автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Разработка скоростного радиационно-стойкого аналого-цифрового преобразователя

На правах рукописи

БЕРЕЖНОЙ Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА СКОРОСТНОГО РАДИАЦИОННО-СТОЙКОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Специальность.О5 27 01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные

компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ162427

Воронеж - 2007

003162427

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

доктор физико-математических наук, профессор

Рембеза Станислав Иванович

доктор физико-математических наук, профессор

Бормонтов Евгений Николаевич, Воронежский государственный университет,

кандидат технических наук Удовик Анатолий Павлович, ФГУП «Научно-исследовательский институт электронной техники» (г Воронеж)

Ведущая организация ОАО Концерн «Созвездие»

(г Воронеж)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Защита состоится «13» ноября 2007 года в 1400 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 037 06 Воронежского государственного технического университета по адресу 394026, г Воронеж, Московский просп , 14

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан «12» октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время цифровая обработка сигналов все глубже проникает в такие области применения, как средства связи и телекоммуникаций, различные радиотехнические системы и измерительную технику Но поскольку физические явления имеют аналоговый характер, одна из важных и неотъемлемых задач современной цифровой технологии - преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму Поэтому развитие и расширение областей применения цифровых систем обработки сигнала невозможно без развития средств аналого-цифрового преобразования, которое, в свою очередь, идет как по пути увеличения быстродействия преобразователей и полосы частот преобразуемых сигналов, так и по пути увеличения чувствительности и точности аналого-цифровых преобразователей (АЦП)

Современные АЦП имеют в своем составе большое число микроэлектронных узлов (усилительных элементов, источников опорных напряжений и токов, компараторов и др ), которые очень чувствительны к дестабилизирующим факторам (в том числе и к радиационным) По степени чувствительности АЦП на 1-2 порядка выше по сравнению с цифровыми ИС, эквивалентными по технологической сложности Особенно это относится к чувствительности к импульсным радиационным излучениям, приводящим к образованию фототоков в активных областях и обратно смещенных рп-переходах элементов ИС

Решить проблему увеличения быстродействия, точности преобразования, а также обеспечения радиационной стойкости АЦП невозможно только лишь совершенствованием технологической базы или совершенствованием схемотехнических решений необходима комбинация таких решений Для создания скоростных по сегодняшним меркам АЦП с требуемой импульсной радиационной стойкостью необходима КМОП КНИ - технология Такая технология появится в России не ранее 2009 года К тому времени скоростной критерий может измениться Кроме совершенствования технологической базы необходимо использовать схемотехнические решения, основанные на дифференциальном принципе обработки преобразуемых сигналов Благодаря такому подходу в комбинации с КМОП КНИ - технологиями можно достичь более высокой импульсной стойкости и, следовательно, скорости преобразования Определенные возможности при разработке АЦП дает МОП - технология, которая снимает проблему тиристорного защелкивания, оставляя импульсную стойкость по факту, что достаточно для значительной части тактических военных систем

Существующий рынок АЦП в России представлен в основном зарубежными изделиями коммерческого и промышленного назначения, причем даже в этом секторе доступ к скоростным АЦП ограничен Отечественных разработок АЦП для коммерческого и промышленного назначения фактически нет Имеющиеся решения в основном предназначены для применения в специальной аппаратуре, при этом разрабатываемые в последнее время АЦП в большей степени закрывают потребности в элементной базе, разработанной несколько лет назад, и не соответствует современным требованиям

Поскольку для коммерческой промышленной и значительной части тактической военной аппаратуры высокая импульсная и, в целом, радиационная стойкость не требуется, то по экономическим соображениям целесообразно разрабатывать АЦП двойного назначения или, по крайней мере, предусматривать возможность быстрой и несложной адаптации коммерческих и промышленных ИС к специальным требованиям по мере совершенствования технологической базы

Еще одна тенденция в области разработки АЦП связана с увеличением степени интеграции и переходом в конечном итоге к законченным системам обработки информации, выполненным в одном корпусе Активно ведутся разработки интегральных систем сбора данных, выполненных на одном кристалле Результатом таких разработок является совмещение в одном кристалле цифрового процессора обработки информации и АЦП, причем для такой интеграции последний должен иметь схожую полупроводниковую структуру

Таким образом, с учетом вышеизложенного, актуальной проблемой является разработка скоростных АЦП двойного назначения, с высокими динамическими характеристиками, требуемой стойкостью к радиационным воздействиям и с полупроводниковой структурой, допускающей прямую интеграцию с цифровыми процессорами обработки сигналов

Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники Воронежского государственного технического университета в рамках госбюджетной программы ГБ-04 34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А3В5 и др ), приборов и технологии их изготовления», номер гос регистрации 0120 0412888

Цели и задачи работы Целью работы является разработка скоростного радиационно-стойкого аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП - технологии Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи

1 Анализ основных архитектур аналого-цифровых преобразователей, обоснование целесообразности разработки конвейерного АЦП с дифференциальной структурой,

2 Разработка 14-разрядного аналого-цифрового преобразователя на основе конвейерной архитектуры,

3 Разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП ИС с проектными нормами 0,8 мкм,

4 Исследование статических и динамических характеристик опытных образцов 14-разрядного АЦП Испытания ИС на устойчивость к радиационным воздействиям

Научная новизна работы. В работе получены следующие новые научно-технические результаты

1 Предложено схемотехническое решение аналого-цифрового преобразователя, построенное на основе конвейерной архитектуры, что позволило достичь высокой разрядности, высокой скорости и точности преобразования

2 С учетом схемотехнических особенностей проведена разработка топологии аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП -технологии с одним уровнем поликремния

3 Предложен и внедрен технологический метод обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС

Реализация результатов работы, практическая значимость.

В работе получены следующие новые научные и технические результаты

1 Разработано схемотехническое решение, позволившее спроектировать 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь со скоростью преобразования 3 МГц и высокими точностными характеристиками

2 Разработан и внедрен технологический метод обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС, позволяющий добиться стабильности статических и динамических параметров КМОП ИС в широком диапазоне температур и радиационных воздействий

3 Изготовлены опытные образцы кристаллов аналого-цифрового преобразователя, проведены их испытания

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1 Схемотехническое решение разработанного 14-разрядного АЦП, построенного на основе четырехкаскадной конвейерной архитектуры

2 Конструктивно-технологические методы обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС с проектными нормами 0,8 мкм, основанные на использовании дифференциальной схемотехники, высоколегированных охранных колец и периферийных поликремниевых затворов

3 Результаты испытаний опытных образцов 14-разрядного АЦП, включающие измерения статических и динамических характеристик ИС в обычных условиях и в условиях радиационных воздействий

