Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общие сведения о цифро-аналоговых преобразователях 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Последовательные ЦАП 10
1.2.1 ЦАП с широтно-импульсной модуляцией 10
1.2.2 Последовательный ПАП на переключаемых конденсаторах 11
1.3 Параллельные ЦАП 13
1.3.1 ЦАП с суммированием весовых токов 13
1.3.2 ПАП на источниках тока 18
1.3.3 Формирование выходного сигнала в виде напряжения 21
1.3.4 Параллельный ЦАП на переключаемых конденсаторах...26
1.3.5 ЦАП с суммированием напряжений 28
1.4 Интерфейсы ЦАП 30
1.4.1 ЦАП с последовательным интерфейсом входных данных..31
1.4.2 ПАП с параллельным интерфейсом входных данных 32
1.5 Параметры ПАП 34
1.5.1 Статические параметры 35
1.5.2 Динамические параметры 37
1.5.3 Шумы ЦАП 39
Глава 2. Моделирование блоков ЦАП и выбор технологического процесса 40
2.1 Введение 40
2.2 Результаты моделирования 42
2.3 Технологический процесс 51
Глава 3. Радиационные эффекты в КМОПИС 54
3.1 Эффекты в КМОП ИС при воздействии стационарного ионизирующего излучения 54
3.1.1 Накопление объемного заряда в диэлектриках 56
3.1.2. Образование поверхностных состояний 59
3.3. Эффект защелкивания в КМОП ИС (тиристорный эффект) 62
3.4. Конструктивно-технологические методы повышения радиационной стойкости 66
Глава 4. Характеристика разработанного изделия 72
4.1 Устройство и работа ИС 72
4.2 Описание функционирования 77
4.3 Функция преобразования ЦАП 79
4.4 Источник опорного напряжения 81
4.5 Управляющий усилитель опорного источника 84
4.6 Аналоговые выходы 85
4.7 Выходной интерфейс с чередующимися I и Q данными 86
4.8 Потребляемая мощность 88
4.9 Дифференциальная схема подключения выходов с использованием операционного усилителя 91
4.10 Применение ИС для квадратурной модуляции 93
4.11 Результаты испытаний микросхемы 95
Основные результаты и выводы 106
Список литературы 108
- Последовательный ПАП на переключаемых конденсаторах
- Накопление объемного заряда в диэлектриках
- Конструктивно-технологические методы повышения радиационной стойкости
- Дифференциальная схема подключения выходов с использованием операционного усилителя
Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время в области отечественных разработок цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) назрели проблемы, связанные с тем, что большинство ИС не отвечают современным требованиям как по разрядности, так и по точностным характеристикам, например нелинейным искажениям и шумам. Существуют также технологические сложности, связанные с использованием тонкопленочных резисторов, которые ограничивают возможность технологических процессов и приводят к большой трудоемкости из-за необходимости подгонки номиналов этих резисторов. Новые разработки направлены на увеличение скорости преобразования и улучшения точностных характеристик ЦАП. Кроме того, исключается необходимость использования тонкопленочных резисторов.
В настоящее время в коммуникационных каналах используют высокоскоростные ЦАП со встроенными интерполяционными фильтрами. Такие ЦАП отечественная промышленность не выпускает. Имеющиеся в продаже зарубежные ЦАП ИС для коммерческого и промышленного использования не отвечают специальным требованиям (в первую очередь требованиям по стойкости к гамма-излучению), предъявляемым к РЭА с длительным сроком активного использования. Поэтому основной целью являлась разработка 10-разрядного высокоскоростного ЦАП со встроенным интерполяционным фильтром и стойкостью к гамма-излучению.
