一、NMOS器件不同剂量率γ射线辐射响应的理论预估（论文文献综述）
陈钱[1]（2021）在《集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究》文中提出瞬态剂量率效应（Transient Dose Rate Effects,TDRE）是核辐射环境诱发电子信息系统异常的重要方式之一,主要通过半导体器件中辐射感生的瞬态光电流造成器件异常。深入研究器件中瞬态光电流的产生和收集机制,探究其在集成电路中诱发的闩锁和翻转规律并揭示内在机制,探索加固设计思路与方法,可为抗瞬态剂量率效应器件加固设计提供参考和理论依据,为保障核辐射环境中半导体器件正常工作提供支撑。本文把握瞬态光电流这一主线,以单管器件瞬态光电流产生和收集机制研究为前提,进而研究集成电路中瞬态光电流诱发的闩锁效应和翻转效应规律和机制,最后研究器件结构加固抑制瞬态光电流以减缓瞬态剂量率效应。在研究过程中,利用自主搭建的激光模拟瞬态剂量率效应实验装置开展了激光模拟等效性研究,从理论和实验的角度验证了其有效性。针对单管器件开展瞬态剂量率效应光致电流研究,仿真研究金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semicon ductor Field-Effect-Transistor,MOSFET）瞬态剂量率效应光致电流的收集机制以及各因素的影响规律,实验获得二极管的瞬态光电流特征规律。针对静态随机存储器（Static Random Access Memory,SRAM）开展瞬态剂量率效应翻转研究,实验获得其翻转阈值以及不同模式下的翻转规律,通过TCAD仿真研究SR AM的翻转机制,阐明诱发该翻转规律的机制。针对互补金属氧化物半导体（C omplementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS）器件开展瞬态剂量率效应闩锁研究,实验获得其翻转阈值以及闩锁电流变化规律,通过HSPICE仿真研究闩锁效应机制,阐明诱发该闩锁电流变化规律的机制。最后提出和设计深阱结构加固方案,并针对有无深阱结构的D类型触发器（D type flip-flop,DFF）链进行初步的试验验证。研究工作获得的主要成果和结论如下:（1）针对激光模拟等效性的研究,基于激光模拟原理和激光辐照物理过程,建立激光等效模拟模型给出等效关系曲线,同时借助“强光一号”加速器开展验证验证,形成了较为成熟的激光实验手段。（2）针对单管器件瞬态光电流的研究表明,MOS管的瞬态光电流是由器件内部PN结耗尽区及其附近的电荷通过漂移扩散机制收集产生。各影响因素均是影响产生或收集过程改变瞬态光电流,辐照剂量会增加电离电荷而加强光电流,电压升高会加强电离电荷收集而加强光电流;温度升高会抑制漂移电流的同时加强扩散电流;阱接触则会通过改变电场电势来影响光电流的收集。二极管的瞬态光电流的总收集电荷量与脉冲激光能量成线性正相关,其瞬态峰值电流受到器件电荷收集能力的影响会存在上限,达到上限后会通过增加收集时间来完成电荷收集。（3）针对SRAM瞬态剂量率翻转的研究结果表明:SRAM瞬态剂量率翻转存在以下三种机制:第一种,瞬态光电流诱使互锁反相器中截止管导通,从而导致SRAM发生翻转;第二种,瞬态光电流诱使两边传输管导通重新写入数据从而导致翻转,会受到位线状态的影响;第三种,瞬态光电流引起大范围的路轨塌陷导致存储信息丢失从而导致翻转,会受到器件“优选状态”的影响。大范围的路轨塌陷引起的翻转会在不同存储模式下导致特殊的翻转规律。对于SRAM单元,不同阱接触会改变其“优选状态”。（4）针对CMOS器件瞬态剂量率闩锁的研究结果表明:器件需要同时满足触发条件和维持条件才能发生闩锁,且器件闩锁后的闩锁电流与供电电压成正相关。基于多路径闩锁机制,瞬态光电流会在器件中引发闩锁路径的切换,从而诱发闩锁电流“窗口”现象。（5）针对阱结构加固方法的研究结果表明,深阱结构能提高器件的抗瞬态剂量率效应能力,增加深阱掺杂能进一步提升抗辐照能力。深阱结构主要是通过与衬底和阱形成新的PN结来影响电荷收集,改变阱电势来调控双极放大电流,实现对瞬态光电流的抑制。实验验证了深阱结构DFF链的翻转阈值和饱和截面更小,表现出更强的抗瞬态剂量率效应能力。
余雪强[2]（2020）在《碳化硅肖特基二极管和场效应管辐射累积损伤效应研究》文中认为碳化硅（SiC）作为第三代宽带隙半导体材料,有着优异的物理化学性能,是发展大功率、高频高温以及抗强辐射等技术的核心。电子器件在轨服役期间,会受到空间带电粒子辐射的影响,导致电性能的退化,将影响航天器在轨服役的可靠性。因此,探究碳化硅器件的辐射损伤效应具有重要的工程意义和学术价值。本文以碳化硅肖特基二极管（SBD）和场效应管（MOSFET）两款器件作为研究对象,在系列高能电子、γ射线和重离子辐照实验基础上,利用半导体器件性能参数测试仪测试电性能的变化规律,并结合TCAD和SRIM软件对两款器件的辐射效应进行模拟,与实验结果相结合,探究辐照下碳化硅器件的电性能退化的影响因素及损伤机理。通过对比分析4H-SiC MOSFET和SBD两款器件在1MeV高能电子、γ射线和20MeV Si辐照下电性能的退化规律,分析器件的损伤机制。采用氢气浸泡研究氢对4H-SiC MOSFET的辐射效应的影响。在γ射线辐照实验中,发现氢元素对偏置栅电压为+20V的MOSFET的阈值电压的变化有抑制作用。两款SiC器件在工作状态下往往有外加电场的作用,本文根据器件的电参数,在器件的辐照过程中施加偏置电压,探究器件在偏置电压作用下的辐射效应。MOSFET的栅偏压对在高能电子和γ射线的阈值电压的变化有促进作用。利用SRIM软件模拟计算了20MeV Si离子入射SBD的缺陷分布,计算结果表明20MeV的Si离子在SiC SBD中的入射深度位于器件的外延层,入射离子导致的位移损伤集中分布于射程的终端。通过对照电离和位移的损伤的积累对电性能的影响,分析Si离子对SiC的损伤机制。