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном научно-техническом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2004), конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов (Воронеж, 2007)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит в [1-2, 5] расчет и оптимизация параметров компонентов ИС, в [3] разработка новых диагностических методов контроля параметров ИС, в [4] анализ радиационно-стойких КМОП-структур

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, который включает 99 наименований Основная часть работы изложена на 104 страницах, содержит 54 рисунка и 8 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описаны основные проблемы, связанные с разработкой радиационно-стойких скоростных аналого-цифровых преобразователей, и возможности их интегрирования с цифровыми процессорами обработки сигналов на одном кристалле, обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цели и задачи исследования, их научная новизна и практическая значимость Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения о публикациях по теме диссертации, о личном вкладе автора в совместных работах, структуре и объеме диссертации

В первой главе проведен анализ отечественной и зарубежной литературы о современном уровне развития аналого-цифровых преобразователей, который показал, что все они базируются на трех архитектурах последовательные, параллельные и последовательно-параллельные Последовательные АЦП позволяют добиться высокой разрядности (до 18 бит), но обладают малой скоростью преобразования (десятки кГц) Параллельные АЦП, наоборот, обладают большой скоростью преобразования (сотни МГц), однако ограничиваются разрядностью в 10 бит Компромиссом между последовательной и параллельной архитектурой являются последовательно-параллельные АЦП При этом детальное исследование рынка таких структур показало, что в основном в настоящее время выпускаются АЦП с конвейерной архитектурой, позволяющей получить лучшие характеристики разрядности, быстродействия и точности преобразования Таким образом, конвейерная архитектура является единственным вариантом для реализации 14-разрядного АЦП с частотой преобразования ~ 3 МГц

При проектировании АЦП основным требованием разработки является использование стандартной КМОП - технологии Таким образом, для реализации радиационной стойкости АЦП, а также возможности интеграции ИС с цифровыми процессорами обработки сигналов на одном кристалле исследование радиационно-стойких КМОП-структур показало, что конструкция с высоколегированным р+- охранным кольцом является лучшим вариантом для реализации схем двойного назначения

Во второй главе приводится общее описание и основные технические характеристики разработанной ИС 14-разрядного радиационно-стойкого АЦП, указаны особенности его проектирования, а именно схемотехнические и конструктивно-технологические методы обеспечения радиационной стойкости при использовании стандартной КМОП - технологии

Разработанная ИС представляет собой 14-ти разрядный АЦП с частотой выборки 3 МГц ИС работает от одного источника питания и обладает очень низким энергопотреблением (145 мВт) ИС имеет малошумящий усилитель выборки и хранения и программируемый источник опорного напряжения

АЦП построен с использованием многокаскадной дифференциальной конвейерной архитектуры и с применением цифровой схемы коррекции ошибок выходного кода, что гарантирует отсутствие пропуска кодов во всем рабочем температурном диапазоне

Входной диапазон ИС является очень гибким, что позволяет легко встраивать АЦП в системы изображений, связи и сбора данных, а также медицинского оборудования.

АЦП выполнен по быстродействующей КМОП - технологии с проектными нормами 0,8 мкм с применением радиационно-стойких структур Разработанная ИС АЦП не имеет отечественных аналогов по таким параметрам, как разрядность/нелинейность/радиационная стойкость

На рис 1 представлена структурная электрическая схема разработанного АЦП

Дифференциальный

Рис 1 Структурная электрическая схема разработанного АЦП

ИС использует четырехкаскадную конвейерную архитектуру с широкополосным входным усилителем выборки и хранения Каждый каскад конвейера, за исключением последнего, состоит из АЦП параллельного кодирования с малым разрешением, подключенного к ЦАП (на источниках тока), и межкаскадного дифференциального усилителя остатка (ДУО) Усилитель остатка усиливает разницу между восстановленным аналоговым значением на выходе ЦАП и входным аналоговым сигналом каскада для подачи усиленной разницы на вход следующего каскада в конвейере В каждом из каскадов, кроме первого, один избыточный цифровой разряд АЦП (ЦАП) используется для осуществления цифровой коррекции ошибки АЦП параллельного кодирования Последний каскад представляет собой просто АЦП параллельного кодирования.

Таким образом, несмотря на то, что фактически требуется три тактовых цикла для того, чтобы преобразование было полностью завершено и появилось на выходе, преобразователь способен захватывать новую выборку на каждом цикле тактового сигнала

На рис. 2 представлена топология разработанного АЦП.

4,3 иы

Рис, 2. Топология разработанного АЦП

Поскольку ИС предназначена для построения систем аналого-цифрового преобразования с малой нелинейностью, то основной упор при выборе конструктивно-технологического базиса делался не на использовании элементов с субмикронными размерами, а на использовании высокостабильной технологии формирования Полупроводниковой структуры изделия.

В соответствии с заданной структурной схемой (рис. 1) всс функциональные блоки {цифровые и аналоговые), отвечающие за работу изделия, выполнены на основе КМОП - схемотехники. Таким образом, для создания изделия была выбрана КМОП-структур а, использующая встроенные конденсаторы типа Ро1у!- ЗЮз-Э] (рис. 3).

Рис. 3. Структура п-МОП и р-МОП - транзисторов 6

—, - т —

Для обеспечения стойкости ИС к радиационным воздействиям используется сложная радиационная защита. Для повышения стойкости к стационарным излучениям, характеризующимся определенным урон нем дозы излучения, используется защита н виде охранных Р+-колец и периферийных Ро1у-з атворов, которые предотвращают образование сквозных инверсионных каналов утечки тока (рис. 4).

I

—■—................................ 9.6 мнм -—-----------■*-

Рис. 4. Структура радиационно-стойкого п-канального МОП - транзистора

В п-канальных МОП - транзисторах используются оба вида радиационной защиты; Р'-кольца располагаются вокруг п-МОПТ, а периферийные Ро1у-затворы являются продолжением основных (рабочих) затворов вплоть до охранных Р+-колец по обе стороны от активных областей транзисторов. Благодаря тому, что эти затворы, также как и основные, располагаются над тонким оксидом (его толщина равна толщине подзатворного ЭЮг), при малых напряжениях на затворе из< ипор происходит разрыв инверсионных каналов под полевым оксидом между стоками и истоками.

Как показывает опыт, под воздействием радиации на |ранице 31-5)02 образуются инверсионные каналы только Ы-типа, Поэтому необходимость подобной защиты в р-МОПТ не возникает.