В качестве основных принципов при разработке такого изделия использовались следующие:
- использование базового КМОП-технологического процесса с 0,6-мкм проектными нормами с двумя слоями алюминиевой металлизации и с одним слоем поликремния, отработанного в условиях серийного и опытного производства коммерческих ИС; - использование сертифицированных правил проектирования электрической схемы (ERC) и топологии (DRC), в том числе применение стандартных конструктивно-топологических решений отдельных элементов и блоков, адаптированных к выбранному технологическому процессу;
- использование современных программно-аппаратных средств (САПР Cadence) для проектирования новых функциональных элементов, макроблоков и в целом кристалла ИС с учетом реальных технологических разбросов слоев полупроводниковой структуры кристалла и электрических характеристик основных элементов (транзисторов, резисторов и т. д.);
- использование современного метрологического оборудования и технических средств для измерения, испытания и анализа изделий.
Такой подход к разработке новых образцов ИС в настоящее время преобладает в мировой практике и позволяет достичь наилучших показателей надежности по сравнению с подходами, основанными на адаптации режимов проведения технологических операций к каждой конкретной ИС. В данной работе представлены основные результаты, полученные в процессе проектирования и изготовления опытных образцов, описаны особенности проектирования ИС, приведены результаты моделирования и испытаний ИС на радиационную стойкость.
Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А В и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888.
Цель работы
Целью работы является создание высокоточного радиационно-стойкого ЦАП с возможностью изготовления по стандартной КМОП-технологии с одним уровнем поликремния. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Исследование основных архитектур ЦАП. Выбор структуры ИС, обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока.
2. Разработка и схемотехническое моделирование аналоговых и цифровых блоков с проектными нормами 0,6 мкм и учетом влияния радиационных воздействий.
3. Анализ результатов исследований и разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП-блоков с проектными нормами 0,6 мкм.
4. Проведение испытаний ЦАП ИС на устойчивость к воздействию гамма-излучения в диапазоне температур -60°С - +85°С.
Научная новизна работы
В работе получены следующие новые научные и технические результаты:
1. Разработаны основные блоки ПАП (источник опорного напряжения, генератор смещения источников тока и матрица источников тока на основе сегментированной архитектуры), устойчивые к воздействию радиационного излучения.
2. Проведено схемотехническое и топологическое проектирование блоков ЦАП с использованием вертикальных p-n-р транзисторов на основе стандартной КМОП-технологии. Такое решение открывает новые возможности при создании современных АЦП и ПАП с высокими скоростными и точностными характеристиками и минимальными затратами на изготовление кристаллов.
3. Предложена методология анализа и выбора архитектуры радиационно-стойких ЦАП посредством оценки влияния воздействия радиации с помощью схемотехнического моделирования наиболее критичных блоков (источника опорного напряжения, источников тока, р-МОП-ключей). Практическая значимость работы
1. Разработаны основные блоки (источник опорного напряжения, обладающий высокой стабильностью выходного напряжения, и генератор смещения источников тока, устойчивый к разбросу технологических параметров и радиационным воздействиям), позволившие получить 10-разрядный ЦАП со скоростью преобразования 40 МГц и высокими точностными характеристиками, для использования в квадратурных модуляторах.
2. Разработаны и изготовлены опытные образцы кристаллов ЦАП на основе КМОП-технологии. Испытания опытных образцов ЦАП на устойчивость к воздействию гамма-излучения показали, что они бесперебойно рабо тают при мощности Р= 1,1 10 рад/с и накопленной дозе D=4,8 10 рад. Испытания ИС при повышенной (+85°С) и пониженной (-60°С) температурах показали соответствие основных электрических параметров нормам ТУ.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту
1. Схемотехнические особенности разработанного радиационпо-стойкого ЦАП, в частности использование р-МОПТ в источниках тока и ключах, использование вертикальных p-n-p-транзисторов, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, таких как радиация и температура.
2. Обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока. По сравнению с архитектурами на базе резисторов и конденсаторов ЦАП на источниках тока обладает более высокими точностными характеристиками и возможностью компенсации разброса технологических параметров. Кроме этого, ЦАП на источниках тока можно спроектировать на базе стандартного КМОП-процесса, что уменьшает стоимость ИС.
