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《基于VDMOSFET的DCDC轉(zhuǎn)換器輻射損傷預(yù)兆單元研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要．DC／DC轉(zhuǎn)換器作為二次電源廣泛應(yīng)用于太空輻射環(huán)境下，其輻射損傷可靠性成為亟待解決的問題。傳統(tǒng)的輻射加固設(shè)計和篩選方法存在生產(chǎn)周期長，成本高，性能落后等缺點。本文探索采用ePHM方法來解決DC／DC轉(zhuǎn)換器輻射損傷可靠性問題?！疚膶C／DC轉(zhuǎn)換器及其內(nèi)部易損單元之一—VDMOSFT的輻射損傷機(jī)理和失效模式作了深入研究。設(shè)計并完成DC／DC轉(zhuǎn)換器和VDMOSFET的Y射線輻照實驗。在深入分析參數(shù)退化機(jī)理的基礎(chǔ)上優(yōu)選了敏感表征參量。然后建立基于VDMOSFET的DC／DC轉(zhuǎn)換器輻射損傷預(yù)測
2、模型。最后，依據(jù)此模型研制基于VDMOSFET的DC／DC轉(zhuǎn)換器輻射損傷預(yù)兆單元。理論研究表明輻射后，VDMOSFET出現(xiàn)閾值電壓負(fù)漂、跨導(dǎo)退化、噪聲增大等失效模式；DC／DC轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)效率降低、輸出電壓漂移、噪聲增大等失效模式。VDMOSFET閾值電壓負(fù)漂引起DC／DC轉(zhuǎn)換器失效有兩種模式。一是VDMOSFET閾值電壓低于PWM輸出電壓低電位，不能脫離飽和區(qū)而失效；二是VDMOSFET閾值電壓負(fù)漂引起漏端電流增加，致使DC／DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率降低。本文設(shè)計并完成VDMOSFET和DC／DC轉(zhuǎn)換器
3、輻照實驗，實驗結(jié)果驗證了理論研究成果。對比分析電參數(shù)和噪聲參數(shù)，依據(jù)輻射損傷敏感表征參量選取原則，選取VDMOSFET的閾值電壓和DC／DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓、轉(zhuǎn)換效率作為預(yù)兆單元用輻射損傷敏感表征參量；選取噪聲幅值B為輻射損傷篩選、評價用敏感表征參量。．在深入研究VDMOSFET輻射參數(shù)退化對DC／DC轉(zhuǎn)換器影響的基礎(chǔ)上，本文建立了基于VDMOSFET的DC／DC轉(zhuǎn)換器輻射損傷預(yù)測模型。理論計算和實驗結(jié)果表明所建立的輻射損傷預(yù)測模型是正確的，能準(zhǔn)確的反映DC／DC轉(zhuǎn)換器的輻射損傷情況。結(jié)合DC／D
4、C轉(zhuǎn)換器輻射損傷失效機(jī)理、失效模式與ePHM實現(xiàn)方法，確定采用參數(shù)監(jiān)測的預(yù)兆單元方法。依據(jù)輻射損傷預(yù)測模型設(shè)計了基于VDMOSFET的DC／DC轉(zhuǎn)換器輻射損傷預(yù)兆單元電路原理圖和版圖，模擬和分析表明所設(shè)計的預(yù)兆單元完全滿足設(shè)計要求。設(shè)計的預(yù)兆單元在特許半導(dǎo)體成功流片，樣品測試和輻照實驗表明所設(shè)計的預(yù)兆單元成功實現(xiàn)了報警，達(dá)到設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：DC／DC轉(zhuǎn)換器VDMOSFET輻射損傷預(yù)兆單元AbstractAbstract．DC／DCconvertersarewidelyusedasthesecon
5、dpowersourcesinthespaceradiationenvironment．Itsirradiationdamageisanurgentreliabilityproblemneededtobesolved．Traditionalradiationhardenandscreeningmethodshavesomedisadvantageslikelongperiods，hi．曲expenditureandlowcapabilityetc．The’ePHMtechniquewasexplo
6、ringlyadoptedtosolvetheirradiationdamageproblemofDC／DCconverters．BasedontheradiationdamagemechanismofDC／DCconverterandVDMOSFET,whichisoneofthemostvulnerableunitsinconverter,ionizationirradiationexperimentsweredone．ARcranalyzingthedegradationofparamete
7、rs，themostsensitive，faithfulandmeasurableoneswereselected．ThenbasedonVDMOSFET，DC／DCconvertersradiationdamagepredictionmodelWasestablished．Finally，accordingtothismodel，theprognosticscellofDC／DCconverterradiationdamagewasdesigned．Theoreticalstudyshowsth
8、at：afterirradiation，thefailuremodesofVDMOSFETsare：thresholdvoltagedriftnegatively,Tranconductancedegrade，lowfrequencyeleetronicalnoiseincreasedctc；DC／DCconvertersappearefficiencyreduced，outputvoltagedrift，lowfrequencyelectronicalnoiseincreased