Для повышения стойкости к импульешлм излучениям, инициирующим тиристорное за пел кивание, применяются стандартные

Р+.когьцо

1 периферийные ! Ро^-затворы

методы, основанные на использовании сильнолегированных п+-подложек с эпитаксиальными пленками Ы-типа, а также расположение контактных областей к И- и Р- карманам по возможности вплотную к соответствующим истокам п-МОП и р-МОП - транзисторов, подключенным к шинам "Питание" и "Земля" на кристалле Эти же методы снижают вероятность временных сбоев, в т ч под воздействием одиночных частиц

Рассмотренные радиационно-стойкие конструкции основных элементов, составляющих полупроводниковую структуру изделия, являются всего лишь необходимым, но совершенно недостаточным условием обеспечения требуемой стойкости изделия в целом Существует целый ряд специальных схемотехнических и топологических приемов, которые изложены ниже

В цифровых блоках наиболее уязвимыми являются транзисторы и длинные соединительные шины В ИС все цифровые блоки построены на основе КМОП - вентилей, которые отличаются более высокой помехоустойчивостью по сравнению с обычными МОП - вентилями на транзисторах одного типа Однако под воздействием радиации помехоустойчивость КМОП - вентилей может ухудшиться вследствие дрейфа пороговых напряжений МОП - транзисторов В п-канальных МОП -транзисторах пороговое напряжение обычно уменьшается, а в р-канальных МОП - транзисторах - увеличивается по абсолютной величине При толщине подзатворного оксида 160 изменение пороговых напряжений составляет 015 В Поэтому дня сохранения приемлемой помехоустойчивости КМОП - вентилей в условиях радиации значения пороговых напряжений выбраны на уровне УШ10р= (0 6 - 10) В, Урпор = - (0 6- 10)В

Уязвимость длинных шин связана с появлением индукционных токов и, как следствие, электромагнитных эффектов в процессе воздействия радиационных импульсов Для минимизации влияния импульсных воздействий вдоль каждой длинной шины (с определенным шагом) необходимо размещать обратно смещенные диоды Кроме того, длинные шины не должны содержать замкнутых "петель", крайне чувствительных к импульсным воздействиям Если длинные шины имеют разветвленную конфигурацию (например, шины синхронизации), то такие шины необходимо выполнять по типу "рыбная кость"

При построении цифровых блоков часто используется так называемая "логика на проходных ключах", которая обеспечивает наиболее высокую функциональную плотность на кристалле Особенно при использовании динамической модификации этой логики, когда после проходных ключей информация не защелкивается, а только запоминается на паразитных емкостях Такие узлы являются особенно чувствительными к импульсным воздействиям Поэтому, несмотря на наличие обязательных процедур "хэмингования", использование динамической логики на проходных ключах не может быть оправданной.

Задача по обеспечению радиационной стойкости аналоговых блоков является существенно более сложной по сравнению с аналогичной задачей для цифровых блоков Естественно, рассмотренные выше методы обеспечения стойкости цифровых блоков применимы и к аналоговым блокам, однако в них используется такой дополнительный прием, как секционирование транзисторов и резистивных нагрузок

В третьей главе представлены результаты испытаний опытных образцов 14-разрядного аналого-цифрового преобразователя. Для проведения испытаний образцов были изготовлены опытные партии пластин с кристаллами ИС 14-разрядного АЦП Партии изготавливались на эпитаксиальных структурах 3,5 КЭФ 4.5 / КДБ 12 <100>, что обеспечило получение требуемых конструктивно-технологических параметров.

Количество годных пластин после отбраковки по параметрам тестовых структур составило 10 штук В результате проверки функционирования кристаллов получено 636 годных кристаллов. После контроля внешнего вида получено 605 годных кристаллов Для сборки опытных образцов было передано 605 кристаллов и в итоге Получено 302 опытных образца, годных по электрическим параметрам.

В табл. 1 представлены результаты измерения основных электрических характеристик АЦП

Таблица 1

Результаты измерений электрических параметров ИС АЦП

Наименование параметра, единица измерения Обозначение Измер Норма ТЗ

Выходное напряжение низкого уровня, В и0ь 0,40 <0,41

Выходное напряжение высокого уровня, В ион 2,43 >2,4

Выходное напряжение источника опорного напряжения, В иют 2,49 2,47-2,54

Ток потребления аналоговой части, мА 1гСА 23 <25

Ток потребления цифровой части, мА 1«® 5 <7

При проведении испытаний опытных образцов проводились исследования статических и динамических параметров Для измерения статических параметров ИС применялась специально разработанная установка и методика измерения характеристик В табл 2 представлены результаты измерения статических параметров

Таблица 2

Результаты измерений статических характеристик АЦП

Наименование параметра, единица измерения Обозначение Измер Норма ТЗ

Интегральная нелинейность, единиц младшего разряда (МР) Еии -2,5-2,5 -3,7-3,7

Дифференциальная нелинейность, МР Еьп -0,8-0,8 -1,0-1,0

Шумы, приведённые ко входу, среднеквадратическое значение, МР ПШ 1,80 <1,89

Смещение, % от полной шкалы и,0 0,29 <0,35

Погрешность коэффициента усиления, % от полной шкалы вЕ 0,70 <0,75

Изменение диапазона полной шкалы, % от номинального значения полной шкалы бРврз 0,20 <0,21

На рис 5 представлены результаты измерения интегральной нелинейности, на рис 6 - дифференциальной нелинейности АЦП

3.00 т-

-3,00-1-

выходной цифровой код Рис 5 Интегральная нелинейность АЦП

выходной цифровой код Рис 6 Дифференциальная нелинейность АЦП

Как видно из рис 5 и 6, интегральная нелинейность АЦП не превышает ± 2,5 единиц младшего разряда (МР), а дифференциальная

нелинейность + 0,8 МР Данный результат является хорошим показателем для АЦП такой архитектуры

Таким образом, совокупность результатов интегральной и дифференциальной нелинейности позволяет сделать выводы о том, что разработанный АЦП обладает очень малой нелинейностью

На рис 7 представлена передаточная характеристика АЦП

5,0 4,8 4,0 35

Ш з о

£

3 Й.8

2,0 1 3 10 0,5 0.0

О 2300 4000 «000 8006 10000 12000 14000 16000 18000

выходной цифровой код

Рис 7 Передаточная характеристика АЦП

Из рис 7 видно, что у АЦП аддитивная погрешность практически равна нулю, а мультипликативная погрешность незначительна Это позволяет сделать вывод о том, что АЦП обладает высокими точностными характеристиками на всем диапазоне кодовой последовательности

При проведении измерений по динамике испытуемого АЦП использовался адаптер для измерения динамических характеристик вместе с устройством для сбора и регистрации данных Результаты измерения динамических параметров представлены в табл 3