3. Результаты моделирования аналоговых блоков ИС. Температурные зависимости характеристик источников тока и опорного напряжения. Температурные зависимости тока младшего разряда, напряжений смещения источника тока при различных напряжениях питания. 4. Основные электрические характеристики разработанной ИС. По результатам испытаний ИС получены типовые зависимости электрических параметров (внутреннего опорного напряжения от температуры, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС от температуры, интегральной и дифференциальной нелинейности от напряжения питания и т.д.). Результаты испытаний ИС на стойкость к воздействию гамма-излучения. Зависимости интегральной и дифференциальной нелинейностей от цифрового кода на входе при мощности гамма-излучения Р= 1,1 10 рад/с и накопленной дозе О=4,8 105рад.
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Международном научно-техническом семинаре "Шумовые и деградацион-ные процессы в полупроводниковых приборах " (Москва, 2006); научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2007, 2008).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1, 2, 5] - разработка схемотехнических решений для отдельных блоков ИС ЦАП; [3] - поиск и разработка методов защиты ИС от радиационных эффектов; [4] - поиск и разработка методов электростатической защиты выводов ИС.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 83 наименований. Основная часть работы изложена на 115 страницах, содержит 60 рисунков и 4 таблицы.
Последовательный ПАП на переключаемых конденсаторах
Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за квантом, поэтому для получения N-разрядного преобразования необходимы 2 временных квантов (тактов). Схема последовательного ЦАП, приведенная на рис. 1.3, позволяет выполнить цифро-аналоговое преобразование за значительно меньшее число тактов.
В этой схеме емкости конденсаторов Сі и С2 равны. Перед началом цикла преобразования конденсатор С2 разряжается ключом S4. Входное двоичное слово задается в виде последовательного кода. Его преобразование осуществляется последовательно, начиная с младшего разряда d0. Каждый такт преобразования состоит из двух полутактов. В первом полутакте конденсатор Сі заряжается до опорного напряжения U0„ при do—1 посредством замыкания ключа S] или разряжается до нуля при do=0 путем замыкания ключа S2.
В настоящее время в области отечественных разработок цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) назрели проблемы, связанные с тем, что большинство ИС не отвечают современным требованиям как по разрядности, так и по точностным характеристикам, например нелинейным искажениям и шумам. Существуют также технологические сложности, связанные с использованием тонкопленочных резисторов, которые ограничивают возможность технологических процессов и приводят к большой трудоемкости из-за необходимости подгонки номиналов этих резисторов. Новые разработки направлены на увеличение скорости преобразования и улучшения точностных характеристик ЦАП. Кроме того, исключается необходимость использования тонкопленочных резисторов.
В настоящее время в коммуникационных каналах используют высокоскоростные ЦАП со встроенными интерполяционными фильтрами. Такие ЦАП отечественная промышленность не выпускает. Имеющиеся в продаже зарубежные ЦАП ИС для коммерческого и промышленного использования не отвечают специальным требованиям (в первую очередь требованиям по стойкости к гамма-излучению), предъявляемым к РЭА с длительным сроком активного использования. Поэтому основной целью являлась разработка 10-разрядного высокоскоростного ЦАП со встроенным интерполяционным фильтром и стойкостью к гамма-излучению. В качестве основных принципов при разработке такого изделия использовались следующие: - использование базового КМОП-технологического процесса с 0,6-мкм проектными нормами с двумя слоями алюминиевой металлизации и с одним слоем поликремния, отработанного в условиях серийного и опытного производства коммерческих ИС; - использование сертифицированных правил проектирования электрической схемы (ERC) и топологии (DRC), в том числе применение стандартных конструктивно-топологических решений отдельных элементов и блоков, адаптированных к выбранному технологическому процессу; - использование современных программно-аппаратных средств (САПР Cadence) для проектирования новых функциональных элементов, макроблоков и в целом кристалла ИС с учетом реальных технологических разбросов слоев полупроводниковой структуры кристалла и электрических характеристик основных элементов (транзисторов, резисторов и т. д.); - использование современного метрологического оборудования и технических средств для измерения, испытания и анализа изделий.
