Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1 ПОЛЕВЫЕ И БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 8

1.1 ВЫБОР КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БАЗИСА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ 8

1.2 ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ВОЗДЕЙСТВИИ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ 12

1.2.1 Измеряемые параметры и характеристики транзисторов 13

1.2.2 Методики определения параметров операционных

усилителей 13

1.2.3 Средства измерений и программное обеспечение 16

1.2.4 Установка для проведения низкотемпературных измерений 23

1.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНЗИСТОРОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ВОЗДЕЙСТВИИ ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ 27

1.3.1 Изучаемые интегральные элементы 27

1.3.2 Результаты измерений SiGe n-p-n-транзисторов [19, 31, 32] 30

1.3.3 Результаты измерений транзисторов АБМК-1.3 [54-57] 35

1.3.4 Результаты измерений транзисторов 3CBiT [58-60] 39

1.3.5 Результаты измерений CJFET ОАО «Интеграл» [61-63] 41

1.3.6 Результаты измерений CJFET «НПП «Пульсар» [64] 48

ГЛАВА 2 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АНАЛОГОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

СХЕМ 51

2.1 УЧЕТ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР И ПРОНИКАЮЩЕЙ РАДИАЦИИ

НА ХАРАКТЕРИСТИКИ BIT И JFET ПРИ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОМ

МОДЕЛИРОВАНИИ [65, 66] 51

2.1.1 Выбор САПР и Spice-моделей 52

2.1.2 Особенности комбинированных моделей [65, 71] 53

2.1.3 Использование радиационных и низкотемпературных аппроксимаций Spice-параметров [65, 62, 63] 55

2.1.4 Методика одновременного учета воздействия низких

температур и проникающей радиации 59

2.1.5 Прогнозирование стойкости микросхем к радиационным

дефектам на основе экспериментальных данных, полученных

для быстрых электронов [72] 61

2.1.6 Созданные библиотеки параметров [25,61] 63

2.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ В LTSPICE ШУМОВ CJFET МИКРОСХЕМ

ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 74

2.2.1 Основные положения и термины 74

2.2.2 Директивы LTSpice, применяемые при моделировании

шумов 76

2.2.3 Особенности моделирования при низких температурах 79

2.3 КОМПАКТНАЯ SPICE-МОДЕЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК SIGE HBT ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [75] 82

2.4 ПОДСИСТЕМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ В LTSPICE АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ ДЛЯ РАБОТЫ ПРИ НИЗКИХ

ТЕМПЕРАТУРАХ [80] 86

ГЛАВА 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И РАДИАЦИОННО-СТОЙКИХ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ 94

3.1 АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ НА СJFET 95

3.1.1 Особенности применения СJFET при схемотехническом

синтезе 95

3.1.2 Низкотемпературный операционный усилитель [27] 97

3.2 ПОЛУЗАКАЗНЫЕ СХЕМЫ НА БМК МН2ХА030 103

3.2.1 Краткое описание БМК МН2ХА030 [25] 104

3.2.2 Операционные усилители [25] 108

3.2.3 Радиационно-стойкие компараторы напряжений [108] 121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 132

ПРИЛОЖЕНИЕ 142

МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЕЙ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 142

1 РАСЧЕТ SPICE-ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 143

2 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ, ОПИСЫВАЮЩИХ

ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 155

3 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 177

4 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ШИХМАНА–

ХОДЖЕСА ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С P-N-ПЕРЕХОДОМ 185

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК К ПРИЛОЖЕНИЮ 198