Таблица 3

Результаты измерений динамических характеристик АЦП

Наименование параметра, единица измерения Обозначение Измер Норма ТЗ

Отношение сигнал/шум, дБ БЖ 78 >75

Отношение сигнала к шуму и искажениям, дБ БШАО 79 >79

Полные гармонические искажения, дБ ТНВ -86 <-83

Эффективная разрядность, бит ЕЖ)В 12,6 >12,2

Частота преобразования, МГц к 3 не менее 3

И

На рис 8 представлен результат выполнения быстрого преобразования Фурье (БПФ) над массивом выходных значений АЦП, соответствующих некоторому тестовому входному сигналу (500 kHz) Как видим, нулевая гармоника соответствует основной частоте входного сигнала и соответствует 500 kHz Все остальные гармоники (2 - 6) представляют собой шум, который содержит гармонические искажения, тепловой шум, шум 1/f и шум квантования Некоторые составляющие шума генерируются самим АЦП, некоторые могут поступать на вход АЦП из внешних цепей Гармонические искажения, например, могут содержаться в измеряемом сигнале и одновременно генерироваться АЦП в процессе преобразования

о

п

30

Ш

« «о те

р Ж

ё" g

т

•110

ш

>ЗВ0 0 Я ее й 78 ! IS 18

частота, ЙГц

Рис 8 Типовое преобразование Фурье при Fin = 500 kHz

Разработанная ИС 14 - разрядного АЦП успешно прошла испытания на радиационную стойкость Испытания проводились с целью определения характера изменения параметров ИС при воздействии радиационного излучения Количество испытываемых образцов - 12 шт (одна выборка)

В соответствии с требованиями ИС должны быть стойкими к следующим воздействиям

1 Импульсные воздействия

- поток нейтронов - 1014 см"2,

- экспозиционная доза гамма-излучения - 2,8 106рад,

- максимальная мощность экспозиционной дозы гамма-излучения -7,64 1 05 рад/с Допускается в процессе и непосредственно после воздействия временная потеря работоспособности ИС По истечении 2 мс от начала воздействия работоспособность должна восстанавливаться

2 Статические воздействия

- экспозиционная доза гамма-излучения - 106 рад

При испытаниях проводился оперативный контроль работоспособности ИС Испытания проводились в нормальных климатических условиях

Испытания проводились в следующей последовательности

- ...... .....- ........................

............... у *..................ч................

6 ill

1 Удаление крышек корпусов ИС, оперативная проверка работоспособности

2 Лазерные имитационные испытания ИС на определение" максимальной мощности дозы гамма-излучения (статические воздействия) с оперативным контролем работоспособности в процессе воздействия, определение уровня бессбойной работы (УБР) и временной потери работоспособности (ВПР)

3 Рентгеновские имитационные испытания ИС на определение максимальной дозы гамма-излучения (импульсные и статические воздействия) с оперативным контролем работоспособности в процессе воздействия

В результате испытаний установлено

1 Максимальная мощность экспозиционной дозы гамма-излучения при импульсном ионизирующем излучении для ИС составляет 2,8 10 рад/с, при этом отсутствуют катастрофические отказы и тиристорный эффект Временная потеря работоспособности при максимально достигнутом уровне воздействия не превышает 700 мкс

Уровень бессбойной работы при импульсном ионизирующем излучении составляет 1,2103 рад/с При этом до уровня 1,110 рад/с отклонения выходного кода неразличимы на уровне собственного шума преобразования АЦП

2 Максимальная экспозиционная доза гамма-излучения при стационарных воздействиях составляет 1,1 107 рад и 3,4107 рад при импульсных воздействиях

3 Воздействие потока нейтронов -1 1015 см"2

Кроме проведения испытаний ИС на воздействия спецфакторов были измерены основные статические характеристики при воздействии радиации На рис 9 представлены результаты измерения интегральной нелинейности, на рис 10 - дифференциальной нелинейносга, а на рис 11-передаточная характеристика АЦП после воздействия у-излучения (1,2 105 рад)

аоо

-3,00

18000

выходной цифровой код

Рис 9 Интегральная нелинейность АЦП после воздействия у-излучения

(1,2 105 рад)

-0.80 -

выходной цифровой код

Рис 10 Дифференциальная нелинейность АЦП после воздействия

со

5*0 4,5 4.0 3.5

го

5 г5 2.0

1,5

1,0

0,5

0,0

у-излучения (1,2 10 рад)

✓

/

у

А

у,.

...........*

„ У

У

/

0 2300 4000 6000 8099 100ШЗ 12000 14309 18Ш0 18030

выходной цифровой код

Рис 11 Передаточная характеристика АЦП после воздействия у-излучения

(1,2 105 рад)

Как видно из рис 9 - 11, по сравнению с рис 5 - 7 характер зависимостей интегральной и дифференциальной Нелинейности изменился, однако интегральная нелинейность не превышает ±2,5 МР, а дифференциальная ±0,8 МР При этом передаточная характеристика практически сохраняет свою линейность, т е разработанная НС 14 -разрядного АЦП сохраняет свои точностные характеристики в условиях радиационного воздействия

Таким образом, можно сделать вывод, что совокупность схемотехнических и конструктивно-технологических методов обеспечивает радиационную стойкость изделия, удовлетворяющую всем требованиям При этом АЦП обладает высокой скоростью преобразования для АЦП конвейерной архитектуры, имеет малую нелинейность и высокие точностные характеристики как в обычных условиях, так и в условиях радиационного воздействия

Кроме того, разработанная ИС не имеет отечественных аналогов по таким параметрам, как разрядность / скорость преобразования / нелинейность, а имеющиеся в продаже зарубежные изделия аналогичного типа не отвечают специальным требованиям (в первую очередь требованиям по стойкости к специальным воздействующим факторам)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В настоящей диссертации изложена научно-техническая разработка, обеспечивающая решение важной задачи — разработки скоростного радиационно-стойкого 14 - разрядного АЦП, обладающего высокими точностными характеристиками и имеющего полупроводниковую структуру с возможностью интеграции с цифровыми процессорами обработки сигналов на одном кристалле

В диссертации получены следующие научно - технические результаты

1 Разработано схемотехническое решение 14-разрядного АЦП, построенное на основе четырехкаскадноЙ конвейерной архитектуры с малошумящим усилителем выборки и хранения, программируемым источником опорного напряжения и цифровой схемой коррекции ошибок выходного кода, позволившее достичь скорости преобразования 3МГц при малой потребляемой мощности и низкой нелинейности

2. Использован конструктивно-технологический метод обеспечения радиационной стойкости КМОП ИС, основанный на использовании дифференциальной схемотехники, высоколегированных охранных колец и периферийных поликремниевых затворов, позволивший добиться работоспособности АЦП при импульсном ионизирующем излучении 2,8107 рад/с и высокой стабильности статических и динамических характеристик при 1,2103 рад/с

3 Изготовлены опытные образцы кристаллов аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП - технологии с одним уровнем поликремния, что открывает новые возможности при создании современных «систем на кристалле», интегрирующих на одном кристалле автономные АЦП, ЦАП и процессоры обработки сигналов Проведенные испытания опытных образцов показали, что полученное решение обладает высокой точностью преобразования, а совокупность конструктивно-технологических методов обеспечения радиационной стойкости позволяет

