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双极线性稳压器电离辐射剂量率效应及其损伤分析

王义元 陆妩 任迪远 郭旗 余学峰 何承发 高博

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双极线性稳压器电离辐射剂量率效应及其损伤分析

王义元, 陆妩, 任迪远, 郭旗, 余学峰, 何承发, 高博

Degradation and dose rate effects of bipolar linearregulator on ionizing radiation

Wang Yi-Yuan, Lu Wu, Ren Di-Yuan, Guo Qi, Yu Xue-Feng, He Cheng-Fa, Gao Bo
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  • 为了对双极线性稳压器在电离辐射环境下损伤变化特征及其剂量率效应进行研究,选择一组器件进行60Co γ高低剂量率的辐照和退火试验. 结果表明线性稳压器的输出电压、最大负载电流、线性调整率、压降电压等多个关键参数都有不同程度的蜕变. 且各器件在高低剂量率下的辐照响应略有不同,表现出不同的剂量率效应. 文中通过多种形式的测试结果分析,系统地讨论了各参数变化的原因及其内部各模块对稳压器功能的影响. 结合电离损伤退火特性,探讨了各剂量率效应形成的原因. 这不但对工程应用考核提供了参考,而且为设
    In order to investigate the dose rate effects and the radiation response of the voltage regulator, a group of bipolar linear regulators are irradiated by60Co γ at high and low dose rate. The results show that many of the parameters of the regulator, such as the max drive current, the output voltage, the line regulation and the dropout voltage, are sensitive to ionizing irradiation. Compared the radiation responses of the devices between high and low dose rate, the dose-rate effect is found to be dependent on device. The reasons for the degradation are discussed by combining the radiation response of the transistor and the amplifier with the circuit characteristic of the linear regulator. The dose rate effects are also analyzed from the annealing characteristics. So this is not only useful for their applicalion in space, but also helpful for the design of radiation hardness device.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10975182)资助的课题.
    [1]

    Nowlin R N, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Peas R L,Combs W E 1993 IEEE Trans. Nucl. Sci. 40 1686

    [2]

    Zheng Y Z,Lu W, Ren D Y, Wang Y Y, Guo Q, Yu X F. 2009 Acta Phys. Sin. 58 5572 (in Chinese) [郑玉展、陆 妩、任迪远、王义元、郭 旗、余学峰、何承发 2009 物理学报 58 5572]

    [3]

    Zhai Y H, Li P, Zhang G J, Fan X, Luo Y X, Hu B, Li J H, Zhang J, Su P 2011 Acta Phys. Sin. 60 (in Chinese) [翟亚红、李 平、张国俊、罗玉香、范 雪、胡 滨、李俊宏、张 健、束平 2011 物理学报 60](已接受)

    [4]

    Johnston A H, Swift G M, Rax B G 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 2427

    [5]

    Lu W, Ren D Y, Guo Q, Yu X F, Zhang G Q, Yan R L 1998 Research & Progress of SSE 18 323 (in Chinese)[陆 妩、任迪远、郭 旗、余学锋、张国强、严荣良 1998 固体电子学研究与进展 18 323]

    [6]

    Zheng Y Z,Lu W, Ren D Y, Wang Y Y, Chen R, Fei W X 2010 Nucl. Tech. 33 357 (in Chinese)[郑玉展、陆 妩、任迪远、王义元、陈 睿、费武雄 2010 核技术 33 357]

    [7]

    Abare W, Brueggeman F, Pease R, Krieg J, Simons M 2002 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Phoenix, Arizona, America, July, 2002: 177

    [8]

    Ramachandran V, Narasimham B, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Holman W T, Witulski A F, Pease R L, Dunham G W, Seiler J E, Platteter D G, 2006 IEEE Trans. Nucl. Sci. 53 3223

    [9]

    Adell P C, Schrimpf R D, Holman W T, Todd J L, Caveriviere S, Cizmarik R R, Galloway K F 2004 IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 3816

    [10]

    Beacour J T, Carriere T, Gach A, Laxague D 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 2420

    [11]

    Pease R L, McClure S, Gorelick J, Witczak S C 1998 IEEE Trans. Nucl. Sci. 45 2571

    [12]

    Fleetwood D M, Riewe L C, Schwank J R, Witczak S C, Schrimpf R D 1996 IEEE Trans. Nucl. Sci. 43 2537

    [13]

    Witczak S C,Lacoe R C, Mayer D C, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Galloway K F 1998 IEEE Trans. Nucl. Sci. 45 2339

    [14]