曹炜亦[3]（2020）在《双电源集成电路瞬态剂量率效应实验及损伤机理研究》文中研究说明器件或电路的瞬态剂量率效应是指瞬态剂量率辐射下光电流的产生及其引起的一系列错误,包括器件和电路的扰动、翻转、闩锁甚至烧毁等问题。其中,电源的抗瞬态剂量率辐射能力会直接影响电路的正常功能。随着集成电路规模的不断增大,双电源电路的应用变得越来越广泛,研究不同电源和电源电压对集成电路瞬态剂量率效应的影响就显得至关重要。本文基于0.18μm体硅CMOS工艺器件,通过TCAD仿真、SPICE仿真与脉冲激光实验、γ射线实验相结合的手段,研究瞬态剂量率辐射损伤机理以及简单到复杂集成电路的瞬态剂量率效应规律。本文的主要研究成果如下:（1）依托反相器电路,揭示阱接触、输出电平、衬底类型和SOI结构对集成电路瞬态剂量率效应的影响规律和机制机理。其中,增加阱接触结构可以加快电极对光电流的吸收,从而减小电路的扰动大小和恢复时间,起到加固的作用。MOS器件内部的寄生三极管与衬底密切相关,导致P型衬底反相器的输出扰动在低电平时大于高电平时,而N型衬底反相器则正好相反。通过SOI介质隔离结构阻断阱与阱、阱与衬底之间的寄生通路,可以削弱MOS器件的寄生双极效应,实现集成电路抗瞬态剂量率辐射加固的目的。（2）基于双电源反相器链电路和微处理器电路,研究瞬态剂量率辐射下双电源集成电路的输出电压扰动受不同电源和电源电压的影响规律。其中,电路的输出电压扰动幅度与两个电源电压均呈正相关关系,并且受内核电压变化的影响更大。对于两个电源本身,IO电压的扰动幅度更大,但内核电压的恢复时间更长,电路输出电压的扰动恢复取决于内核电压的恢复时间。因此,内核电源是双电源集成电路瞬态剂量率效应中需要重点加固的环节。（3）针对内核电源抗瞬态剂量率扰动能力较弱的特点,在一款双电源SRAM电路中设计使用LDO模块完成IO电压的芯片内转换,替代内核电源的功能。该LDO采用功率管延时分隔的加固方法,即将大面积的功率管拆分为数个并联的小功率管,并在相邻栅极之间增加常通的传输门,有效减小了LDO输出电压的扰动恢复时间。对电源中含LDO和不含LDO的SRAM电路进行对比研究,发现含LDO的SRAM电源抗瞬态剂量率辐射能力优于不含LDO的SRAM电源,使用LDO替代内核电源不失为一种实现集成电路电源和整体电路辐射加固的有效手段。
关晓明[4]（2020）在《抗辐照高压栅驱动电路的设计》文中认为驱动芯片作为智能功率集成电路中的重要组成部分,被广泛应用于各个领域当中。当驱动芯片工作在星用马达电机上时,芯片内部的半导体器件和电路由于长时间工作在辐照环境中,性能和可靠性会受到影响。因此,研究具有抗辐照加固性能的驱动芯片对航空航天事业的发展有重要的现实意义。本文基于1μm 600V BCD工艺平台设计了一款星用抗辐照高压栅驱动芯片,该芯片可兼容3.3V5V的TTL或CMOS逻辑输入信号,可实现输出电压120V,芯片内部设置了死区产生模块,用以防止半桥桥臂发生直通,此外还设置有保护模块,使电路在非正常工作状态下关断。本文首先叙述了辐照效应的作用机理,明确了总剂量效应对MOS器件氧化层的影响。之后采用围栅版图结构的抗总剂量加固方案,并利用Sentaurus TCAD进行仿真验证,以及对单粒子入射MOS器件后产生的瞬态电流模型进行建模仿真。随后详细的介绍了高压栅驱动电路的设计过程,并用Cadence仿真软件进行驱动电路子模块的搭建和仿真,之后针对电路级辐照效应影响的分析对不同子模块设计了不同的抗辐照加固方案,包括三模冗余机制和组合逻辑运算加固两种方案。在对抗辐照加固方案和整体电路进行仿真验证后完成版图设计和后仿过程,并在后仿过程中进行问题分析和电路结构优化。芯片流片完成后,对样片进行电学性能测试,测试结果显示各项指标满足设计预期要求。最后对样片进行辐照实验,对辐照实验后的样片再进行电学性能测试,测试结果表明,该芯片的抗总剂量能力达到500krad（Si）,抗单粒子烧毁LET阈值达到80 MeV·cm2/mg。
冯垚荣[5]（2019）在《一种抗辐照栅驱动电路设计》文中研究说明集成电路由于其尺寸小,功耗低,成本低,可靠性高等诸多优势,在众多领域都有着广泛的应用。当集成电路被应用于辐照环境时,不可避免地会遭受各种辐照效应的影响,如果不做抗辐照设计,可能会造成电路故障或失效。其中,总剂量效应作为影响集成电路性能的重要机理之一,研究具有抗总剂量辐照功能的电路对于空间事业的发展具有重要的意义。本文分阶段详细介绍了总剂量辐照在MOS器件中影响作用的机理,明确了MOS结构中的氧化层是总剂量辐照的敏感部位。总剂量辐照会造成MOS器件发生阈值电压漂移、关态漏电流增大、迁移率下降等的性能退化,本质上是由于氧化层中的陷阱电荷和Si/SiO2界面的界面态的积累。对栅驱动电路中的输入接口电路、死区时间产生电路、高侧电平位移电路等关键模块的原理进行了分析,然后搭建起整个电路进行了功能仿真,确认各项指标的实现。基于一种改进的滞回比较器,提出了一种新型输入接口模块,可以实现3.315V的逻辑电平识别,在节省成本的同时也具有良好的噪声抑制能力。拟采用栅氧掺氟的方法进行工艺级加固;采用环栅结构对低压器件进行加固,并使用器件仿真的手段,采用Sentaurus TCAD软件平台进行器件建模,经过工艺对准确定了器件的工艺参数。使用Insulator Fixed Charge模型仿真总剂量效应对MOS器件的影响,得出了与理论分析部分同样的结论。建模并仿真了环栅电路在本工艺平台的可用性,并针对高压LDMOS与普通低压MOS的不同,提出了一种新型的高压LDMOS抗辐照结构,在实现不错的抗辐照性能的同时不会造成设计面积的增加;对电路辐照后的行为进行了仿真模拟,发现死区时间产生电路是辐照敏感模块,分析其敏感原因并提出了一种总剂量加固的RC延时模块,仿真验证了该模块的辐照加固作用。本文以抗总剂量栅驱动电路的设计作为研究课题。基于1μm 600V BCD工艺平台,设计了一款抗总剂量辐照半桥栅驱动电路芯片,芯片可以兼容电压为3.315V的输入逻辑信号,内置死区时间产生电路,可以防止半桥支路直通的发生,采用工艺级、版图级和电路级的总剂量加固手段对芯片进行加固,预期可以实现超过100krad（Si）的抗总剂量能力。
黄炜[6]（2019）在《一种12位A/D转换器电路可靠性设计方法研究》文中研究说明随着模拟集成电路朝高精度、高速度和低功耗方向发展,其集成度越来越高,器件特征尺寸越来越小,器件中寄生效应、电流密度不断增强,导致器件对缺陷的敏感度也大大增加;同时新的应用要求模拟集成电路扩展其工作领域在高压、高温、强辐射、高频和大功率等恶劣条件下,这都使得模拟集成电路面临的可靠性问题日益严峻。本文选取一种12位A/D转换器电路为研究对象,开展适应A/D类模拟集成电路特点的可靠性设计技术研究,形成一套完善、有效的设计参考方法。通过对模拟集成电路可靠性设计技术全面、定量的分析与设计研究,从而保证模拟集成电路的可靠应用,满足高可靠性模拟集成电路的需求,弥补传统可靠性设计方法不全面的不足。本文主要研究内容为:1、模拟集成电路容差设计方法研究对于模拟集成电路来说,由于实际芯片生产工艺中与理想情况存在差异、实际工作环境中器件工作条件与理想情况存在差异,本文针对在模拟集成电路设计过程中的差异,利用计算机协助进行参数选择,保障器件的性能满足工作需求。2、抗辐射加固设计研究辐射导致整机中的模拟集成电路参数退化甚至完全失效,从而整机无法正常工作。因此,本文针对模拟集成电路抗辐射加固设计方法进行研究,针对模拟集成电路的应用场合、辐射环境的辐射因素和强度等,从模拟集成电路的制作材料、电路设计、器件结构、工艺等方面进行加固考虑,确保设计生产出的电路能够满足相应的空间辐射环境使用。3、ESD防护与辐照加固兼容性设计研究由于集成电路特征尺寸逐步缩小,器件的抗静电能力越来越弱。很多抗静电能力较低的产品,在生产制造、运输、使用过程中因静电而导致的产品失效越来越多,不仅提高了成本,更降低了产品可靠性。特别是对于模拟集成电路来说,由于应用环境的特殊性,电路往往需要具备一定的抗辐射能力,但器件的抗辐射能力通常与抗静电能力是矛盾的。因此,本文结合模拟集成电路的工艺和线路特点,开展适合模拟集成电路特点的防静电设计（在电路的抗静电能力与抗辐照能力之间进行合理的折中）,确保设计生产出的器件能够达到规定的抗静电等级。4、热设计及防闩锁设计方法研究模拟集成电路除了上述主要可靠性问题外,还面临着热效应、闩锁效应等失效机理,因此,本文针对上述失效机理,分析影响机理的关键因素,并提出对应的设计加固方法。5、一款12位A/D转换器可靠性设计及验证本文选取了一款12位A/D转换器,对其进行模拟集成电路ESD防护、抗辐射加固、ESD防护与辐照加固兼容性等可靠性设计,并通过可靠性验证试验,验证了所设计电路的可靠性。