сохранить стабильность статических и динамических характеристик в условиях радиационных воздействий

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Оптимизация параметров латерального PNP — транзистора для высоковольтных DC-DC преобразователей в составе «систем на кристалле» /СИ Рембеза, С М Кононов, В Я Нисков, А С Бережной, К В Смуров // Вестник Воронежского государственного технического университета 2007 Т 3 №4. С 109-110

2 Оптимизация параметров компонентов интегральных микросхем /СИ Рембеза, А С Бережной, К В Смуров, В Ю Москалев // Вестник Воронежского государственного технического университета 2007 Т. 3 №4 С 163-164

Статьи и материалы конференций

3 Дунаев С Д, Москалев В Ю, Бережной А С Способ и устройство автоматического контроля динамических токов потребления микросхем // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах материалы докл науч - техн семинара. М, 2004 С 262-266

4 Кононов С М, Бережной А С , Смуров К В Воздействие радиационного излучения на КМОП - микросхемы и конструктивные способы повышения их радиационной стойкости // Твердотельная электроника и микроэлектроника межвуз сб науч тр Воронеж ВГТУ,

2005 С 65-75

5 Электростатическая защита выводов интегральных микросхем / С И Рембеза, С М Кононов, А С Бережной, К В Смуров // Твердотельная ■ электроника и микроэлектроника межвуз сб науч тр Воронеж- ВГТУ,

2006 С 131-138

Подписано в печать 09Д0 2007 Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов Уел печ л 1,0 Тираж 90 экз Зак № 5~&3

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026, Воронеж, Московский просп, 14

Общая характеристика работы.

Глава 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ.

1.1. Назначение, принцип действия и тенденция развития АЦП.

1.2. Типовые структуры АЦП и их особенности.

1.2.1. Параллельные АЦП.

1.2.2. Последовательные АЦП.

1.2.3. Последовательно-параллельные АЦП.

1.3. Параметры АЦП.

1.3.1. Статические параметры.

1.3.2. Динамические характеристики.

1.4. Особенности работы АЦП в специальных условиях. Требования к конструкции элементов на кристалле. Радиационно-стойкие конструкции.

1.4.1. Радиационные эффекты в КМОП ИС.

1.4.2. Дифференциальная схемотехника.

1.4.3. Радиационно-стойкие КМОП - структуры.

Выводы к главе 1.

Глава 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННО-СТОЙКОГО 14 - РАЗРЯДНОГО АЦП.

2.1. Общее описание и основные технические характеристики.

2.2. Схемотехнические особенности АЦП.

2.2.1. Структурная электрическая схема АЦП.

2.2.2. Источник опорного напряжения.

2.2.3. Цифровые входы и выходы.

2.3. Конструктивно-технологические особенности проектирования ИС. 65 2.3.1. Выбор полупроводниковой структуры изделия и состава необходимых элементов.

2.3.2. Правила проектирования ИС.

2.3.3. Особенности проектирования радиационно-стойких цифровых и аналоговых блоков.

Выводы к главе 2.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ.

3.1. Результаты измерения статических параметров.

3.2. Результаты измерения динамических параметров.

3.3. Результаты испытаний АЦП на спецстойкость.

Выводы к главе 3.

Актуальность

В настоящее время цифровая обработка сигналов все глубже проникает в такие области применения, как средства связи и телекоммуникаций, различные радиотехнические системы и измерительную технику. Но поскольку физические явления имеют аналоговый характер, одна из важных и неотъемлемых задач современной цифровой технологии - преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму. Поэтому развитие и расширение областей применения цифровых систем обработки сигнала невозможно без развития средств аналого-цифрового преобразования, которое, в свою очередь, идет как по пути увеличения быстродействия преобразователей и полосы частот преобразуемых сигналов, так и по пути увеличения чувствительности и точности аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Современные АЦП имеют в своем составе большое число микроэлектронных узлов (усилительных элементов, источников опорных напряжений и токов, компараторов и др.), которые очень чувствительны к дестабилизирующим факторам (в том числе и к радиационным). По степени чувствительности АЦП на 1-2 порядка выше по сравнению с цифровыми ИС, эквивалентными по технологической сложности. Особенно это относится к чувствительности к импульсным радиационным излучениям, приводящим к образованию фототоков в активных областях и обратно смещенных рп-переходах элементов ИС [1].

Решить проблему увеличения быстродействия, точности преобразования, а также обеспечения радиационной стойкости АЦП невозможно только лишь совершенствованием технологической базы или совершенствованием схемотехнических решений: необходима комбинация таких решений. Для создания скоростных по сегодняшним меркам АЦП с требуемой импульсной радиационной стойкостью необходима КМОП КНИ -технология. Такая технология появится в России не ранее 2009 года. К тому времени скоростной критерий может измениться. Кроме совершенствования технологической базы необходимо использовать схемотехнические решения, основанные на дифференциальном принципе обработки преобразуемых сигналов. Благодаря такому подходу в комбинации с КМОП КНИ -технологиями можно достичь более высокой импульсной стойкости и, следовательно, скорости преобразования [2]. Определенные возможности при разработке АЦП дает МОП - технология, которая снимает проблему тиристорного защелкивания, оставляя импульсную стойкость по факту, что достаточно для значительной части тактических военных систем.

Существующий рынок АЦП в России представлен в основном зарубежными изделиями коммерческого и промышленного назначения, причем даже в этом секторе доступ к скоростным АЦП ограничен. Отечественных разработок АЦП для коммерческого и промышленного назначения фактически нет. Имеющиеся решения в основном предназначены для применения в специальной аппаратуре, при этом разрабатываемые в последнее время АЦП в большей степени закрывают потребности в элементной базе, разработанной несколько лет назад, и не соответствует современным требованиям.

Поскольку для коммерческой, промышленной и значительной части тактической военной аппаратуры высокая импульсная и, в целом, радиационная стойкость не требуется, то по экономическим соображениям целесообразно разрабатывать АЦП двойного назначения или, по крайней мере, предусматривать возможность быстрой и несложной адаптации коммерческих и промышленных ПС к специальным требованиям по мере совершенствования технологической базы.

Еще одна тенденция в области разработки АЦП связана с увеличением степени интеграции и переходом в конечном итоге к законченным системам обработки информации, выполненным в одном корпусе. Активно ведутся разработки интегральных систем сбора данных, выполненных на одном кристалле. Результатом таких разработок является совмещение в одном кристалле цифрового процессора обработки информации и АЦП, причем для такой интеграции последний должен иметь схожую полупроводниковую структуру.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, актуальной проблемой является разработка скоростных АЦП двойного назначения, с высокими динамическими характеристиками, требуемой стойкостью к радиационным воздействиям и с полупроводниковой структурой, допускающей прямую интеграцию с цифровыми процессорами обработки сигналов.

Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники Воронежского государственного технического университета в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых

• 3 5 материалов (Si, А В и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888.

Цель исследований и задачи

Целью работы является разработка скоростного радиационно-стойкого аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП - технологии. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Анализ основных архитектур аналого-цифровых преобразователей, обоснование целесообразности разработки конвейерного АЦП с дифференциальной структурой;

2. Разработка 14-разрядного аналого-цифрового преобразователя на основе конвейерной архитектуры;

3. Разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП ИС с проектными нормами 0,8 мкм;

4. Исследование статических и динамических характеристик опытных образцов 14-разрядного АЦП. Испытания ИС на устойчивость к радиационным воздействиям.

Научная новизна работы

В работе получены следующие новые научно-технические результаты:

1. Предложено схемотехническое решение аналого-цифрового преобразователя, построенное на основе конвейерной архитектуры, что позволило достичь высокой разрядности, высокой скорости и точности преобразования.

2. С учетом схемотехнических особенностей проведена разработка топологии аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП -технологии с одним уровнем поликремния.

3. Предложен и внедрен технологический метод обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС.

Реализация результатов работы, практическая ценность

В работе получены следующие новые научные и технические результаты:

1. Разработано схемотехническое решение, позволившее спроектировать 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь со скоростью преобразования 3 МГц и высокими точностными характеристиками.

2. Разработан и внедрен технологический метод обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС, позволяющий добиться стабильности статических и динамических параметров КМОП ИС в широком диапазоне температур и радиационных воздействий.

3. Изготовлены опытные образцы кристаллов аналого-цифрового преобразователя, проведены их испытания.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Схемотехническое решение разработанного 14-разрядного АЦП, построенного на основе четырехкаскадной конвейерной архитектуры.

2. Конструктивно-технологические методы обеспечения требуемой радиационной стойкости КМОП ИС с проектными нормами 0,8 мкм, основанные на использовании дифференциальной схемотехники, высоколегированных охранных колец и периферийных поликремниевых затворов.

3. Результаты испытаний опытных образцов 14-разрядного АЦП, включающие измерения статических и динамических характеристик ИС в обычных условиях и в условиях радиационных воздействий.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном научно-техническом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2004); конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов (Воронеж, 2007).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ.

В совместных работах автору принадлежит проведение исследований дифференциальных структур и разработка и моделирование на их основе параллельных аналого-цифровых преобразователей, входящих в состав четырехкаскадного конвейерного АЦП, анализ и обобщение результатов.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, который включает 99 наименований. Основная часть работы изложена на 104 страницах, содержит 54 рисунка и 8 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В настоящей диссертации изложена научно-техническая разработка, обеспечивающая решение важной задачи - разработки скоростного радиационно-стойкого 14 - разрядного АЦП, обладающего высокими точностными характеристиками и имеющего полупроводниковую структуру с возможностью интеграции с цифровыми процессорами обработки сигналов на одном кристалле.

В диссертации получены следующие научно - технические результаты:

1. Разработано схемотехническое решение 14-разрядного АЦП, построенное на основе четырехкаскадной конвейерной архитектуры с малошумящим усилителем выборки и хранения, программируемым источником опорного напряжения и цифровой схемой коррекции ошибок выходного кода, позволившее достичь скорости преобразования 3МГц при малой потребляемой мощности и низкой нелинейности.

2. Использован конструктивно-технологический метод обеспечения радиационной стойкости КМОП ИС, основанный на использовании дифференциальной схемотехники, высоколегированных охранных колец и периферийных поликремниевых затворов, позволивший добиться работоспособности АЦП при импульсном ионизирующем излучении 2,8'107 рад/с и высокой стабильности статических и динамических характеристик при 1,2" 103 рад/с.

3. Изготовлены опытные образцы кристаллов аналого-цифрового преобразователя на основе КМОП - технологии с одним уровнем поликремния, что открывает новые возможности при создании современных «систем на кристалле», интегрирующих на одном кристалле автономные АЦП, ЦАП и процессоры обработки сигналов [99]. Проведенные испытания опытных образцов показали, что полученное решение обладает высокой точностью преобразования, а совокупность конструктивно-технологических методов обеспечения радиационной стойкости позволяет сохранить стабильность статических и динамических характеристик в условиях радиационных воздействий.

1. Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах // Под ред. Т.М. Агаханяна. М.: Энергопромиздат, 1989. 267 с.

2. Никифоров А.Ю., Телец В.А., Чумаков А.И. Радиационные эффекты в КМОП ИС. М.: Радио и связь, 1994. 164 с.

3. Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. Аналого-цифровые преобразователи // Под ред. Т.Д. Бахтиарова. М.: Советское радио, 1980. 280 с.

4. Романюк Ю.А. Основы обработки сигналов // М.: изд. МФТИ, 1989.-92 с.

5. Романюк Ю.А. Дискретные преобразования сигналов // М.: изд. МФТИ, 1981.-92 с

6. Быстродействующие микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров // под ред. А.-Й.К. Марцинкявичуса. М.: Радио и связь, 1988. -224 с.

7. Федорков Б.Г., Телец В.А., Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М.: Энергоатомиздат, 1990. -320 с.

8. Гиттис Э.И. Преобразователи информации для электронных вычислительных устройств. М.: Энергия, 1975. 448 с.

9. Интегральные схемы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей // под ред. J1.M. Лукьянова. М.: Энергия, 1978. 256 с.

10. Федорков Б.Г., Телец В.А. Дегтяренко В.П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. М.: Радио и связь, 1984.- 120 с.

11. Телец В.А. Классификация микроэлектронных АЦП // Измерительная техника. 1981. №12. С. 41-43.

12. Daniel Н. Sheingold A. Analog-Digital Conversion Handbook // Third Edition, Prentice-Hall. 1986. P. 87-89.

13. Марцинкявичюс A.K., Сташис И.В. К вопросу построения параллельных быстродействующих АЦП // Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров электрических сигналов и цепей: Вторая Всесоюз. науч.-техн. конф. Тез. докл. -М., 1981. 62 с.

14. Gillings В. 4-Bit Flash Chip Garantees 100-MHz, 8-Bit System // Electronic Desygn. 1981. № 24. P. 95-101.

15. Emmens Т., Lonsborough M. Use Flash ADCs Carefully to Handle High-Frequency Sygnals//EDN. 1982. № 17. P. 137-143.

16. A Versatile Bipolar Monolitic 6-Bit A/D Converter for 100-MHz Sample Frequency / G. Emmert, E. Navratil, F. Parrefail, P. Rydval // IEEE J. 1980. Vol CS-15, №6. P.1030-1032.