    Fleetwood D M, Kosier S L, Nowlin R N, Schrimpf R D, Reber R A, DeLaus M, Winokur P S, Wei A, Combs W E, Pease R L 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 1871

    [15]

    Rashkeev S C, Schrimpf R D, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Witczak S C, Michez A, Pantelides S T, 2002 IEEE Trans. Nucl. Sci. 49 2650

    [16]

    ON Semiconductor, Linear & Switching Voltage Regulator Handbook 4th ed. 2002 Arizona: ON Semiconductor Inc.,

    [17]

    Tong S B, Hua C Y 2003 Fundamentals of Analog Electronics (Beijing: Higher Education Press) p523(in Chinese)[童诗白、华成英 2003 模拟电子技术基础(北京: 高等教育出版社)第523页]

    [18]

    Wang Y Y, Lu W, Ren D Y, Zheng Y Z, Gao B, Chen R. 2010 Nucl. Tech. 33 465 (in Chinese)[王义元、陆 妩、任迪远、郑玉展、高 博,陈 睿 2010 核技术 33 465]

    [19]

    Freitag R K, Brown D B 1997 IEEE Trans. Nucl. Sci. 44 1906

    [20]

    Li R M, Du L, Zhuang Y Q, Bao J L 2007 Acta Phys. Sin. 56 3400 (in Chinese) [李瑞珉、杜 磊、庄奕琪、包军林 2007 物理学报 56 3400]

    [21]

    Zhang T Q, Liu C Y, Liu J L, Wang J P, Huang Z, Xu N J, He B P, Peng H L, Yao Y J 2001 Acta Phys. Sin. 50 2434 (in Chinese) [张廷庆、刘传洋、刘家璐、王剑屏、黄 智、徐娜军、何宝平、彭宏论、姚育娟 2001 物理学报 50 2434]

    [22]

    Li X J, Geng H B, Lan M J, Yang D Z, He S Y, Liu C M 2010 Chin. Phys. B 19 066103

    [23]

    Witczak S C, Schrimpf R D, Fleetwood D M, Galloway K F, Lacoe R C, Mayer D C, Puhl J M, Pease R L, Suehle J S 1997 IEEE Trans. Nucl. Sci. 44 1989

  • [1]

    Nowlin R N, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Peas R L,Combs W E 1993 IEEE Trans. Nucl. Sci. 40 1686

    [2]

    Zheng Y Z,Lu W, Ren D Y, Wang Y Y, Guo Q, Yu X F. 2009 Acta Phys. Sin. 58 5572 (in Chinese) [郑玉展、陆 妩、任迪远、王义元、郭 旗、余学峰、何承发 2009 物理学报 58 5572]

    [3]

    Zhai Y H, Li P, Zhang G J, Fan X, Luo Y X, Hu B, Li J H, Zhang J, Su P 2011 Acta Phys. Sin. 60 (in Chinese) [翟亚红、李 平、张国俊、罗玉香、范 雪、胡 滨、李俊宏、张 健、束平 2011 物理学报 60](已接受)

    [4]

    Johnston A H, Swift G M, Rax B G 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 2427

    [5]

    Lu W, Ren D Y, Guo Q, Yu X F, Zhang G Q, Yan R L 1998 Research & Progress of SSE 18 323 (in Chinese)[陆 妩、任迪远、郭 旗、余学锋、张国强、严荣良 1998 固体电子学研究与进展 18 323]

    [6]

    Zheng Y Z,Lu W, Ren D Y, Wang Y Y, Chen R, Fei W X 2010 Nucl. Tech. 33 357 (in Chinese)[郑玉展、陆 妩、任迪远、王义元、陈 睿、费武雄 2010 核技术 33 357]

    [7]

    Abare W, Brueggeman F, Pease R, Krieg J, Simons M 2002 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Phoenix, Arizona, America, July, 2002: 177

    [8]

    Ramachandran V, Narasimham B, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Holman W T, Witulski A F, Pease R L, Dunham G W, Seiler J E, Platteter D G, 2006 IEEE Trans. Nucl. Sci. 53 3223

    [9]

    Adell P C, Schrimpf R D, Holman W T, Todd J L, Caveriviere S, Cizmarik R R, Galloway K F 2004 IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 3816

    [10]

    Beacour J T, Carriere T, Gach A, Laxague D 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 2420

    [11]

    Pease R L, McClure S, Gorelick J, Witczak S C 1998 IEEE Trans. Nucl. Sci. 45 2571

    [12]

    Fleetwood D M, Riewe L C, Schwank J R, Witczak S C, Schrimpf R D 1996 IEEE Trans. Nucl. Sci. 43 2537