李苗蕊[7]（2018）在《基于VHDL-AMS的多输出电源总剂量效应建模方法》文中研究指明电源作为电子系统的动力来源、稳压保障和异常保护器件,成为电子系统中不可或缺的一部分。电子系统能够良好运转的前提是电源的正常工作。然而,辐射会导致电子系统和器件的性能下降甚至功能失效,辐射的影响成为电子技术发展过程中不可忽略的重要因素。总剂量效应是一种不可逆损伤的累积效应,而电源对总剂量效应最为敏感。因此,研究总剂量效应对电源的影响对于电子系统能否稳定工作具有很大的帮助和参考价值。通常研究多输出电源的总剂量效应,需要建立仿真预测模型。目前研究器件总剂量效应的方法大多从物理机理的角度入手,根据制造工艺,探索内部物理过程受到总剂量辐照的影响,但这种方法对较大规模的集成电路总剂量效应的研究带来很大的困难。行为级建模方法在实践时不但可以保证模型的精准度和可用性,又能够节约仿真时间,缩短设计周期,在不需要了解器件内部工艺构成的情况下,只根据输入输出数据就可以描述内部逻辑从而建立多输出电源行为级模型。然而,多输出电源的总剂量效应行为级建模的研究从以往的文献资料来看还比较欠缺。实际中,常用的电源多为多输出电源,其中有一种低压差线性稳压器（Low Dropout Regulation,LDO）,具有噪声小、外围电路简单、应用广泛等优点,因此,本文将多输出LDO电源作为本课题的研究对象。针对总剂量效应下多输出电源的行为级建模的需求,提出了一种基于超高速集成电路硬件描述语言用于模拟混合信号（Very high speed integrated circuit Hardware Description Language-Analog Mixed Signal,VHDL-AMS）的多输出电源总剂量效应建模方法。首先介绍了LDO的结构以及LDO的总剂量效应,讨论目前国内外研究总剂量效应建模的方法,并指出采用行为级建模方法可以提高仿真效率,避免因产权保护、生产工艺参数的不足而带来的困难。同时,介绍了行为级建模的工具VHDL-AMS,它是一种可以描述数字和模拟混合电路的建模语言。然后描述了采用多输入多输出（Multiple Input and Multiple Output,MIMO）方法建立多输出电源模型的过程,利用多变量系统辨识和系统辨识工具箱,来求解能够表征多输出电源行为特征的传递函数,从而建立多输出电源的行为级模型。接着,选择多输出电源芯片LT3029来验证本文提出的多输出电源总剂量效应建模方法的有效性。在进行建模之前,设计了获取总剂量效应下多输出电源实验数据的实验装置,介绍了总剂量效应实验环境和建模工具,最后实现了基于VHDL-AMS的多输出电源总剂量效应的建模。最终,考虑影响总剂量效应的主要因素,设计了总剂量效应实验条件配置和数据收集板,并根据本课题提出的建模方法得到实验数据以及分析实验结果得出结论。实验结果表明,随着剂量的累积,多输出电源的输入电流和输出电压会逐渐增加,并且随着剂量逐渐累积,电源的稳压性能受到损伤。同时,芯片的辐照时剂量率大小也会影响多输出电源在总剂量效应下的性能表现。本课题提出的模型可以很好地表征这些反应,验证了所提出建模方法的正确性,并且该模型具有可扩展性和适应性,对多输出电源总剂量效应的行为级建模提供了可用的方法和研究思路。
李同德[8]（2018）在《体硅集成电路的瞬时剂量率辐射效应研究》文中研究指明集成电路在高剂量率辐射环境下会产生很强的瞬时光电流,造成存储电路翻转、逻辑和模拟电路强烈扰动,对于CMOS电路则会出现闩锁等问题。当特征尺寸进入到纳米尺度后,器件的瞬时剂量率辐射响应是怎样的,出现哪些新的机制,这些都是瞬时剂量率辐射效应加固的重要依据。由辐射所产生的光电流是造成电信号的扰动、翻转,甚至导致电路烧毁的直接原因。高能射线所引起的电路响应是目前应用在此环境下的电路产生软/硬错误的主要来源。器件的制造工艺、电路结构、偏置设置等随着应用环境变化而产生改变。研究这些因素对由辐射产生光电流的影响,将对抗辐照集成电路的设计提供理论依据。此外,由于体硅器件在目前集成电路中的广泛使用,充分考虑瞬时辐射对此类器件的影响,对体硅集成电路的抗辐射加固电路设计具有重要的指导意义。本课题作为某抗核辐射项目的主要研究内容之一,研究了0.18微米和65纳米体硅工艺器件和电路的剂量率辐射响应,总结出在不同条件下影响电路状态的光电流的变化情况。本文主要研究成果总结如下:（1）建立了瞬时剂量率仿真平台。利用TCAD软件进行0.18微米和65纳米工艺三维器件的结构建立和I/V特性的工艺校准,实现了对单元电路瞬时剂量率辐射效应的器件级建模,为瞬时剂量率辐射效应的仿真提供三维模型的支持。（2）揭示了影响光电流大小的因素、机制和机理。设计不同的仿真结构,通过仿真发现寄生双极效应是影响小尺寸器件瞬时光电流大小的主要因素,提出针对此研究结果的加固方法。总结了阱掺杂、阱面积、阱接触等因素对剂量率辐射效应的影响。（3）仿真发现了内核反相器在受到瞬时辐射后,其电源电压的恢复时间较IO反相器的电源电压恢复时间长。建立了0.18微米内核和IO工艺反相器的的全三维器件模型,并进行了功能验证以及剂量率仿真。得到是由于不同的掺杂浓度影响了寄生双极效应的开启时间,从而导致内核工艺反相器的电源电压需要更长的时间恢复的结论。（4）通过实验获取了复杂电路的辐射响应,验证了仿真的正确性。对0.18微米工艺4Mbit SRAM电路进行了不同剂量率的辐照实验,重点关注了内核电源电压和IO电源电压的辐射响应,得到了电源电压的恢复情况:包括两个过程,即辐射引起的瞬时光电流造成的扰动的恢复过程和光电流消失后电路状态的建立过程。
梁堃,孙鹏,李沫,代刚,李顺,解磊[9]（2017）在《SOI器件瞬时剂量率效应的激光模拟技术研究》文中进行了进一步梳理为验证激光模拟技术用于半导体SOI器件瞬时剂量率效应研究的可行性,对其优势和主要原理进行了分析。利用0.13μm SOI MOS器件单管测试芯片进行了激光辐射实验,获得了不同尺寸器件辐射所激发的瞬时光电流与激光入射能量的关系曲线,并计算得到了线性拟合后的光电流表达式。通过激光实验数据与器件TCAD仿真结果的对比,获得了本文实验条件下的辐射剂量率-激光能量模拟等效关系。结果表明,激光模拟技术可用于半导体SOI器件瞬时剂量率效应研究。
