Наведенные одиночным воздействием токи связывают узлы базы и коллектора, вначале повышая напряжение базового узла, а затем, с переходом коллектора в состояние низкого уровня, понижая его. Такая реакция может временно перевести запертый транзистор в открытое состояние и дестабилизировать логическое состояние триггерной схемы. Аналогичным образом реагируют на вызванные одиночными частицами возмущения диоды Шотки, плоскостные диоды и p-n-p транзисторы. Эти возмущения либо воздействуют на p-n переход, или наводят токи между выводами прибора. Эффекты воздействия одиночных частиц, связанные с нарушением изоляции подложки и с генерацией внутренних токов (эмиттер - база или коллектор-база), можно оценить по отдельности. Эффект подложки - наиболее вероятная причина одиночного сбоя триггеров на БТ. Существенного снижения числа ОС в биполярных ТТЛ - структурах, вызываемых шунтами цепей коллектор-эмиттер, можно добиться, применяя двойные эмиттерные повторители. Попадание отдельной частицы (ОЧ) на один эмиттер двухэмиттерного повторителя не нарушает работу другого (дополнительного) контура обратной связи. Если используются обычные (совместимые с биполярной технологией) резисторы р-типа на эпитаксиальном слое n-типа, то такое схемное решение может также обеспечить нечувствительность к воздействиям тяжелых ионов на резисторы, соединенные с эмиттерами. Как эпитаксиальный слой p-типа, так и сильно легированный заглубленный слой p-типа под резисторами связываются с цепью наиболее положительного напряжения в схеме. Таким образом, воздействия на эти резисторы сходны с воздействиями на переход база - коллектор; они переводят соответствующие резисторные узлы на высокий уровень, и тем самым эффект воздействия изолируется. В радиационно-стойких биполярных конструкциях выбор исходной технологии определяется методом изоляции. Изоляция p - n переходом относится к числу широко применяемых методов изоляции. С помощью p - n переходов n- p - n транзистор отделён от других приборов микросхемы областями р+ - типа, созданными диффузией в эпитаксиальном слое кремния n - типа. Следовательно, изоляция осуществляется обратно смещёнными p - n переходами, которые легированы так, чтобы обеднённые области были достаточно толстыми, с тем чтобы воспрепятствовать возникновению туннельного пробоя, но при этом и достаточно тонкими, с тем чтобы исключить влияние этих областей на работу активных приборов (большая подвижность электронов обуславливает более высокое быстродействие n - p - n приборов по сравнению с аналогичными n - p - n ). Различие характеристик n - p - n и р - n - р приборов становится ещё более значительным после воздействия полной дозы внешнего излучения. Облучение р - n - р структуры может привести к увеличению скорости поверхностной рекомбинации. Это может существенно понизить коэффициент передачи тока, а следовательно, ухудшить характеристики после облучения. Уменьшение коэффициента передачи тока в два раза оказывается типичным для технологии с изоляцией p – n переходами при облучении дозой 106 рад (Si). Подобное ухудшение и без того низких значений bСТ может привести к функциональному отказу схемы. Пассивируя нитридом кремния, можно уменьшить утечку и тем самым повысить стойкость к полной дозе излучения. В ИП - технологиях возможны приборы с вертикальной структурой. В вертикальной структуре активные области приборов не имеют контакта с защитным оксидным слоем, поэтому р- n - р приборы такого типа при облучении полной дозой деградируют в меньшей степени, чем горизонтальные р- n - р приборы. Для того, чтобы обеспечить коэффициент усиления, достаточный для надежного функционирования схемы после воздействия излучения, необходимы пары Дарлингтона. Схема пары Дарлингтона, в которой два БТ соединены таким образом, что функционируют как один транзистор, коэффициент усиления которого равен произведению коэффициентов усиления bСТ каждого из транзисторов, представляет собой решение, позволяющее повысить коэффициент усиления в условиях применения компонентов, уже освоенных в технологии.
Задача радиационных испытаний троякая:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.