    [13]

    Witczak S C,Lacoe R C, Mayer D C, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Galloway K F 1998 IEEE Trans. Nucl. Sci. 45 2339

    [14]

    Fleetwood D M, Kosier S L, Nowlin R N, Schrimpf R D, Reber R A, DeLaus M, Winokur P S, Wei A, Combs W E, Pease R L 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 1871

    [15]

    Rashkeev S C, Schrimpf R D, Fleetwood D M, Schrimpf R D, Witczak S C, Michez A, Pantelides S T, 2002 IEEE Trans. Nucl. Sci. 49 2650

    [16]

    ON Semiconductor, Linear & Switching Voltage Regulator Handbook 4th ed. 2002 Arizona: ON Semiconductor Inc.,

    [17]

    Tong S B, Hua C Y 2003 Fundamentals of Analog Electronics (Beijing: Higher Education Press) p523(in Chinese)[童诗白、华成英 2003 模拟电子技术基础(北京: 高等教育出版社)第523页]

    [18]

    Wang Y Y, Lu W, Ren D Y, Zheng Y Z, Gao B, Chen R. 2010 Nucl. Tech. 33 465 (in Chinese)[王义元、陆 妩、任迪远、郑玉展、高 博,陈 睿 2010 核技术 33 465]

    [19]

    Freitag R K, Brown D B 1997 IEEE Trans. Nucl. Sci. 44 1906

    [20]

    Li R M, Du L, Zhuang Y Q, Bao J L 2007 Acta Phys. Sin. 56 3400 (in Chinese) [李瑞珉、杜 磊、庄奕琪、包军林 2007 物理学报 56 3400]

    [21]

    Zhang T Q, Liu C Y, Liu J L, Wang J P, Huang Z, Xu N J, He B P, Peng H L, Yao Y J 2001 Acta Phys. Sin. 50 2434 (in Chinese) [张廷庆、刘传洋、刘家璐、王剑屏、黄 智、徐娜军、何宝平、彭宏论、姚育娟 2001 物理学报 50 2434]

    [22]

    Li X J, Geng H B, Lan M J, Yang D Z, He S Y, Liu C M 2010 Chin. Phys. B 19 066103

    [23]

    Witczak S C, Schrimpf R D, Fleetwood D M, Galloway K F, Lacoe R C, Mayer D C, Puhl J M, Pease R L, Suehle J S 1997 IEEE Trans. Nucl. Sci. 44 1989

