與 SEL 測(cè)試不同，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中不需要在評(píng)估 SIT 時(shí)保持器件的高外殼溫度。通常，測(cè)試在環(huán)境溫度條件下進(jìn)行，同時(shí)監(jiān)控和記錄溫度。與 SEL 測(cè)試一樣，SET 評(píng)估通常執(zhí)行高達(dá) <> MeV-cm 的能量水平2/毫克，流度為107離子/厘米2.在某些情況下，能量水平可以≥ 120 MeV-cm2/mg 用于 SET 評(píng)估。這取決于所需的應(yīng)用和情況。評(píng)價(jià)仍將以10的流度完成7離子/厘米2.我們將再次介紹AD9246S 14位125 MSPS ADC。提醒一下，我在此處再次包含設(shè)置圖以進(jìn)行SEE測(cè)試。

AD9246S 單事件效應(yīng)（SEE）測(cè)試設(shè)置

SET測(cè)試的目標(biāo)是確定ADC開始SET的能級(jí)，并找到作為SET事件的飽和點(diǎn)的能量能級(jí)。了解瞬態(tài)事件的幅度和長度非常重要。監(jiān)控器件的SET行為，同時(shí)將ADC暴露在不斷增加的輻射水平下，并記錄SET的數(shù)量、幅度和長度。

AD9246S使用了四種不同的離子，可提供五種不同的能級(jí)。下表詳細(xì)介紹了用于測(cè)試AD9246S的離子、離子角度和能級(jí)。請(qǐng)注意，氙氣在兩個(gè)不同角度下使用了兩次。使用該角度可以增加有效LET而無需改變離子。根據(jù)角度確定 LET 是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的計(jì)算。為了確定氙離子在43度角處的LET，將0度角處的LET除以角度的余弦。在這種情況下，計(jì)算如下：

這是有益的，因?yàn)樗?jié)省了回旋加速器設(shè)施的時(shí)間，因?yàn)楦鼡Q離子可能需要 30 分鐘或更長時(shí)間。俗話說“時(shí)間就是金錢”，該設(shè)施按小時(shí)收取使用費(fèi)。使用離子角不僅可以節(jié)省一些成本，還可以使執(zhí)行測(cè)試的工程師更有效地利用分配的時(shí)間。在執(zhí)行測(cè)試時(shí)，提前做好計(jì)劃并制定良好的時(shí)間表非常重要，以充分利用設(shè)施的時(shí)間。

表1

用于AD9246S SET測(cè)試的離子和LET。

為了在查看 SIT 時(shí)了解測(cè)試過程，讓我們看一下測(cè)試過程。SET測(cè)試的一般程序與AD9246S的測(cè)試類似。對(duì)于此設(shè)備，使用了以下過程：

給AD9246S上電。

選擇所需的離子和所需的入射角。

打開離子束，同時(shí)觀察、監(jiān)控和記錄電源電流并記錄瞬變。

當(dāng)記錄到指定的瞬變數(shù)或通量達(dá)到 10 時(shí)關(guān)閉光束7離子/厘米2.

重復(fù)從步驟2開始的步驟，直到AD9246S照射到所需的LET范圍（～ 2 MeV-cm2/毫克至 80 MeV-厘米2/毫克）。

使用步驟9246至1測(cè)試其余AD5S器件，直到測(cè)試完所需數(shù)量的單元。

當(dāng)SET電平超過噪聲頻帶的三西格瑪時(shí)，使用Xilinx Spartan 9246 FPGA捕獲AD6S在重離子暴露期間的瞬態(tài)響應(yīng)。通過在ADC的輸出代碼上應(yīng)用數(shù)字模板，從比較中去除了反射電路板和設(shè)施噪聲的LSB。對(duì)于AD9246S，6個(gè)LSB被屏蔽。下面給出了顯示錯(cuò)誤閾值掩碼（紅色虛線）的可視化表示，以說明瞬態(tài)錯(cuò)誤。掩碼外的周期必須是多個(gè)時(shí)鐘周期才能被視為瞬態(tài)。例如，第一個(gè)SET顯示為具有三個(gè)時(shí)鐘周期的長度和大于6 LSB的幅度。

AD9246S SET 誤差閾值模板

此掩碼是在數(shù)據(jù)分析中通過執(zhí)行具有 0x3FCO（二進(jìn)制值 = 11 1111 1100 0000）和每個(gè)輸出代碼的邏輯 AND 創(chuàng)建的。該數(shù)字模板在1 V時(shí)表示約2/2 mV噪聲P-P輸入滿量程范圍。有關(guān)執(zhí)行的每個(gè)SET測(cè)試運(yùn)行的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱AD13S單事件效應(yīng)測(cè)試報(bào)告第15-9246頁。

該信息用于繪制威布爾曲線，該曲線顯示了SET行為與輻射能級(jí)的可視化表示。使用的能級(jí)越多，可用于創(chuàng)建威布爾曲線的點(diǎn)就越多，從而更準(zhǔn)確地描述ADC的SET響應(yīng)。顯然，由于使用回旋加速器設(shè)施進(jìn)行測(cè)試的成本和時(shí)間，存在妥協(xié)。回想一下上面的表 1，多個(gè) LET 用于測(cè)試。這允許生成下面的曲線。該曲線顯示了 SET 開始出現(xiàn)的 LET 起始閾值以及 SET 數(shù)量飽和的 LET 值，這意味著 SIT 的數(shù)量不會(huì)隨著 LET 的增加而增加。

AD9246S SET截面和威布爾曲線

為威布爾曲線收集和計(jì)算的信息可用于預(yù)測(cè)設(shè)備在地球周圍各種軌道上的SET性能。威布爾曲線用于計(jì)算SET發(fā)生的概率以及發(fā)生的SET的大小和長度。現(xiàn)有的模型從威布爾曲線中獲取信息，并根據(jù)設(shè)備將在最終系統(tǒng)應(yīng)用中放置的軌道提供SET事件的概率。這些模型不僅考慮了軌道，還考慮了最終應(yīng)用中使用的任何屏蔽。這只是提供了一塊拼圖。

正如我們所討論的，一般的第一步是 SEL 測(cè)試，以尋找破壞性的設(shè)備閂鎖。我們的主題是SET測(cè)試，它提供了有關(guān)器件瞬態(tài)翻轉(zhuǎn)性能的信息。

審核編輯：郭婷