Накопление объемного заряда в диэлектриках
Такой подход к разработке новых образцов ИС в настоящее время преобладает в мировой практике и позволяет достичь наилучших показателей надежности по сравнению с подходами, основанными на адаптации режимов проведения технологических операций к каждой конкретной ИС. В данной работе представлены основные результаты, полученные в процессе проектирования и изготовления опытных образцов, описаны особенности проектирования ИС, приведены результаты моделирования и испытаний ИС на радиационную стойкость.
Диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А В и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888. Целью работы является создание высокоточного радиационно-стойкого ЦАП с возможностью изготовления по стандартной КМОП-технологии с одним уровнем поликремния. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: 1. Исследование основных архитектур ЦАП. Выбор структуры ИС, обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока. 2. Разработка и схемотехническое моделирование аналоговых и цифровых блоков с проектными нормами 0,6 мкм и учетом влияния радиационных воздействий. 3. Анализ результатов исследований и разработка рекомендаций по обеспечению радиационной стойкости КМОП-блоков с проектными нормами 0,6 мкм. 4. Проведение испытаний ЦАП ИС на устойчивость к воздействию гамма-излучения в диапазоне температур -60С - +85С.
В работе получены следующие новые научные и технические результаты: 1. Разработаны основные блоки ПАП (источник опорного напряжения, генератор смещения источников тока и матрица источников тока на основе сегментированной архитектуры), устойчивые к воздействию радиационного излучения. 2. Проведено схемотехническое и топологическое проектирование блоков ЦАП с использованием вертикальных p-n-р транзисторов на основе стандартной КМОП-технологии. Такое решение открывает новые возможности при создании современных АЦП и ПАП с высокими скоростными и точностными характеристиками и минимальными затратами на изготовление кристаллов. 3. Предложена методология анализа и выбора архитектуры радиационно-стойких ЦАП посредством оценки влияния воздействия радиации с помощью схемотехнического моделирования наиболее критичных блоков (источника опорного напряжения, источников тока, р-МОП-ключей). Практическая значимость работы 1. Разработаны основные блоки (источник опорного напряжения, обла дающий высокой стабильностью выходного напряжения, и генератор смеще ния источников тока, устойчивый к разбросу технологических параметров и радиационным воздействиям), позволившие получить 10-разрядный ЦАП со скоростью преобразования 40 МГц и высокими точностными характеристи ками, для использования в квадратурных модуляторах. 2. Разработаны и изготовлены опытные образцы кристаллов ЦАП на основе КМОП-технологии. Испытания опытных образцов ЦАП на устойчи вость к воздействию гамма-излучения показали, что они бесперебойно рабо тают при мощности Р= 1,1 10 рад/с и накопленной дозе D=4,8 10 рад. Ис пытания ИС при повышенной (+85С) и пониженной (-60С) температурах показали соответствие основных электрических параметров нормам ТУ.
1. Схемотехнические особенности разработанного радиационпо-стойкого ЦАП, в частности использование р-МОПТ в источниках тока и ключах, использование вертикальных p-n-p-транзисторов, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, таких как радиация и температура.
2. Обоснование целесообразности построения ЦАП на источниках тока. По сравнению с архитектурами на базе резисторов и конденсаторов ЦАП на источниках тока обладает более высокими точностными характеристиками и возможностью компенсации разброса технологических параметров. Кроме этого, ЦАП на источниках тока можно спроектировать на базе стандартного КМОП-процесса, что уменьшает стоимость ИС.