  • [1] 张晋新, 王信, 郭红霞, 冯娟, 吕玲, 李培, 闫允一, 吴宪祥, 王辉. 三维数值仿真研究锗硅异质结双极晶体管总剂量效应. 物理学报, 2022, 71(5): 058502. doi: 10.7498/aps.71.20211795
    [2] 张书豪, 袁章亦安, 乔明, 张波. 超薄屏蔽层300 V SOI LDMOS抗电离辐射总剂量仿真研究. 物理学报, 2022, 71(10): 107301. doi: 10.7498/aps.71.20220041
    [3] 张晋新, 王信, 郭红霞, 冯娟. 基于三维数值仿真的SiGe HBT总剂量效应关键影响因素机理研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211795
    [4] 陈睿, 梁亚楠, 韩建伟, 王璇, 杨涵, 陈钱, 袁润杰, 马英起, 上官士鹏. 氮化镓基高电子迁移率晶体管单粒子和总剂量效应的实验研究. 物理学报, 2021, 70(11): 116102. doi: 10.7498/aps.70.20202028
    [5] 李顺, 宋宇, 周航, 代刚, 张健. 双极型晶体管总剂量效应的统计特性. 物理学报, 2021, 70(13): 136102. doi: 10.7498/aps.70.20201835
    [6] 彭超, 恩云飞, 李斌, 雷志锋, 张战刚, 何玉娟, 黄云. 绝缘体上硅金属氧化物半导体场效应晶体管中辐射导致的寄生效应研究. 物理学报, 2018, 67(21): 216102. doi: 10.7498/aps.67.20181372
    [7] 马武英, 姚志斌, 何宝平, 王祖军, 刘敏波, 刘静, 盛江坤, 董观涛, 薛院院. 65 nm互补金属氧化物半导体场效应和晶体管总剂量效应及损伤机制. 物理学报, 2018, 67(14): 146103. doi: 10.7498/aps.67.20172542
    [8] 秦丽, 郭红霞, 张凤祁, 盛江坤, 欧阳晓平, 钟向丽, 丁李利, 罗尹虹, 张阳, 琚安安. 铁电存储器60Co γ射线及电子总剂量效应研究. 物理学报, 2018, 67(16): 166101. doi: 10.7498/aps.67.20180829
    [9] 刘海军, 田晓波, 李清江, 孙兆林, 刁节涛. 基于蒙特卡洛方法的钛氧化物忆阻器辐射损伤研究. 物理学报, 2015, 64(7): 078401. doi: 10.7498/aps.64.078401
    [10] 周航, 崔江维, 郑齐文, 郭旗, 任迪远, 余学峰. 电离辐射环境下的部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管可靠性研究. 物理学报, 2015, 64(8): 086101. doi: 10.7498/aps.64.086101
    [11] 王信, 陆妩, 吴雪, 马武英, 崔江维, 刘默寒, 姜柯. 深亚微米金属氧化物场效应晶体管及寄生双极晶体管的总剂量效应研究. 物理学报, 2014, 63(22): 226101. doi: 10.7498/aps.63.226101
    [12] 马武英, 陆妩, 郭旗, 何承发, 吴雪, 王信, 丛忠超, 汪波, 玛丽娅. 双极电压比较器电离辐射损伤及剂量率效应分析. 物理学报, 2014, 63(2): 026101. doi: 10.7498/aps.63.026101
    [13] 胡志远, 刘张李, 邵华, 张正选, 宁冰旭, 毕大炜, 陈明, 邹世昌. 深亚微米器件沟道长度对总剂量辐照效应的影响. 物理学报, 2012, 61(5): 050702. doi: 10.7498/aps.61.050702
    [14] 李明, 余学峰, 薛耀国, 卢健, 崔江维, 高博. 部分耗尽绝缘层附着硅静态随机存储器总剂量辐射损伤效应的研究. 物理学报, 2012, 61(10): 106103. doi: 10.7498/aps.61.106103
    [15] 刘张李, 胡志远, 张正选, 邵华, 宁冰旭, 毕大炜, 陈明, 邹世昌. 0.18 m MOSFET器件的总剂量辐照效应. 物理学报, 2011, 60(11): 116103. doi: 10.7498/aps.60.116103
    [16] 郑玉展, 陆妩, 任迪远, 王义元, 郭旗, 余学锋, 何承发. 不同发射极面积npn晶体管高低剂量率辐射损伤特性. 物理学报, 2009, 58(8): 5572-5577. doi: 10.7498/aps.58.5572
    [17] 贺朝会, 耿斌, 何宝平, 姚育娟, 李永宏, 彭宏论, 林东生, 周辉, 陈雨生. 大规模集成电路总剂量效应测试方法初探. 物理学报, 2004, 53(1): 194-199. doi: 10.7498/aps.53.194
    [18] 何宝平, 郭红霞, 龚建成, 王桂珍, 罗尹虹, 李永宏. 浮栅ROM集成电路空间低剂量率辐射失效时间预估. 物理学报, 2004, 53(9): 3125-3129. doi: 10.7498/aps.53.3125
    [19] 贺朝会, 耿 斌, 杨海亮, 陈晓华, 李国政, 王燕萍. 浮栅ROM器件辐射效应机理分析. 物理学报, 2003, 52(9): 2235-2238. doi: 10.7498/aps.52.2235
    [20] 郭红霞, 陈雨生, 张义门, 周辉, 龚建成, 韩福斌, 关颖, 吴国荣. 稳态、瞬态X射线辐照引起的互补性金属-氧化物-半导体器件剂量增强效应研究. 物理学报, 2001, 50(12): 2279-2283. doi: 10.7498/aps.50.2279
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-08
  • 修回日期:  2010-12-28
  • 刊出日期:  2011-09-15

双极线性稳压器电离辐射剂量率效应及其损伤分析

  • 1. (1)中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐 830011; (2)中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐 830011;中国科学院研究生院,北京 100049
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10975182)资助的课题.

摘要: 为了对双极线性稳压器在电离辐射环境下损伤变化特征及其剂量率效应进行研究,选择一组器件进行60Co γ高低剂量率的辐照和退火试验. 结果表明线性稳压器的输出电压、最大负载电流、线性调整率、压降电压等多个关键参数都有不同程度的蜕变. 且各器件在高低剂量率下的辐照响应略有不同,表现出不同的剂量率效应. 文中通过多种形式的测试结果分析,系统地讨论了各参数变化的原因及其内部各模块对稳压器功能的影响. 结合电离损伤退火特性,探讨了各剂量率效应形成的原因. 这不但对工程应用考核提供了参考,而且为设

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参考文献 (23)

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