一种抗辐照加固高压DAC的设计

高压DAC由于采用了大量厚栅氧MOS管,在总剂量辐照环境下会引起器件参数漂移、漏电流增加等。通常的解决方法是衬底隔离寄生MOS管、NMOS管环栅设计、栅氧工艺优化等方法,而很少分析辐照条件下,电压和电路结构对MOS管阈值和漏电的影响。文章对总剂量辐照条件下,不同电压对MOS器件阈值和漏电的作用进行综合分析;重点研究了MOS器件的不同阈值变化对DAC影响的机理。并提出一种低电源电压的设计思路,有效提高了高压DAC的抗辐照能力。最后,利用内置LDO和输出运放钳位降压的设计,将高压DAC的抗辐照能力提高至50k rad(Si)。

混合型高分辨率高速A/D转换器用的铝合金封装

众所周知,现代先进的电子系统中都广泛应用 A/D 或 D/A 来改善数字处理技术的性能,而混合集成的 A/D 转换器,在动态特性要求高的应用场合,有着广阔的使用前景。高分辨率、高速 A/D 转换器,在封装上有特殊要求,传输延迟,串扰,散热,特性阻抗等都得在封装结构设计中认真考虑。本文介绍用铝合金封装将外壳与散热器融为一体,对缩小体积,减轻重量,提高可靠性,在一些军事应用领域中具有重要意义。

一种可实现非均匀校正和盲元补偿的像元ADC

像元ADC可将红外探测器的电流信号直接转换成对应数字量,在像元阵列之间以数字的方式进行传输和最终输出。本文设计了一种可实现非均匀校正和盲元补偿算法的像元级ADC,避免了在算法级进行非均匀校正和盲元补偿的方式,降低了后续图像处理算法实现的难度,减少了图像处理算法消耗的资源。所提出的像元ADC基于64×64探测器阵列进行了红外焦平面读出芯片的设计,并采用40 nm CMOS工艺进行了流片,单个像元级ADC面积≤30μm×30μm,读出芯片面积约4.5 mm×4.5 mm。流片测试结果表示该像元ADC可实现非均匀校正与盲元补偿,非均匀校正范围可达到34%。

一种新型电压电流混合加权12位DAC

设计并实现了一种双路12位电压输出型数模转换器(DAC)。采用"10+2"分段式结构,高10位采用开关树电阻串DAC架构,保证了DAC良好的单调性。低2位采用电流舵DAC架构,从整体上减小了DAC的面积。12位DAC未经修调即可实现12位转换精度。该DAC采用0.35μm标准CMOS工艺实现,芯片尺寸为2.59mm×2.09mm。测试结果表明,在电源电压为5V时,DAC的功耗为19.5mW,DNL为-0.2LSB,INL为-2.2LSB,输出建立时间为2.5μs。在采样频率为480kS/s、输出频率为1kHz的条件下,DAC的SFDR为65dB。

应用于三维IC的积累型NMOS变容二极管

基于TSV技术,提出了一种应用于三维集成电路的积累型NMOS变容二极管。通过与传统积累型NMOS变容二极管对比,证明了基于TSV的积累型NMOS变容二极管具有电容密度大、集成度高的优点。分析了TSV高度、TSV直径、源区和漏区结深、源区和漏区宽度对所提出变容二极管性能的影响。结果表明,通过增加TSV高度或增大TSV直径都可以提高电容密度;通过减小源、漏区的结深可以提升电压灵敏度;通过增大源、漏区的宽度可以提高空穴对沟道中产生的电子抑制能力。在上述比较中加入了解析模型。最后给出了该变容二极管的工艺流程。

一种高压直采ADC的抗总剂量辐照设计

由于γ射线对SiO_(2)的电离作用,会引起MOS管阈值电压负漂移和二极管死区漏电变化,负漂移和漏电变化程度随MOS管栅氧厚度增加而加大。这样在设计高压直采ADC时,实现稳定基准和低漏电开关是个难点,通常的解决方法是优化电路参数裕量和版图,但很少考虑MOS管的反型和二极管的死区漏电。重点研究了MOS器件阈值和二极管死区漏电流变化对器件参数影响的机理,并提出一种不同电源电压MOS管结合设计思路,同时考虑了减小二极管死区漏电的影响。最后,通过使用不同电源电压MOS管设计和二极管死区漏电流分析,高压ADC在50 k rad(Si)总剂量条件下仍能达到设计要求。

多晶硅电阻线性度补偿方法研究

介绍了多晶硅电阻非线性度对信号链整体电路性能的影响,分析了多晶硅电阻非线性产生的原因。提出了衬底电位补偿和组合多晶补偿两种非线性补偿设计方法。采用仿真和测试,对比了未经补偿、新补偿方法的12位D/A转换器的性能。结果表明,经过多晶硅电阻补偿和非线性补偿后的D/A转换器达到了更优的线性度。