3. Результаты моделирования аналоговых блоков ИС. Температурные зависимости характеристик источников тока и опорного напряжения. Температурные зависимости тока младшего разряда, напряжений смещения источника тока при различных напряжениях питания. 4. Основные электрические характеристики разработанной ИС. По результатам испытаний ИС получены типовые зависимости электрических параметров (внутреннего опорного напряжения от температуры, токов потребления аналоговой и цифровой части ИС от температуры, интегральной и дифференциальной нелинейности от напряжения питания и т.д.). Результаты испытаний ИС на стойкость к воздействию гамма-излучения. Зависимости интегральной и дифференциальной нелинейностей от цифрового кода на входе при мощности гамма-излучения Р= 1,1 10 рад/с и накопленной дозе О=4,8 105рад.
Конструктивно-технологические методы повышения радиационной стойкости
Рассмотрим сначала наиболее известные конструкции NMOEf-транзисторов, предназначенные для создания радиационно-стойких КМОП-микросхем. Основное внимание сосредоточим на оценке стойкости рассматриваемых конструкций к стационарным излучениям и воздействию одиночных частиц. Влияние импульсных излучений, характеризующихся определенной мощностью дозы, в данном случае особого интереса не представляє г. В настоящее время в основном применяются две конструкции NMOri-транзисторов, показанные на рис. 3.7. Наиболее часто используется конструкция с охранным р+-кольцом, вынесенным на поверхность кремния (рис. 3.7а). В отличие от NMOn-транзистора с р+-кольцом под полевым окислом (рис. 3.76), такая конструкция проигрывает по плотности упаковки, так как между соседними NMOri-транзисторами необходимо размещать по две области полевого окисла. На самом деле этот проигрыш оказывается незначительным.
Из-за высокой концентрации р-примеси в кольце ее боковой уход при создании полевого окисла (эта технологическая операция проводится при достаточно высокой температуре) оказывается существенным. Кроме того, по периметру р -кольца образуется область с высокой концентрацией дефектов, которые плохо отжигаются при последующих технологических операциях. В результате положительный заряд в окисле, образовавшийся под воздействием радиации, оказывается в реальных условиях не достаточным для инверсии поверхности охранных р -колец. Таким образом предотвращается образование каналов утечки тока между соседними NMOri-транзисторами, что является основным преимуществом конструкции (рис. 3.7а). Для устранения «боковых» транзисторов в обоих конструкциях периферийные участки затвора продлеваются до охранных р+-колец. Они проходят по тонкому окислу на поверхности кремния с концентрацией р-примеси такой же как в области канала или несколько выше. Наличие периферийных участков препятствует образованию под ними инверсионных слоев при отсутствии напряжения на затворе. Это предотвращает замыкание инверсионных слоев, возникающих под полевым окислом в результате воздействия радиации. Таким образом исключается образование каналов утечки тока по периферии NMOIl-транзистора.
Описанные конструктивные решения хорошо зарекомендовали себя в условиях стационарных радиационных излучений. Для уменьшения чувствительности конструкций (рис. 3.7) к воздействию одиночных частиц необходимо использовать силыюлегированные подложки кремния с тонкими эпи-таксиальными пленками или подложки типа КНИ и КНС.
Рассмотренные выше радиационно-стойкие конструкции NMOri-транзисторов имеют два основных недостатка. Во-первых, наличие охранных р+-колец снижает плотность упаковки радиационно-стойких КМОП-микросхем по сравнению с обычными (коммерческими) микросхемами. Если учесть, что стоимость кремниевых пластин в значительной степени определяет себестоимость микросхем, то становится понятной роль такого фактора как площадь кристалла.