甘波[10]（2017）在《半导体辐射探测器前端读出专用集成电路研究》文中指出以碲锌镉（CdZnTe）探测器为代表的新型半导体辐射探测器,因其具有较高的射线吸收率和能量转换率,可实现对超微量X/γ射线的高效检测,特别是可以在常温下使用。在环境放射性监测、矿物和地质勘查、安全检查、生物医学成像、空间探测以及高能物理实验等领域,CdZnTe探测器均具有广阔的应用前景。前端读出专用集成电路的功能是将探测器输出的微弱电信号进行放大、成形和数字化,要求其具有低噪声、高精度、高速度、小面积、低功耗以及抗辐射等特点。本论文研究与设计实现了应用于CdZnTe探测器系统的前端读出专用集成电路,完成的主要研究工作如下:1.研究了半导体辐射探测器的信号读出与处理技术以及前端读出电路的单片集成技术。为了实现低噪声,对前端读出电路的主要模块进行了详细的理论分析和优化设计方法研究,包括前置放大器、漏电流补偿电路、极零相消电路、滤波成形器、峰值采样和保持电路、时间标记电路等。另外,分别针对便携式辐射探测仪以及辐射成像系统的应用需求,对前端读出芯片的系统结构进行了优化设计。2.针对便携式辐射探测仪以及空间探测等应用背景,设计实现了一款低噪声单通道前端读出芯片。该芯片的能量通道采用前置放大器、滤波成形器、输出缓冲器的精简结构,并在前置放大器和滤波成形器的电路设计中进行了噪声优化,具有低噪声、低功耗、高线性度、抗辐射等特点。测试结果表明,该芯片的最大能量输入范围为200 keV,非线性度小于2%,输入等效噪声仅为52.9 e-,单通道功耗小于2.4 mW,与CdZnTe探测器联合测试时对241Am辐射源的能量分辨率为5.9%,芯片的抗辐射能力满足空间应用的要求。3.针对生物医学成像、安全检查以及高能物理实验等应用背景,设计实现了一款用于辐射检测和成像系统的低噪声64通道前端读出芯片。采用内含双源极跟随器的前置放大器以及高阶有源滤波器,并使得输出波形接近于高斯波形,有利于提高读出速度。同时,采用模拟时序控制电路以及多种串扰隔离技术减小了开关噪声的影响。测试结果表明,该芯片的增益为200 V/pC,非线性度小于1%,单帧信号的读出速度约为10μs,通道间的不一致性小于2.64%,串扰仅为0.22%,输入等效噪声为66 e-,单通道功耗小于8 mW,与CdZnTe探测器联合测试时对241Am源的能量分辨率可达到4.4%,可用于检测能量低于200 keV的X射线和软γ射线。4.研究了前端读出芯片的抗辐射加固设计技术。在芯片设计中,分别采用了版图级和电路级的抗辐射加固技术。在版图层面,采用环形栅结构的NMOS晶体管并在其周围加入P+保护环以提高抗总剂量效应的能力。另外,通过在NMOS和PMOS晶体管之间加入P+型与N+型的保护环以提高抗单粒子闩锁的能力。在电路层面,对商用CMOS数字单元电路进行了结构上的改进,并采用了具有双互锁存储单元的D触发器,以消除数字电路中的单粒子瞬变和单粒子翻转错误。5.为了减小由于探测器中电子与空穴迁移率不同对辐射检测系统能量分辨率的影响,设计了一款与前端读出电路相匹配的上升时间甄别电路。该电路能够根据所设定的时间阈值对输入信号进行筛选,且时间阈值可调。典型仿真结果表明,该模块电路能够准确地去除宽度大于400 ns的输入脉冲信号,且时间分辨率小于20 ns。本论文的主要创新点如下:1.基于对前端读出系统噪声性能的理论分析与推导,提出了一种低噪声前端读出电路的优化设计方法。该设计方法从理论出发,针对具体的应用需求,从核心运放结构、输入管尺寸选择、电路结构调整、达峰时间计算、电源噪声抑制等方面,对前端读出电路进行结构与参数的优化,以实现前端读出电路噪声性能的最优化。2.提出了一种适用于多通道前端读出电路的双输出电荷灵敏放大器电路结构。该电路中,以折叠式共源共栅放大器为核心,并选用源极接地的PMOS晶体管作为输入管,有效地降低了电源以及环境噪声对电路的影响。同时,采用共栅放大管栅极接地的方式,有效降低了通道间的串扰。并且在该电路输出端引入了双源极跟随器,对反馈网络的连接方式也进行了调整,提升了读出电路的处理速度,并且增强了电路的抗干扰能力和各通道间的一致性。3.由于CdZnTe探测器中电子与空穴的迁移率具有显着差异,粒子入射位置不同会对辐射检测系统的输出信号幅度产生影响,使其能量分辨率下降,另外探测器晶体中的晶格缺陷也会加剧这一现象。本文提出了一种与前端读出电路相匹配的上升时间甄别电路。通过甄别探测器输出电流脉冲信号的宽度,判断其中电子与空穴的贡献比,并以此对能量通道的输出信号进行进一步筛选,从而提高整体系统的能量分辨率。本文基于上述创新技术,采用商用CMOS工艺,设计实现了两款分别用于便携式辐射探测仪以及辐射成像系统的前端读出芯片。所设计的芯片具有低噪声、低功耗、高线性度、高一致性、抗辐射等特点。本文的研究成果对于探测器微弱信号的低噪声前端读出微电子学具有一定的理论意义,对于研发基于半导体辐射探测器的X/γ射线检测与成像系统具有重要的工程实用价值。
二、NMOS器件不同剂量率γ射线辐射响应的理论预估（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NMOS器件不同剂量率γ射线辐射响应的理论预估（论文提纲范文）
（1）集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 辐射环境和辐射效应 |
| 1.2.1 空间辐射环境和辐射效应 |
| 1.2.2 核辐射环境及其损伤模式 |
| 1.2.3 小结 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内外相关研究 |
| 1.3.2 国内外研究的趋势和不足 |
| 1.4 本文的研究意义 |
| 1.5 本文的内容安排 |
| 第2章 实验装置和仿真工具 |
| 2.1 加速器模拟装置-西北核技术研究所 |
| 2.2 脉冲激光模拟瞬态剂量率效应辐照装置 |
| 2.3 计算机数值模拟工具 |
| 2.3.1 器件级仿真方法 |
| 2.3.2 电路级仿真方法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 单管器件瞬态光电流研究和激光模拟等效性研究 |
| 3.1 65nm MOS管的瞬态光电流研究 |
| 3.1.1 65nm MOS管仿真建模 |
| 3.1.2 65nm MOS管瞬态光电流收集机制研究 |
| 3.1.3 65nm MOS管瞬态光电流影响因素研究 |
| 3.2 二极管的瞬态光电流研究 |
