Читальный зал -->  Применение микроэлектронных ЦАП 

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

ЦАП. Температурные погрешности относятся к дополнительным и определяются через температурные коэффициенты (ТК).

Вопросы влияния температуры на точностные и скоростные характеристики ЦАП, АЦП рассматривались в [10- 12] и в настоящее время достаточно хорошо изучены,

Дрейф нелинейности вызывается неравенством ТК отношений сопротивлений резисторов в матрице преобразователя и напряжений база - эмиттер, а также коэффициентов усиления fj транзисторных токовых ключей. Значительный ТК дифференциальной нелинейности прниоднт к потере кодов АЦП.

В униполярных ЦАП дрейф напряжения смещения нуля связан главным образом с ТК смещения нуля выходного ОУ и утечкой в токовых ключах. В биполярных ЦАП заметно влияние ТК источника опорного напряжения, резисторов в цепи биполярного смещения и установки коэффициента передачи. При этом ТК встроенного в ЦАП ИОН нормируется, а внешнего задается в ТУ в виде требований.

Дрейф абсолютной погрешности преобразования в конечной точке шкалы вызывается ТК встроенного стабилитрона и элементами схемы ИОН (внутренними и внешними).

Воздействие температуры окружающей среды ухудшает разрешающую способность преобразователей.

Температурное запаздывание вызывает ухудшение быстродействия преобразователей (как в случае с ИС ЦАП К594ПА1) и связано со смещением рабочих точек на характеристиках активных элементов (в частности, токовых ключей) из-за изменения рассеиваемой мощности при нх попеременном включении и выключении [4].

К наиболее активным биологическим факторам следует относить грибковую плесень, которая выделяет химические вещества (метаболиты), содержащие кислоты п вызывающие коррозию металлов и разложение диэлектрических .материалов корпусов ИС.

К механическим факторам, воздействующим на ИС и РЭА при эксплуатации и транспортировании, относятся вибрации, одиночные п многократные удары, линейные и пиковые ударные ускорения, акустический шум (звуковое давление), которые подробно рассмотрены в [13].

Основным механизмом отказов, возникающих под воздействием статического электричества в КМОП ИС преобразователей, является пробой диэлектрика с последующим

резким увеличением тока а цепях и утечек (закороток).

Закоротки возникают, как правило, при сквозном пробое диэлектрика, когда в него попадает материал металлизации. При тонких слоях металлизации (0,4 мкм) возможно ее испарение и образование в диэлектрике дырок с кратерами, что чаще приводит к деградации параметров ЙС, но не к катастрофическому отказу [14].

Тонкопленочиые резисторы в прецизионных резистивных матрицах ЦАП, АЦП изменяют сопротивление или получают поверхностные повреждения (вплоть до разрыва пленки) нз-за возникающих диэлектрических пробоев, создания новых цепей токопрохождения и т.д.

В преобразователях, изготовленных по биполярной технологии, вследствие процесса микродиффузии (из-за микроплазменного вторичного пробоя) возникает внутреннее закорачиаание цепей. Наиболее чувствительны к пробою переходы эмиттер - база транзисторов ИС, что связано с их размера.чи и геометрической формой.

Для защиты ИС и РЭА от электрического пробоя применяются кремниевые стабилитроны, варисторы, ограничительные диоды, плавкие предохранители, различные схемотехнические и технологические приемы изготовления ИС.

К радиашюииым факторам относятся естественные н искусственные ионизирующие излучения (ИИ). Различают импульсное и непрерывное ИИ. И то и другое может быть сымитировано с помощью ядерных энергетических установок.

Практический интерес представляют механизмы воздействия ИИ на ТТЛ, ЭСЛ. ИМ и КМОП структуры, наиболее часто используемые в ЦАП и АЦП, Представление о них можно составить из раздельного рассмотрения цифровой и аналоговой частей преобразователей.

Действие проникающей радиации приводит к изменению практически всех важнейших параметров логических элементов на ИЛ структурах. Прежде всего [15] наблюдается увеличение токов потребления, максимального времени задержки распространения сигнала, уровня напряжения логического нуля, а также уменьшение уровня напряжения логической единицы и коэффициента разветвления по выходу (им определяется нагрузочная способность ИС АЦП 3 целом), Изменения параметров элементов цифровой части ИЛ АЦП возникают из-за ухудшения характеристик усиления вертикальных п-р-п транзисторов и снижения эффективности инжектора как источника тока [16].

в большинстве быстродействующих ЦАП и АЦП (время устаиовления/преобразоваииус менее 50 ьс) используются ЭСЛ структуры. При воздействии иа них непрерывных ИИ наблюдается ухудшение базового тока транзисторов на входе структуры. Это приводит к сбоям информации или триггериым эффектам в цифровой части ИС преобразователей.

Подобные эффекты наблюдаются и в цифровых схемах типа ТТЛ; снижаются коэффитшенгы усиления транзисторов, теряется чвствигелыюсть к сигналам переключения, резко увеличивается выходное напряжение логического нуля базового элемента из-за нарушения режима насыщения транзисторов,

В цифровых схемах ТТЛ, ЭСЛ и ИЛ типов в результате действия импульсных ИИ генерируются электропно-ды-ротаые пары, разделяемые р-п переходами и приводящие к появлению ионизационных токов. Их амплитуда н длительность зависят от мощности дозы и длительности импульса ИИ.

Наблюдаются эффекты уменьшения коэффициента передачи тока базы вертикальных п-р-п транзисторов. Возрастают ионизационные токн, которые способны вызвать катастрофический отказ ИС за счет превышения предельных значений токов, протекающих через переходы транзисторов.

Анализ влияния различных видов ИИ на цифровые элементы биполярных ИС с указание? соотношений для расчета критических уровней воздействующих факторов и качественной оценки параметрических дегоадаций приводится в [16],

В никромощных умножающих, интегрирующих и многоканальных ЦАП п АЦП. как правило, применяются цифровые логические схемы на основе КМОП структур. Они особенно чувствительны к общей поглощенной дозе облучения, которая приводит к увеличению заряда иа поверхности кристалла ИС и изменению плотности поверхностных состояний,

Механизм деградации параметров цифровых КМОП схем проявляется в генерации электронно-дырочных пар по всему объему диоксида кремния - материала подзатворно-го диэлектрика. Это приводит к значительному искажению аольг-амперных н вольт-фарадных характеристик, сдвигу пороговых напряжений транзисторов.

В [16] указывается на четыре основных вида отказов базовых КМОП структур при непрерывном облучении:

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.