17. Марцинкявичюс A.K., Манставичюс T.A., Лапинскас И.И. Компараторы напряжений серии К597 // Электрон, пром-сть. 1981. №4. С. 19-20.

18. Шило B.JI. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. М.: Радио связь. 1982. - 126 с.

19. Yukawa A., A CMOS- 8 bit high speed A/Dc onverter 1С // JSSC. vol 20. №3. 1985. P. 775-778.

20. Mangelsdorf C. A 400-MHz input flash converter with error correction //IEEE J. Solid-State Circuits 25 (1). 1990. P. 184-191.

21. Peetz В., Hamilton В., Kang J. An 8-bit 250 megasample per second analog-to-digital converter: operation without a sample and hold // IEEE J. Solid-State Circuits SC-21 (6). 1986. P. 114-115.

22. Carl Moreland. An Analog-to-Digital Converter Using Serial-Ripple Architecture // Master's Thesis, Florida State University College of Engineering, Department of Electrical Engineering. 1995. P. 78-79.

23. Carl Moreland. An 8-bit 150MSPS Serial ADC // 1995 ISSCC Digest of Technical Papers. Vol. 38. P. 272.

24. E.J. Lim. Performance. Limits of Circuits for Analog-to-Digital Conversion // Ph.D. dissertation, Stanford University. 1991. P. 35-37.

25. P.R. Gray., D.A. Hodges. All MOS analog-digital conversion techniques // IEEE Trans. Circuits Syst, vol CAS-25. № 7. 1978. P. 482-489.

26. B.M. Gordon. Linear electronic analog/digital conversion architectures, their origins, parameters, limitations, and applications // IEEE Trans. Circuits Syst., vol. CAS-25. №7. 1978. P. 391-418.

27. H.-S. Lee, D. A. Hodges, P. R. Gray. A Self-Calibrating 15 Bit CMOS A/D Converter// IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-19. 1984. P.813-819.

28. W. Kester. Drive Circuitry is Critical to High-Speed Sampling ADCs. Electronic Design Special Analog Issue. Nov. 7. 1994. P. 43-50.

29. M. Waltari, K. Halonen. A 220-MSample/s CMOS Sample-and-Hold Circuit Using Double-Sampling. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 18. 1999. P. 21-31.

30. R. Gosser, F. Murden. A 12-bit 50MSPS Two-Stage A/D Converter // ISSCC Digest of Technical Papers. 1995. P. 278.

31. A. G. Dingwall, V. Zazzu. An 8-MHz CMOS subranging 8-Bit A/D converter // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-20. 1985. P. 1138-1143.

32. R. van de Plassche. Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters // Kluwer Academic Publishers. 1994. P. 243.

33. P.F. Ferguson, Jr., A. Ganesan and R. W. Adams. One Bit Higher Order Sigma-Delta A/D Converters. ISCAS PROC., Vol. 2. 1990. P. 890-893.

34. P. Ferguson, Jr., A. Ganesan, R. Adams, et. al., An 18-Bit 20-kHz Dual Sigma-Delta A/D Converter // ISSCC Digest of Technical Papers. 1991. P. 104.

35. S. A. Jantzi, M. Snelgrove, P. F. Ferguson Jr. A 4th-Order Bandpass Sigma-Delta Modulator // IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 38. №3. 1993. P. 282-291.

36. W. Kester. Layout, Grounding, and Filtering Complete Sampling ADC System. EDN. Oct. 15. 1992. P. 127-134.

37. W. Kester. Basic Characteristics Distinguish Sampling A/D Converters. EDN. Sept. 3. 1992. P. 135-144.

38. Sekino Т., Takeda M., Кота K. A monolitic 8b two-step parallel ADC without DAC and substractor circuits // IEEE ISSCC Dig. Tech. Papers XXV. 1982. P. 46-47.

39. Shimuzu Т., Hotta M., Maio K., Ueda S. A 10-bit 20-MHz two-step parallel A/D converter with internal S/H // IEEE J. Solid State Circuits 24 (1). 1989. P. 13-20.

40. L. Sumanen, M. Waltari, K. Halonen. A 10-bit 200 MS/s CMOS Parallel Pipeline A/D Converter // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36. 2001. P. 10481055.

41. L. Sumanen, M. Waltari, K. Halonen. A 10-bit 200 MS/s CMOS Parallel Pipeline A/D Converter // In proc 26th European Solid-State Circuits Conference. 2000. P. 440-443.

42. D. Sheingold. Analog-to-Digital Conversion Handbook. Third Edition, Prentice-Hall. 1986. P. 168.

43. C.Y. Wu, C.C. Chen, J.J. Cho. A CMOS Transitor-Only 8-b 4.5-Ms/s Pipelined Analog-to-Digital Conveter Using Fully-Differential Current-Mode Circuit Techniques // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 30. 1995. P. 522-532.

44. B. Ginetti, P. Jespers. A 1.5 MS/s 8-bit Pipelined RSD A/D Converter // ESSCIRC Dig. Tech. Papers. 1990. P. 137-140.

45. E. G. Soenen, R. L. Geiger. An Architecture and An Algorithm for Fully Digital Correction of Monolithic Pipelined ADC's // IEEE Trans. Circuits and Systems-II. vol. 42. 1995. P. 143-153.

46. Р. С. Yu, H.-S. Lee. A 2.5-V, 12-b, 5-MSample/s Pipelined CMOS ADC //IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 31. 1996. P. 1854-1861.

47. H.-S, Chen, B.-S. Song, K. Bacrania. A 14-b 20-MSamples/s CMOS Pipelined ADC // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36. 2001. P. 997-1001.

48. Т. B. Cho, P.R. Gray. A 10 b, 20 Msample/s, 35 mW Pipeline A/D Converter//IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 30. 1995. P. 166-172.

49. Шлыков Г.П. Измерение параметров интегральных ЦАП и АЦП. М.: Радио и связь, 1985. 128 с.

50. Шлыков Г.П. Определение статических и динамических параметров АЦП по профилю ступени квантования // Измерительная техника. 1982. №12. С. 57-59.

51. Белов A.M., Шляхтин В.В., Ямский В.Е. Исследование статических и динамических параметров аналого-цифровых преобразователей 1107ПА //о

52. Электронная техника. Сер. Микроэлектроника. 1984. Вып. 1. С. 5-6.

53. Брагин А.А., Коновалов В.И., Семенюк A.J1. Нормирование динамических характеристик быстродействующих АЦП // Измерительная техника. 1981. №6.-С. 16-18.

54. Нил М., Мьюто А. Динамический контроль аналого-цифровых преобразователей // Электроника. 1982. №4. С. 49-57.

55. Островерхов В.В. Динамические погрешности аналого-цифровых преобразователей. М.: Энергия. 1975. 176 с.

