空間應(yīng)用中遇到的強(qiáng)烈質(zhì)子和重離子環(huán)境可能會(huì)在電子電路中引起各種單粒子效應(yīng)，包括單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）、單粒子瞬態(tài)（SET）、單粒子功能中斷（SEFI）、單粒子燒毀（ SEB）。SEE 可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)性能問(wèn)題，包括中斷、降級(jí)和破壞。為了實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)且可靠的空間系統(tǒng)運(yùn)行，應(yīng)對(duì)各個(gè)電子元件進(jìn)行表征以確定其 SEE 響應(yīng)。
    產(chǎn)品描述
    ISL71091SEHxx 是一系列超低噪聲、高直流精度精密電壓基準(zhǔn)產(chǎn)品，輸入范圍高達(dá) 30V。有四種輸出電壓可供選擇：3.30V (ISL71091SEH33)、2.048V (ISL71091SEH20)、4.096V (ISL71091SEH40) 和 10.0V (ISL71091SEH10)。ISL71091SEHxx 采用 Intersil PR40 高級(jí)雙極技術(shù)，可在 0.1Hz 頻率下實(shí)現(xiàn)低于 4μVP-P 的噪聲，并實(shí)現(xiàn) 0.25% 的輻射精度。它使用深溝槽隔離在先進(jìn)的鍵合晶圓 SOI 工藝中實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)完全隔離的結(jié)構(gòu)和無(wú)閂鎖性能，無(wú)論是由電氣原因還是單事件 (SEL) 引起的。
    SEE 測(cè)試目標(biāo)
    ISL71091SEHxx 經(jīng)過(guò)測(cè)試，以確定其對(duì)單粒子燒壞（SEB，破壞性離子效應(yīng)）的敏感性，并表征其在各種線性能量傳遞 (LET) 水平上的單粒子瞬態(tài) (SET) 行為。
    SEE測(cè)試設(shè)施
    測(cè)試在德克薩斯農(nóng)工大學(xué) (TAMU) 回旋加速器研究所重離子設(shè)施進(jìn)行。該設(shè)施與 K500 超導(dǎo)回旋加速器相連，能夠產(chǎn)生各種測(cè)試粒子，具有先進(jìn)輻射測(cè)試所需的各種能量、通量和注量水平。
    查看測(cè)試設(shè)置
    SEE 測(cè)試是在樣品處于活動(dòng)配置的情況下進(jìn)行的。ISL71091SEHxx SEE 測(cè)試夾具的原理圖如圖 1 所示。測(cè)試電路配置為接受 4V 至 30V 的輸入電壓并生成標(biāo)稱輸出電壓。使用測(cè)試板上的固定負(fù)載電阻器來(lái)調(diào)整基準(zhǔn)的輸出電流。
    四個(gè) ISL71091SEHxx 測(cè)試夾具安裝在測(cè)試夾具上，測(cè)試夾具可以相對(duì)于離子束移動(dòng)。這些部件被組裝在雙列直插式封裝中，并移除金屬蓋以進(jìn)行光束曝光。測(cè)試夾具使用 20 英尺同軸電纜連接到控制室的開(kāi)關(guān)箱，其中包含所有監(jiān)控設(shè)備。開(kāi)關(guān)盒允許遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視四個(gè)測(cè)試電路中的任何一個(gè)。
    在后來(lái)的測(cè)試中，安裝了四個(gè)設(shè)備的單板使得所有四個(gè)設(shè)備都可以同時(shí)暴露在離子束下。這允許同時(shí)測(cè)試四個(gè)部件。
    使用數(shù)字萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入電壓 (VIN)、輸出電壓 (VOUT) 和輸入電流 (IIN)。LeCroy waveRunner 4 通道數(shù)字示波器用于捕獲和存儲(chǔ)超過(guò)示波器觸發(fā)電平的 VOUT 處的 SET 跡線。
    圖 1 ISL71091SEHXX SEE 測(cè)試電路原理圖
    ISL71091SEH33 (3.3V) 參考的 SEB 測(cè)試
    對(duì)于 SEB 測(cè)試，選擇的條件是為了最大限度地提高被測(cè)設(shè)備 (DUT) 上的電應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而確保最壞情況的條件。輸入電壓 (VIN) 最初設(shè)置為 35V，然后以 1V 增量增加。SEB 測(cè)試是使用 ISL71091SEH33 進(jìn)行的，因此輸出電壓 (VOUT) 為 3.3V。輸出電流 (IOUT) 設(shè)置為 5mA（灌電流）或 10mA（拉電流），這是器件負(fù)載調(diào)節(jié)電流的限制。輸出電容在 0.1μF 和 10μF 下進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)控制流入連接到 DUT 下側(cè)的電阻加熱器的電流，將外殼溫度保持在 +125°C。這確保了 DUT 的結(jié)溫超過(guò) +125°C，這是高可靠性應(yīng)用預(yù)期的最高結(jié)溫。四個(gè)器件以法線入射角用金離子照射，得到的有效LET 為86.4 MeV?cm2/mg。表 1 總結(jié)了 SEB 測(cè)試的結(jié)果。該圖表顯示了每個(gè)器件上 36V 輸入電壓電平的樣本大小和通過(guò)結(jié)果。