Во-вторых, наличие периферийных участков затвора с тонким окислом приводит к появлению дополнительных паразитных емкостей, соизмеримых по величине с основной емкостью затвора. Этот недостаток является наиболее значительной платой за обеспечение радиационной стойкости к стационарным излучениям. Для устранения отмеченных недостатков предлагается использовать щелевую изоляцию типа Si-Si02-Poly (рис. 3.9), в которой поликремниевос кольцо соединяется с источником отрицательного напряжения или с р-карманом. Это позволяет устранить образование «боковых» NMOH-транзисторов. Последний вариант является наиболее предпочтительным.
Однако его реализация на практике оказывается затруднительной. Основным требованием, ограничивающим возможность закорачивания изолирующего поликремния с р-карманом, является обеспечение условия, при котором граница раздела Si-Si02 в области канала должна находится на одном уровне с границей раздела Poly-Si02 или несколько ниже. В этом случае положительный заряд, наведенный радиацией в области «клюва» окисла над изолирующим поликремнием, будет сосредотачиваться в основом на границе с затвором. Незначительная часть этого заряда, которая сосредоточится на границе раздела Si-Si02, оказывается недостаточной для инверсии поверхности кремния вблизи окисного «клюва».
Обеспечение рассмотренного условия является сложной технологической задачей, если учесть, что скорость окисления поверхности легированного поликремния (обычно он легируется фосфором) почти в 3 раза выше скорости окисления монокремния в области канала. Кроме того, процесс плана-ризации, который применяется после заполнения окисленных щелей ноли-кремнием, не отличается идеальной воспроизводимостью. Поэтому первый вариант щелевой изоляции типа Si-Si02-Poly, в котором изолирующий поликремний подключается к источнику отрицательного напряжения, является наиболее технологичным. В этом варианте влияние наведенного положительного заряда компенсируется электрическим полем, возникающем в тонком изолирующем окисле и в области окисного «клюва» при подключении поликремния к источнику отрицательного напряжения. Компенсирующее влияние электрического поля в области окисного «клюва» обеспечивается благодаря искривлению силовых линий поля в сторону «клюва».
Первый вариант изоляции хорошо согласуется с технологией производства аналоговых и аналого-цифровых микросхем, в которых использование источников отрицательного напряжения является, как правило, обязательным. Определенные неудобства возникают при проектировании цифровых микросхем. В таких микросхемах источники отрицательного напряжения обычно не используются. Можно, конечно, создать встроенные источники отрицательного смещения изолирующего поликремния. Однако это решение вступает в противоречие с общими требованиями по повышению радиационной стойкости, так как работа встроенных источников смещения основана на использовании конденсаторов. Поэтому целесообразнее использовать дополнительный источник отрицательного напряжения, который практически не будет потреблять мощность.
Необходимо иметь в виду, что рассмотренный выше способ изоляции, основанный на подключении изолирующего поликремния к источнику отрицательного напряжения, применим только для изоляции NMOn-транзисторов. Если его использовать для изоляции РМОП-транзисторов, то могут возникнуть «боковые» транзисторы с каналом р-типа, которые сделают не возможным применение конструкции (рис. 3.9). Для исключения этого недостатка изоляция NMOn-транзисторов не должна перекрываться с изоляцией РМОП-транзисторов. В этом случае появляется возможность подключения изолирующего поликремния к n-карману или к источнику положительного напряжения. В результате электрическое поле в тонком окисле между изолирующим поликремнием и каналом будет препятствовать концентрации дырок, которые могли бы привести к образованию каналов утечки тока.
Создание глубокой изоляции типа Si-Si02-Poly вокруг всех NMOIT- и РМОП-транзисторов делает КМОП-микросхему наиболее устойчивой к воздействию одиночных частиц. Благодаря электрической связи изолирующего поликремния с источниками постоянного напряжения эффективно разрываются ионизированные треки большой протяженности. Это ограничивает накопление пороговых зарядов в наиболее чувствительных узлах микросхемы. Кроме того, устранение условий образования «боковых» МОП-транзисторов упрощает возможность коммутации подканальных областей МОП-транзисторов в КМОП-микросхемах с подложками типа КНИ или КНС.