| 3.2.1 实验对象和方法 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 激光模拟等效性研究 |
| 3.3.1 器件瞬态剂量率效应激光模拟原理 |
| 3.3.2 γ射线的瞬态剂量率效应脉冲激光等效模拟模型 |
| 3.3.3 模型主要参数的测量方法 |
| 3.3.4 等效模型的实验验证 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 集成电路瞬态剂量率效应翻转机制研究 |
| 4.1 SRAM翻转阈值研究 |
| 4.1.1 实验对象和实验方案 |
| 4.1.2 实验结果和规律分析 |
| 4.2 SRAM翻转规律研究 |
| 4.2.1 实验对象和实验方案 |
| 4.2.2 实验结果和规律分析 |
| 4.3 SRAM翻转机制研究 |
| 4.3.1 翻转机制分析 |
| 4.3.2 SRAM6 管单元TCAD仿真建模 |
| 4.3.3 SRAM6 管单元TCAD仿真结果与分析 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 集成电路瞬态剂量率效应闩锁机制研究 |
| 5.1 集成电路瞬态剂量率效应闩锁阈值研究 |
| 5.1.1 实验对象和实验方案 |
| 5.1.2 实验结果与分析 |
| 5.2 瞬态剂量率效应闩锁电流实验研究 |
| 5.3 瞬态剂量率效应闩锁电流窗口现象的机制分析 |
| 5.4 闩锁机制电路仿真研究 |
| 5.4.1 闩锁机制研究 |
| 5.4.2 多路径闩锁机制研究 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 集成电路瞬态剂量率效应加固研究 |
| 6.1 器件瞬态剂量率效应阱结构加固研究 |
| 6.1.1 CMOS反相器TCAD仿真建模 |
| 6.1.2 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的影响规律 |
| 6.1.3 阱结构对CMOS反相器瞬态剂量率效应的机制研究 |
| 6.2 阱结构对瞬态剂量率效应加固效果验证 |
| 6.2.1 实验对象和实验方案 |
| 6.2.2 实验结果与分析 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）碳化硅肖特基二极管和场效应管辐射累积损伤效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外碳化硅单晶与器件辐照效应研究进展 |
| 1.2.1 SiC材料与器件的发展 |
| 1.2.2 SiC材料辐射效应研究进展 |
| 1.2.3 SiC SBD辐射效应研究进展 |
| 1.2.4 SiC MOSFET辐射效应研究进展 |
| 1.3 国内外相关文献综述及存在的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验器件及实验方法 |
| 2.1 实验器件 |
| 2.2 辐照实验 |
| 2.3 氢气浸泡实验 |
| 2.4 偏置电压条件 |
| 2.5 电性能测试方法 |
| 2.5.1 SiC SBD的测试方法 |
| 2.5.2 SiC MOSFET的测试方法 |
| 2.6 TCAD模拟计算 |
| 2.7 SRIM模拟计算 |
| 第3章 SiC SBD辐射累积损伤效应 |
| 3.1 SiC SBD电子辐射效应 |
| 3.1.1 正向特性 |
| 3.1.2 反向特性 |
| 3.1.3 退化机制 |
| 3.2 SiC SBDγ射线辐射效应 |
| 3.2.1 正向特性 |
| 3.2.2 反向特性 |
| 3.2.3 退化机制 |
| 3.3 SiC SBD重离子辐射效应 |
| 3.3.1 正向特性 |
| 3.3.2 反向特性 |
| 3.3.3 退化机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SiC MOSFET辐照累积损伤效应 |
| 4.1 SiC MOSFET电子辐照效应 |
| 4.1.1 转移特性 |
| 4.1.2 源漏电流 |
| 4.1.3 退化机制 |
| 4.2 SiC MOSFETγ 射线辐射效应 |
| 4.2.1 转移特性 |
| 4.2.2 输出特性 |
| 4.2.3 退化机制 |
| 4.3 SiC MOSFET重离子辐射效应 |
| 4.3.1 转移特性曲线 |
| 4.3.2 输出特性 |
| 4.3.3 退化机制 |
| 4.4 TCAD模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）双电源集成电路瞬态剂量率效应实验及损伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 瞬态剂量率辐射环境和辐射效应 |
| 1.2 国内外研究情况 |
| 1.2.1 瞬态剂量率效应理论研究 |
| 1.2.2 瞬态剂量率效应仿真研究 |
| 1.2.3 瞬态剂量率效应实验研究 |
| 1.3 本文主要贡献和内容安排 |
| 2 反相器电路的瞬态剂量率效应 |
| 2.1 反相器TCAD建模 |
| 2.2 脉冲激光实验系统 |
| 2.3 阱接触的影响 |
| 2.4 输出电平的影响 |
| 2.5 衬底类型的影响 |
| 2.6 介质隔离的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 双电源电路的瞬态剂量率效应 |
| 3.1 双电源反相器链的瞬态剂量率效应 |
| 3.1.1 脉冲激光实验 |
| 3.1.2 不同电压反相器TCAD仿真 |
| 3.1.3 实验和仿真结果分析 |
| 3.2 双电源微处理器的瞬态剂量率效应 |
| 3.2.1 微处理器电路介绍 |
| 3.2.2 γ射线实验系统 |
| 3.2.3 γ射线实验结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 含LDO双电源电路的瞬态剂量率效应 |
| 4.1 LDO电路的瞬态剂量率效应 |
| 4.1.1 LDO电路介绍 |
| 4.1.2 LDO加固设计 |
| 4.1.3 LDO SPICE仿真 |
| 4.1.4 脉冲激光实验 |
| 4.1.5 γ射线实验 |
| 4.1.6 脉冲激光与γ射线实验差异分析 |
| 4.2 双电源SRAM的瞬态剂量率效应 |
| 4.2.1 SRAM电路介绍 |
| 4.2.2 γ射线实验 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）抗辐照高压栅驱动电路的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 总剂量效应和单粒子效应的辐照原理 |