56. T.R. Oldham and J.M. McGarrity. Iomization of Si02 by heave charged particles // IEEE Trans. Nuclear Sci., vol.N5-28. 1981. P. 3975.

57. M. Shoga and D. Binder. Theory of single even latchue in complementry metal-oxide semiconductor integrated circuits // IEEE Trans. Nuclear Sci., vol.N5-33, №6. 1981. P. 1714-1717.

58. Чернышев A.A. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.

59. T.R. Oldham. Post irradiation effect in field oxide isolation structures // IEEE Trans. Nuclear Sci., vol. N5-34, 1987. P. 1184.

60. Y. Taur. A self-aligned l-цш channel CMOS technology with retrograde n-well and thin epitaxy // IEEE J.Solid-state Circuit, vol.SC-20, №1. 1985. P. 123129.

61. R.R. Trouman. Latchup in CMOS Technology: The Problem and Its. Cure. Norwell, MA: Kluwer Academic Publishers. 1986. P. 67.

62. Грегори Б., Гуии Ч. Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах. ТИИЭР, т. 62, №9, 1974. С. 98-111.

63. Агаханян Т.М. Схемотехнические способы повышения радиационной стойкости электронных усилителей на аналоговых микросхемах // Микроэлектроника, 2004. том 33, №23. С. 34.

64. Коршунов Ф.П., Богатырев Ю.В. Вавилов В.А. Воздействие радиации на интегральные микросхемы. Минск: Наука и техника, 1986. -240 с.

65. Кулаков В.М., Ладыгин Е.А., Шаховцев В.И. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники // Под ред. Е.А. Ладыгина. М.: Советское радио, 1980. 186 с.

66. Вавилов B.C., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. М.: Атомиздат. 1969. С. 191.

67. Горлов М.И., Ладыгин Е.А., Лобов И.Е., Тонких Н.Н., Черников A.M., Юсов Ю.П. Радиационная стойкость кремниевых интегральных схем // Обзоры по электронной технике, серия 3. 1987. 40 с.

68. Цифровые интегральные микросхемы. Справочник / П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. М.: Радио и связь, 1994. 320 с.

69. Микросхемы АЦП и ЦАП. Справочник.: Додэка. 2005. - 432 с.

70. G. Nicollini, P. Confalonieri, D. Senderowicz. A Fully Differential Sampleand-Hold Circuit for High-Speed Applications // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 24. 1989. P. 1461-1465.

71. J. Wu and B.A. Wooley. A 100MHz pipelined CMOS comparator // JSSC. vol 23. № 6. 1998. P 1379-1385.

72. Мелен P., Гарланд Г. Интегральные микросхемы с КМОП-структурами: Пер. с англ. М.: Энергия, 1989. 160 с.

73. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. М.: Энергоатомиздат, 1988. С. 132.

74. Критенко М.И., Малюдин С.А. Никифоров А.Ю., Телец ВА. Развитие отечественной радиационно-стойкой элементной базы микроэлектроники военного и специального назначения // Радиационная стойкость электронных систем. 2000. Вып. 3. С. 3-4.

75. Степенов Ю.И., Критенко М.И., Телец Б.А., Баюков А.В., Бедрековский М.А. Концептуальные направления развития изделий микроэлектроники специального и военного назначения // Радиационная стойкость электронных систем. 1998. Вып. 1. С. 3-4.

76. Попов В., Катеринич И., Курин Ф. Радиационная технология: уникальные возможности в производстве МОП интегральных схем // Chip News. 1997. №3.-С. 2022.

77. Безбородов В.Н., Лавренцов В.Д., Малюдин С.А., Никифоров А.Ю. Анализ применяемости ИС различных технологий в аппаратуре систем спутниковой связи нового поколения // Радиационная стойкость электронных систем. 1999. Вып. 2. С. 11-12.

78. Гришаков В.В., Попов В.Д. Модель макродефекта в подзатворном оксиде кремния МОП транзисторов. Научная сессия МИФИ-99: Сборник научных трудов. Том 6. М.: МИФИ. 1999. С. 7677.

79. Защелкивание в интегральных микросхемах/ Е. Р. Аствацатурьян, А. Н., Никифоров, JI. В. Раткин // Зарубежная электронная техника. 1989. №10 (341).-С. 82.

80. Бердичевский Б. Е., Маджарова Т. Б. Интегральные схемы кремний на изоляторе // Зарубежная радиоэлектроника. 1990. №8. С. 33-56.

81. Бойченко Д. В. , Никифоров А. Ю. Исследование влияния технологии на радиационную стойкость ОУ // Радиационная стойкость электронных систем. Научно-технический сборник. 2000. С. 72.

82. Никифоров А. Ю. Влияние организации цепи питания на реакцию КМДП ИМС при высокоинтенсивиом импульсном воздействии. Электроника и автоматизация в научных исследованиях // Под ред. В.М. Рыбина. М.: Энергоатомиздат. 1988. С. 110-111.

83. Оптимизация параметров компонентов интегральных микросхем / С.И. Рембеза, А.С. Бережной, К.В. Смуров, В.Ю. Москалев // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. №4. -С. 163-164.

84. Электростатическая защита выводов интегральных микросхем / С.И. Рембеза, С.М. Кононов, А.С. Бережной, К.В. Смуров // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. С. 131-138.

85. Ambrozy A., Variance of 1/f noice // Solid. State Electron. 1988. №9. P. 1391 1396.

86. Schiebel R.A. a model for 1/f noise of diffusion current based on surface recombination velocity and insulator trapping // IEEE Trans. Electron Devices. 1994. №5. P. 768-778.

87. A. Van der Ziel. Proposed discrimination between 1/f noise source in transistors // Sol. State Electron. 1982. №2. P. 141.

88. Система комплексного имитационного моделирования радиационного поведения ППП и ИС. Е. Р. Аствацатурьян, А. Ю. Никифоров, А, И. Чумаков и др. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных воздействий на РЭА. 1994. Вып. 1,2.

89. Имитационное экспериментальное моделирование для оценки и прогнозирования радиационной стойкости ИЭТ. Е. Р. Аствацатурьян, А. Ю. Никифоров, А. И. Чумаков и др. // Вестник РАДТЕХ. 1991. № 2. С. 44 - 47.

90. Аствацатурьян Е. Р., Трушкин Н. С. Многоуровневое иерархическое моделирование радиационных эффектов в БИС. Препринт. М. 1993. - 22 с.

91. Аствацатурьян Е. Р., Беляев В. А., Трушкин Н. С. Функционально-логическое моделирование радиационного поведения цифровых устройств. -Препринт. М., 1993. 26 с.

92. Бейер Р. Системы на кристалле. Актуальные проблемы // Инженерная микроэлектроника. 1998. № 1. С. 1819.ч