一种低压差线性稳压器的单粒子瞬态失效分析和加固设计

来源：电子与信息学报杂志2023年第11期北京时间：

作者：沈凡, 陈建军, 池雅庆, 梁斌, 王珣, 文溢, 郭昊

单位：1.国防科技大学计算机学院 长沙 4100732.同济大学土木工程学院 上海 200092

摘要：随着集成电路特征尺寸的不断缩减，CMOS集成电路的单粒子效应问题越来越严重。为了提高低压差线性稳压器(LDO)的单粒子瞬态(SET)效应加固效果，该文通过SPICE电路仿真和重离子实验研究了一种28 nm CMOS工艺LDO的SET失效机制，并研究了关键器件尺寸大小对SET脉冲的影响，提出一种有效的LDO加固方法。SPICE电路仿真发现这种LDO的敏感节点主要位于误差放大器(EA)内部。功率管(MOSFET)栅极节点的环路滤波电容会明显地影响单粒子瞬态脉冲的幅度，也会轻微地影响单粒子瞬态脉冲的宽度。误差放大器内部关键节点的器件尺寸会影响稳压器输出的单粒子瞬态脉冲的幅度和宽度。通过增加功率管(MOSFET)栅极节点电容和调整误差放大器内部相关节点器件尺寸的方法对LDO进行了SET加固设计。电路仿真和重离子实验结果表明这种加固方法能够有效地降低LDO输出的单粒子瞬态脉冲的幅度和宽度。

关键词：单粒子瞬态, 低压差线性稳压器, 重离子实验, SPICE电路仿真, 28 nm CMOS工艺

基金资助：国家自然科学基金(61974163, 62174180)