| 2.1 总剂量效应(TID)的作用机理 |
| 2.2 总剂量效应对MOS器件的影响 |
| 2.2.1 阈值电压的漂移 |
| 2.2.2 泄漏电流增大 |
| 2.2.3 载流子迁移率下降 |
| 2.3 单粒子效应(SEE)的作用机理 |
| 2.3.1 单粒子效应的分类 |
| 2.3.2 单粒子翻转效应(SEU)的机理 |
| 2.3.3 单粒子瞬态效应(SET)的机理 |
| 2.4 辐照效应的仿真手段 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 辐照效应对MOS器件影响的仿真和分析 |
| 3.1 总剂量效应对MOS器件阈值电压漂移影响的仿真 |
| 3.2 版图级抗总剂量加固方案的设计及验证 |
| 3.2.1 仿真流程介绍 |
| 3.2.2 环栅结构的仿真和分析 |
| 3.3 单粒子注入瞬态电流模型的仿真和分析 |
| 3.3.1 单粒子注入瞬态电流模型介绍 |
| 3.3.2 单粒子注入瞬态电流仿真与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压栅驱动电路及其抗辐照加固方案的设计 |
| 4.1 输入接口模块 |
| 4.1.1 输入接口模块结构及其工作原理 |
| 4.1.2 输入接口模块总剂量效应模拟仿真 |
| 4.1.3 输入接口模块单粒子事件仿真及其加固方案设计 |
| 4.2 死区产生模块 |
| 4.2.1 死区产生模块结构及其工作原理 |
| 4.2.2 传统死区产生电路结构的隐患及其改进方案 |
| 4.2.3 死区产生模块总剂量效应模拟仿真 |
| 4.2.4 死区产生模块单粒子事件仿真 |
| 4.2.5 死区产生模块在不同温度和工艺角下的仿真情况 |
| 4.3 窄脉冲模块 |
| 4.3.1 窄脉冲产生电路结构及其工作原理 |
| 4.3.2 窄脉冲产生模块总剂量效应模拟仿真 |
| 4.3.3 窄脉冲产生模块单粒子事件仿真 |
| 4.3.4 窄脉冲产生模块在不同温度和工艺角下的仿真情况 |
| 4.4 高压电平位移模块 |
| 4.4.1 电平位移电路工作原理 |
| 4.4.2 电平位移电路中的dv/dt噪声问题及其解决方案 |
| 4.4.3 滤波电路及RS触发器的工作原理 |
| 4.4.4 高压电平位移模块的单粒子事件仿真和加固 |
| 4.5 欠压保护模块(UVLO) |
| 4.5.1 欠压保护模块结构及其工作原理 |
| 4.5.2 欠压保护模块总剂量效应模拟仿真 |
| 4.5.3 欠压保护模块的单粒子事件仿真和加固 |
| 4.5.4 欠压保护模块在不同温度和工艺角下的仿真情况 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 抗辐照高压栅驱动电路整体仿真、版图和流片测试 |
| 5.1 抗辐照高压栅驱动电路的整体仿真和分析 |
| 5.1.1 电学特性参数的介绍 |
| 5.1.2 测试电路的搭建 |
| 5.1.3 栅驱动电路的前仿真结果 |
| 5.2 抗辐照高压栅驱动电路的版图设计 |
| 5.2.1 版图的可靠性设计 |
| 5.2.2 版图的triming技术 |
| 5.2.3 顶层电路及子模块电路的版图设计 |
| 5.3 抗辐照高压栅驱动电路的后仿及优化 |
| 5.3.1 电学性能参数的仿真 |
| 5.3.2 后仿过程中遇到的问题 |
| 5.3.3 后仿过程中的优化 |
| 5.4 抗辐照高压栅驱动电路的流片与测试 |
| 5.4.1 芯片样品 |
| 5.4.2 芯片测试结果 |
| 5.4.3 芯片的总剂量辐照实验和测试结果 |
| 5.4.4 芯片的单粒子辐照实验和测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（5）一种抗辐照栅驱动电路设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 抗总剂量辐照电路的研究动态 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 总剂量辐照效应的原理 |
| 2.1 总剂量效应的作用机理 |
| 2.2 总剂量效应对MOS的影响 |
| 2.2.1 阈值电压漂移 |
| 2.2.2 关态漏电流增大 |
| 2.2.3 迁移率下降 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 栅驱动电路的设计与仿真 |
| 3.1 基准电路模块 |
| 3.2 输入接口电路模块 |
| 3.2.1 输入接口模块分析 |
| 3.2.2 改进的新型输入接口模块 |
| 3.3 死区时间产生模块和窄脉冲产生模块 |
| 3.3.1 死区时间产生模块 |
| 3.3.2 窄脉冲信号产生模块 |
| 3.4 高侧电平位移电路模块 |
| 3.5 电路整体仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 栅驱动电路总剂量加固手段研究与设计 |
| 4.1 工艺级总剂量加固手段 |
| 4.1.1 集成电路中的氧化工艺 |
| 4.1.2 氧化工艺对于器件抗总剂量性能的影响 |
| 4.1.3 栅氧总剂量辐照加固 |
| 4.2 版图级的总剂量加固结构及仿真验证 |
| 4.2.1 仿真策略介绍 |
| 4.2.2 器件建模流程 |
| 4.2.3 环栅结构版图加固 |
| 4.2.4 新型高压LDMOS抗辐照版图加固 |
| 4.2.4.1 高压LDMOS中的寄生漏电路径 |
| 4.2.4.2 新型抗总剂量辐照高压LDMOS结构 |
| 4.2.4.3 新结构的建模仿真 |
| 4.3 电路级总剂量加固设计与仿真 |
| 4.3.1 电路整体总剂量效应仿真模拟 |
| 4.3.2 死区时间产生电路总剂量敏感原因仿真与分析 |
| 4.3.3 总剂量加固死区时间产生电路设计与仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（6）一种12位A/D转换器电路可靠性设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 模拟集成电路可靠性的发展 |
| 1.2 本文主要工作 |
| 1.3 本论文的结构安排 |
| 第二章 12位A/D转换器容差设计 |
| 2.1 电路的容差设计方法 |
| 2.2 12位A/D转换器容差设计 |
| 2.2.1 12位A/D转换器基本工作原理 |
| 2.2.2 关键单元电路设计 |
| 2.2.3 容差设计 |
| 第三章 12位A/D转换器ESD防护设计 |
