Study of latch-up immunization in bulk CMOS integrated circuits exposed to transient ionizing radiation

This paper presents experimental results of transient gamma irradiation effects on two kinds of circuits.One is a two-stage circuit consisting of a bipolar power device L7805CV and a bulk complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) device IDT6116,the other is a two-stage circuit consisting of a bipolar power device L7805CV and the equivalent circuit of the parasitic P-N-P-N structure in bulk CMOS devices.The results show that the L7805CV's output interruption after transient irradiation can prevent latch-up from occurring on the second stage circuit.The demanded minimum interruption duration to avoid latch-up varies with dose rate,and this is confirmed by the experimental results.

基于RHBD技术CMOS锁存器加固电路的研究

对基于RHBD技术CMOSD锁存器抗辐射加固电路设计技术进行了研究,并对其抗单粒子效应进行了模拟仿真.首先介绍了基于RHBD技术的双互锁存储单元(DICE)技术,然后给出了基于DICE结构的D锁存器的电路设计及其提取版图寄生参数后的功能仿真,并对其抗单粒子效应给出了模拟仿真,得出了此设计下的阈值LET,仿真结果表明:基于DICE结构的D锁存器具有抗单粒子效应的能力.

CMOS/SOI工艺触发器单元的单粒子实验验证与分析

针对定制设计中的触发器单元,提出了一种双移位寄存器链单粒子实验验证方法,利用该方法对基于0.35μm CMOS/SOI工艺、普通结构设计的抗辐射触发器,分别在北京串列加速器核物理国家实验室和兰州重离子加速器国家实验室进行了单粒子实验.实验结果表明,该抗辐射触发器不仅对单粒子闩锁效应免疫,而且具有非常高的抗单粒子翻转的能力.

体硅CMOS电路瞬时电离辐射下的自洽防闩锁机理分析

体硅互补型金属-氧化物-半导体集成电路含有寄生4层可控硅结构,当工作在瞬时γ射线脉冲辐射环境下时易发生闩锁,导致电路失效,甚至烧毁,所以电路防闩锁研究意义重大。本文通过求解寄生晶体管中少数载流子连续性方程的方法,分析了辐射光电流在寄生4层可控硅结构中的持续时间,提出了集成电路自洽防闩锁的条件,并得到了自洽防闩锁条件随γ射线剂量率的变化关系。对4层可控硅等效电路和体硅集成电路分别进行了瞬时辐射实验,实验结果与理论分析结果基本一致,验证了理论分析的正确性。

空间通信设备的辐射闩锁故障及对策

随着空间技术的发展,空间通信将变得越来越重要,基于SRAM的FPGA是空间通信设备中的首选器件。而CMOS晶体管是实现FPGA的主要微电子器件。文章分析了在空间通信中,辐射对微电子器件产生的影响,详细阐述了CMOS的闩锁现象,并提出了一种防治闩锁的方法。

两个低开销抗单粒子翻转锁存器

提出了两个抗单粒子翻转(SEU)的锁存器电路SEUT-A和SEUT-B。SEU的免疫性是通过将数据存放在不同的节点以及电路的恢复机制达到的。两个电路功能的实现都没有特殊的器件尺寸要求,所以都可以由小尺寸器件设计完成。提出的结构通过标准的0.18μm工艺设计实现并仿真。仿真结果表明两个电路都是SEU免疫的,而且都要比常规非加固的锁存器节省功耗。和传统的锁存电路相比,SEUT-A只多用了11%的器件数和6%的传输延时,而SEUT-B多用了56%的器件数,但获得了比传统电路快43%的速度。