一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法,基于TCAD仿真平台建立稳压器中核心器件CMOS的单粒子效应仿真模型，基于SPICE仿真平台构建稳压器等效电路。通过对稳压器的电路级单粒子效应仿真，得到稳压器输出电压，进而分析单粒子效应对稳压器工作状态的影响。本发明专利技术通过器件级建模仿真和电路级建模仿真相结合，可以实现对稳压器的单粒子效应仿真，分析单粒子效应对稳压器工作状态的影响，解决了加速器资源有限、辐照粒子能量不易调节、经济成本高等问题，为开展稳压器抗辐射评价和加固设计提供技术支撑，有助于提高器件在航天领域应用的可靠性。用的可靠性。用的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，属于电源芯片抗辐照技术5领域。

技术介绍

[0002]随着航天科技的迅速发展，集成电路的集成度越来越高，各种电子元器件被广泛应用于航天器上。复杂的空间辐射环境将给电子元器件及其电路带来及
[0003]其严峻的辐射安全问题。研究半导体器件及其电路的空间辐射效应，提高其抗0辐射水平是近年来国内外微电子学十分重视的课题。低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)作为重要的直流电压电源，具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比，被广泛应用于航天领域。稳压器的工作性能直接关系到整个电子设备的技术指标和可靠性，而空间应用时的辐射环境可能使稳压器出现辐射
[0004]损伤，如单粒子瞬态，影响电源电压稳定性，给航天器带来严重故障，因此对5稳压器空间辐射效应进行深入研究显得尤为重要。
[0005]地面重离子辐照试验是研究单粒子效应常用的技术手段，可以精确地评估出器件的抗辐射能力，但是地面辐照试验存在加速器资源有限、辐照粒子能量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)根据稳压器的尺寸结构和工艺参数，对稳压器中核心器件CMOS进行二维器件级建模，得到CMOS的二维结构模型；(2)对所述二维结构模型进行网格划分，生成CMOS电学仿真模型；(3)对所述CMOS电学仿真模型进行TCAD器件电学仿真，得出器件的典型电学参数或曲线；(4)根据器件的典型电学参数或曲线，对器件的工艺参数进行优化，得到CMOS电学仿真优化模型；(5)定义入射粒子参数；(6)基于CMOS电学仿真优化模型和入射粒子参数，对CMOS器件的敏感位置进行单粒子效应建模仿真；(7)构建稳压器等效电路；(8)构建故障注入源，将故障注入源注入所述稳压器等效电路中，进行稳压器的电路级单粒子效应仿真，得到稳压器输出电压；(9)根据所述稳压器输出电压的变化，分析单粒子效应对稳压器工作状态的影响。2.根据权利要求1所述的一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于：所述工艺参数，包括CMOS器件的沟道层厚度、势垒层厚度、栅漏间距、P型栅掺杂浓度以及势垒层组分。3.根据权利要求1所述的一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于：所述电学参数或曲线，包括器件的正向、反向特性或者转移、输出特性曲线。4.根据权利要求1所述的一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于：所述入射粒子参数，包括重离子的入射位置、入射深度、径迹半径、线性能量转移、电荷生成脉冲宽度与峰值时间。5.根据权利要求1所述的一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于：所述稳压器等效电路，包括差分放大器、输出级放大电路和负载电容，其中，差分放大器用于差分输入、电位移动、双端到单端转换及提供增益；输出级放大电路，用于为共源放大器提供恒定偏置电流，作为第二级输出负载；负载电容，用于模拟下级电路带来的影响。6.根据权利要求1所述的一种稳压器的单粒子瞬态仿真方法，其特征在于：所述构建故障注入源，将故障注入源注入所述稳压器等效电路中，进行稳压器的电路级单粒子效应仿真，具体方法为：将不同线性能量传输LET值仿真得到的单粒子瞬态电流通过双指数模型进行拟合，得到故障电流源；所述双指数模型，公式为：当t<t
d1
，I(t)＝0；当t
d1
<t<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪松，莫日根，刘婧宇，吉俐，张竞择，杨智博，罗磊，张雷浩，梅博，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：