| 3.1 模拟集成店里ESD防护设计方法 |
| 3.1.1 ESD保护电路设计背景 |
| 3.1.2 静电放电模型与静电测试方法 |
| 3.1.3 ESD保护电路设计规则 |
| 3.1.4 ESD防护电路 |
| 3.2 12位A/D转换器ESD防护设计 |
| 第四章 12位A/D转换器抗辐射加固设计 |
| 4.1 模拟集成电路抗辐射加固设计方法 |
| 4.1.1 辐射环境 |
| 4.1.2 主要的几种辐射类别 |
| 4.1.3 辐射机理 |
| 4.1.4 抗辐射加固设计规则 |
| 4.1.5 抗辐射加固设计具体措施 |
| 4.2 模拟集成电路ESD防护和抗辐射加固兼容性设计 |
| 4.2.1 模拟集成电路ESD防护与辐照加固兼容性设计背景 |
| 4.2.2 模拟集成电路ESD防护与辐照加固兼容性设计原则 |
| 4.2.3 模拟集成电路辐照加固ESD防护器件 |
| 4.2.4 模拟集成电路辐照加固ESD器件设计规则 |
| 4.2.5 选择ESD保护器件 |
| 4.3 12位A/D转换器抗辐射加固设计 |
| 4.3.1 稳态总剂量解决措施 |
| 4.3.2 单粒子翻转解决措施 |
| 4.3.3 单粒子锁定解决措施 |
| 第五章 12位A/D转换器其他可靠性设计 |
| 5.1 热设计方法 |
| 5.1.1 热设计版图设计方法 |
| 5.1.2 热设计封装设计方法 |
| 5.2 防闩锁设计方法 |
| 5.2.1 产生闩锁的条件及电路防闩锁设计的原则 |
| 5.2.2 电路防闩锁设计的原则 |
| 5.2.3 闩锁效应的触发源 |
| 5.2.4 防闩锁设计 |
| 第六章 12位A/D转换器可靠性验证 |
| 6.1 实物芯片 |
| 6.2 常态测试结果 |
| 6.3 可靠性验证 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 本文的主要工作 |
| 7.2 下一步工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（7）基于VHDL-AMS的多输出电源总剂量效应建模方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 电源的分类 |
| 1.2.1 DC-DC |
| 1.2.2 LDO |
| 1.2.3 DC-DC和LDO的区别 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的研究目标和创新之处 |
| 第二章 LDO的总剂量效应建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LDO的总剂量效应 |
| 2.2.1 LDO的组成 |
| 2.2.2 总剂量对LDO的影响 |
| 2.2.3 影响总剂量效应的因素 |
| 2.3 LDO总剂量效应建模方法 |
| 2.3.1 物理机理建模方法 |
| 2.3.2 行为级建模方法 |
| 2.4 LDO总剂量效应行为级建模语言 |
| 2.4.1 VHDL-AMS语言特性 |
| 2.4.2 VHDL-AMS语言建模环境 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于MIMO方法建立多输出电源模型 |
| 3.1 MIMO方法的理论 |
| 3.1.1 多变量系统辨识 |
| 3.1.2 多变量系统辨识的分解 |
| 3.1.3 基于模型分解的辨识方法 |
| 3.2 系统辨识环境 |
| 3.3 基于MIMO方法建立多输出电源模型的方法 |
| 3.3.1 获取电信号数据 |
| 3.3.2 数据预处理和初步测试 |
| 3.3.3 模型结构的选择 |
| 3.3.4 求解子模型和子子模型 |
| 3.3.5 估计和转换传递函数 |
| 3.3.6 仿真与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多输出LDO电源的总剂量效应建模 |
| 4.1 LT3029电源 |
| 4.1.1 LT3029特点 |
| 4.1.2 LT3029的仿真 |
| 4.2 多输出电源的实验电路设计 |
| 4.2.1 输入电压激励模块和输出电流激励模块的设计 |
| 4.2.2 电流和电压测试电路的设计 |
| 4.3 总剂量效应的辐射环境 |
| 4.4 总剂量效应下多输出电源的建模方法 |
| 4.4.1 注入辐照 |
| 4.4.2 获取电信号数据和数据预处理 |
| 4.4.3 选择模型结构 |
| 4.4.4 建立模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总剂量效应下多输出电源建模的实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 总剂量效应实验条件配置 |
| 5.2.1 实验条件配置 |
| 5.2.2 数据收集板介绍 |
| 5.3 总剂量效应实验结果及分析 |
| 5.3.1 DC数据分析 |
| 5.3.2 AC数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）体硅集成电路的瞬时剂量率辐射效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 辐射环境和辐射效应 |
| 1.1.1 辐射环境 |
| 1.1.2 剂量率辐射效应 |
| 1.2 剂量率辐射效应研究现状 |
| 1.2.1 剂量率辐射效应产生光电流的理论研究 |
| 1.2.2 剂量率扰动、翻转和闩锁实验研究 |
| 1.2.3 特征尺寸变化对剂量率辐射效应的影响 |
| 1.2.4 寄生双极效应对剂量率辐射效应的影响 |
| 1.2.5 器件结构对剂量率辐射效应的影响 |
| 1.2.6 温度对剂量率辐射效应的影响 |
| 1.2.7 脉冲宽度对剂量率辐射效应的影响 |
| 1.3 存在的问题和本文的贡献 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 剂量率辐射效应平台建设 |
| 2.1 剂量率仿真流程 |
| 2.2 仿真平台建模 |
| 3 PN结剂量率辐射效应研究 |
| 3.1 电极面积对瞬时光电流的影响 |
| 3.2 掺杂对瞬时光电流的影响 |
| 3.3 耗尽区面积对瞬时光电流的影响 |
| 3.4 电压对瞬时光电流的影响 |
| 4 剂量率辐射效应仿真研究 |
| 4.1 0.18um MOS器件的剂量率辐射效应仿真研究 |
| 4.1.1 0.18um NMOS器件的辐射响应 |
| 4.1.2 寄生双极效应对0.18um NMOS中光电流的影响 |