Дифференциальная схема подключения выходов с использованием операционного усилителя
Схема подключения ОУ выполнена с использованием двух одинаковых нагрузочных резисторов RLOAD = 50 Ом. Дифференциальное напряжение между выходами IOUTA и IOUTB преобразуется операционным усилителем (включенным по дифференциальной схеме) в недифференциальное. Между выходами IOUTA и IOUTB ИС может быть включен (необязательный) конденсатор СОРТ, формирующий фильтр НЧ. Кроме того, введение этого конденсатора уменьшает искажения ОУ, предотвращая его перегрузку по входам при резком изменении сигнала на выходе ЦАП. Степень подавления синфазного сигнала такой схемой определяется обычно точностью согласования резисторов. В приведенной на рис. 4.13 схеме дифференциальный ОУ включен так, что он несколько усиливает сигнал. ОУ работает от двух источников питания и его выходной сигнал лежит в диапазоне, приблизительно, плюс-минус 1 В. Для использования должен выбираться высокоскоростной ОУ, способный обеспечить сохранение (не ухудшение) характеристик, присущих ИС при использовании дифференциального выходного сигнала. При оптимизации схемы необходимо исходить из требуемого коэффициента усиления дифференциального сигнала; учитывать значения резисторов, соотношение которых определяет коэффициент усиления; учитывать способность ОУ обеспечить необходимый размах выходного напряжения. Для систем с одним источником питания может быть предложена схема, изображенная на рис. 4.14. Схема выполняет сдвиг уровня, который необходим в этом случае. Аналоговый источник положительного питания UCCA используется как для ЦАП, так и для ОУ, а также для сдвига уровня дифференциального выходного сигнала ИС к уровню середины напряжения питания (UCCA/2).
КВДРМ - это один из наиболее широко распространенных методов цифровой модуляции, используемых в цифровых системах связи. Этот метод модуляции используется как в системах частотного уплотнения FDM, так и в системах CDMA с распределением спектра.
Модуляция выполняется аналоговым образом. При этом два ЦАП используются для формирования I и Q компонент в базовой полосе частот. Каждая сформированная компонента обычно пропускается через фильтр Найк-виста, а затем подаётся на квадратурный смеситель. Согласованные фильтры Найквиста формируют и ограничивают спектр огибающей каждой компоненты, минимизируя, таким образом, межсимвольную интерференцию. Обычно, цифро-аналоговые преобразователи выставляют новые данные с частотой КВДРМ-символов или кратной ей, если интерполяционный фильтр предшествует ЦАП.
Интерполяционный фильтр, в общем случае, делает требования к аналоговому фильтру менее строгими и облегчает его реализацию. Сложные аналоговые фильтры могут вносить существенное рассогласование по усилению и фазе между двумя каналами. В квадратурном смесителе сигналы синфазной и квадратурной несущих частот модулируются I и Q компонентами, затем, они суммируются - результат: выходной КВДРМ-сигнал. 4.11 Результаты испытаний микросхемы
Для проведения испытаний образцов были изготовлены опытные партии пластин с кристаллами ИС 10-разрядного ЦАП. В результате проверки функционирования кристаллов получено 807 годных кристаллов. После контроля внешнего вида получено 714 годных кристаллов.
Оценка стойкости БИС при определении максимальной дозы гамма-излучения проводится по результатам определительных испытаний с превышением заданных уровней воздействий вплоть до отказа (с целью определения конструктивно-технологических запасов).
Испытания проводились с целью определения количественных значений показателей специальной стойкости и импульсной электрической прочности микросхем, их соответствия требованиям технических заданий (ТЗ), стандартов, технических условий (ТУ) и т.д., определения характера изменения параметров микросхем при дестабилизирующих воздействиях с нормированными уровнями. Испытания на стойкость к воздействию специальных факторов могут проводиться с использованием моделирующих и/или имитирующих установок.
