SiGe BiCMOS低噪声放大器激光单粒子效应研究 |
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引用本文: | 李培,董志勇,郭红霞,张凤祁,郭亚鑫,彭治钢,贺朝会.SiGe BiCMOS低噪声放大器激光单粒子效应研究[J].物理学报,2024(4):206-214. |
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作者姓名: | 李培 董志勇 郭红霞 张凤祁 郭亚鑫 彭治钢 贺朝会 |
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作者单位: | 1. 西安交通大学核科学与技术学院;2. 西北核技术研究院,强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(批准号:12005159); |
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摘 要: | 随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高, SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块. SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然而,其瞬态电荷收集引起的空间单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题.本文基于SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器开展了单粒子效应激光微束实验,并定位了激光单粒子效应敏感区域.实验结果表明, SiGe HBT瞬态电荷收集是引起SiGe BiCMOS LNA单粒子效应的主要原因. TCAD模拟表明,离子在CMOS区域入射时,电离径迹会越过深沟槽隔离结构,进入SiGe HBT区域产生电子空穴对并引起瞬态电荷收集. ADS电路模拟分析表明,单粒子脉冲瞬态电压在越过第1级与第2级之间的电容时,瞬态电压峰值骤降,这表明电容在传递单粒子效应产生的瞬态脉冲过程中起着重要作用.本文实验和模拟工作为SiGe BiCMOS LNA单粒子效应抗辐射设计加固提供了技术支持.
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关 键 词: | SiGe BiCMOS工艺 低噪声放大器 单粒子效应 激光模拟实验 TCAD数值模拟 ADS电路模拟 |
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