| 4.1.3 0.18um PMOS器件的辐射响应 |
| 4.1.4 寄生双极效应对0.18um PMOS中光电流的影响 |
| 4.1.5 阱接触与光电流的关系 |
| 4.2 65nm MOS器件的剂量率辐射效应仿真研究 |
| 4.2.1 65nm NMOS器件的辐射响应 |
| 4.2.2 65nm PMOS器件的辐射响应 |
| 4.2.3 特征尺寸对瞬时光电流的影响 |
| 4.3 不同工艺对反相器电源电压辐射响应的影响 |
| 5 复杂电路的瞬时辐射响应实验研究 |
| 5.1 剂量率辐射实验 |
| 5.2 不同剂量率下SRAM实验结果与分析 |
| 5.3 电源电压对剂量率辐射效应的影响 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）SOI器件瞬时剂量率效应的激光模拟技术研究（论文提纲范文）
| 1 瞬时剂量率效应的激光模拟原理 |
| 1.1 γ射线瞬时剂量率效应 |
| 1.2 激光模拟瞬时剂量率效应 |
| 2 激光模拟实验 |
| 3 实验数据及分析 |
| 4 器件TCAD仿真与对比 |
| 5 结论 |
（10）半导体辐射探测器前端读出专用集成电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.1.1 辐射检测技术的应用领域 |
| 1.1.2 辐射探测器 |
| 1.1.3 前端读出系统 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究工作和主要创新点 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 主要创新点概要 |
| 1.4 论文结构 |
| 2 前端读出技术概述 |
| 2.1 前端读出系统概述 |
| 2.2 半导体辐射探测器 |
| 2.3 前置放大模块 |
| 2.3.1 电压灵敏前置放大器 |
| 2.3.2 电荷灵敏前置放大器 |
| 2.3.3 电流灵敏前置放大器 |
| 2.4 成形放大模块 |
| 2.5 采样保持模块 |
| 2.5.1 开关电容电路 |
| 2.5.2 模拟展宽器 |
| 2.6 时间甄别和转换模块 |
| 2.6.1 甄别器 |
| 2.6.2 逻辑展宽器 |
| 2.6.3 时间-数字转换器 |
| 2.7 数据处理模块 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 单通道前端读出电路的研究与设计 |
| 3.1 应用背景和整体结构 |
| 3.1.1 应用背景 |
| 3.1.2 单通道前端读出电路的整体结构 |
| 3.2 低噪声前端读出电路的优化设计方法 |
| 3.2.1 噪声分析与优化设计方法的提出 |
| 3.2.2 低噪声前置放大器 |
| 3.2.3 CR-RC滤波成形器 |
| 3.2.4 极零相消电路 |
| 3.2.5 时间标记电路 |
| 3.3 模拟电路的抗辐射加固与版图设计 |
| 3.3.1 辐射效应概述 |
| 3.3.2 模拟集成电路抗辐射加固技术 |
| 3.3.3 低噪声前端读出电路版图设计 |
| 3.4 测试结果和讨论 |
| 3.4.1 测试板设计 |
| 3.4.2 输出波形与功耗 |
| 3.4.3 增益与线性度 |
| 3.4.4 通道间串扰 |
| 3.4.5 时间移步误差 |
| 3.4.6 噪声性能 |
| 3.4.7 抗辐射性能 |
| 3.4.8 能谱性能 |
| 3.4.9 性能比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多通道前端读出电路的研究与设计 |
| 4.1 应用背景和整体结构 |
| 4.1.1 应用背景 |
| 4.1.2 多通道前端读出电路结构 |
| 4.2 电路设计 |
| 4.2.1 双输出CSA电路的提出 |
| 4.2.2 漏电流补偿电路 |
| 4.2.3 准高斯有源滤波成形器 |
| 4.2.4 采样保持电路 |
| 4.2.5 多通道信号处理电路 |
| 4.2.6 时间标记与时序控制电路 |
| 4.3 数字电路的抗辐射加固与版图设计 |
| 4.3.1 数字集成电路抗辐射加固技术 |
| 4.3.2 多通道前端读出电路的串扰抑制与版图设计 |
| 4.4 测试结果和讨论 |
| 4.4.1 测试板设计 |
| 4.4.2 输出波形与功耗 |
| 4.4.3 增益与线性度 |
| 4.4.4 通道间一致性 |
| 4.4.5 通道间串扰 |
| 4.4.6 时序电路测试 |
| 4.4.7 噪声性能 |
| 4.4.8 能谱性能 |
| 4.4.9 性能比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 上升时间甄别电路的研究与设计 |
| 5.1 上升时间甄别电路的必要性 |
| 5.2 上升时间甄别电路的提出与设计 |
| 5.2.1 上升时间甄别电路的整体结构 |
| 5.2.2 上升时间甄别电路的设计 |
| 5.3 测试结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
四、NMOS器件不同剂量率γ射线辐射响应的理论预估（论文参考文献）
- [1]集成电路瞬态剂量率效应用闩锁和翻转研究[D]. 陈钱. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]碳化硅肖特基二极管和场效应管辐射累积损伤效应研究[D]. 余雪强. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]双电源集成电路瞬态剂量率效应实验及损伤机理研究[D]. 曹炜亦. 中国运载火箭技术研究院, 2020(02)
- [4]抗辐照高压栅驱动电路的设计[D]. 关晓明. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]一种抗辐照栅驱动电路设计[D]. 冯垚荣. 电子科技大学, 2019(01)
- [6]一种12位A/D转换器电路可靠性设计方法研究[D]. 黄炜. 电子科技大学, 2019(01)
- [7]基于VHDL-AMS的多输出电源总剂量效应建模方法[D]. 李苗蕊. 西安电子科技大学, 2018(02)
- [8]体硅集成电路的瞬时剂量率辐射效应研究[D]. 李同德. 中国航天科技集团公司第一研究院, 2018(02)
- [9]SOI器件瞬时剂量率效应的激光模拟技术研究[J]. 梁堃,孙鹏,李沫,代刚,李顺,解磊. 原子能科学技术, 2017(01)
- [10]半导体辐射探测器前端读出专用集成电路研究[D]. 甘波. 西北工业大学, 2017(01)