3.4. Выводы

Общий вывод, который очевиден после рассмотрения проблемы, касающейся реализации способа защиты от тиристорного эффекта в устройстве синхронизации и коммутации, заключается в том, что применение устройства защиты позволяет повысить надежность и стойкость аппаратуры к специальным воздействиям.

Решение в виде интеграции узла защиты от тиристорного эффекта в блок питания позволяет исключить затраты на разработку и использование отдельного устройства.

Применённая схема активного резервирования позволяет предотвратить несанкционированные отключения электропитания, повысить надёжность, а также решить проблему разрядки конденсаторов после отключения питания.

Были учтены недостатки существующих в настоящее время известных способов защиты от специального воздействия.

Разработанное двухканальное устройство защиты удовлетворяет всем предъявляемым требованиям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте было спроектировано устройство делитель частоты с переменным коэффициентом деления {7, 14, 16, 23} на основе JK-триггера. Логическое моделирование выполняет поставленную задачу.

Схемотехническое проектирование составлено на основе логического моделирования, и временные задержки на схеме соответствуют требованиям технического задания.

В схемотехническом проектировании для обеспечения, заданного по ТЗ быстродействия собрана схема и рассчитан параметр буферного элемента: А=9. Также проведен параметрический анализ схемы моделирования буферного эелемента, чтобы определить минимальное напряжение питания: Vdd_min= 3.3 В и максимальную нагрузочную ёмкость: С_н=1,547пФ, при которых еще выполняется требование ТЗ по времени фронта.

_{Для определения} нагрузочной способности всех вентилей собран кольцевой генератор, для чего рассчитан максимальный путь в устройстве: N_{max сх} = 15, максимальный коэффициент разветвления по выходу: M_max сх = 9, при котором рабочая частота составляет f_раб = 96,77 МГц.

По результатам моделирования получена средняя потребляемая мощность устройства, которая составляет Р_ср = 1.56 мВт. Также проведен оценочный расчёт потребляемой мощности: P_потр= 3.15мВт.

В топологическом проектировании собраны стандартные ячейки в соответствии с ТЗ, произведен расчет максимально допустимой длины межсоединений. На основе полученных данных собраны компоненты схемы, из которых в итоге получено все устройство.

Разработан проект полного технологического маршрута создания n- и p-канальных МОП-транзисторов в составе КМОП-структуры с учетом типа изоляции. Также составлена эскизная технологическая маршрутная карта создания КМОП-структуры.

Проведены предварительные аналитические расчеты влияния конструктивно-технологических параметров на пороговое напряжение n- и p-канальных МОП-транзисторов: с учетом типа примеси получена зависимость порогового напряжения от концентрации примеси на поверхности полупроводника. N_n=3,25*10¹⁷ см^-3; N_p=3,0725 *10¹⁷ см^-3.

С использованием средств технологического моделирования в одномерном приближении определены режимы технологических операций маршрута для достижения параметров технического задания:

• получена зависимость параметров области кармана от дозы легирования и времени отжига n-кармана D=6*10¹² (cm^-2); AnTemp=1050 ^oC; E=70 kEv; AnTime=330 min;

• получена зависимость толщины подзатворного оксида от времени окисления (OxTemp = 850 ⁰C; OxTime = 36,3 min);

• получена зависимость максимальной концентрации примеси в подзатворной области от дозы имплантации примеси в канал

nGate: N0=3,25*10¹⁷ (cm^-3); D0=2.048*10¹³ (cm^-2)

pGate: N0=3,074*10¹⁷(cm^-3); D0=2,3 *10¹² (cm^-2);

• получена зависимость максимальной концентрации примеси и глубины залегания стока (истока) от энергии ионной имплантации времени отжига стока

n: DrTime=30 min; DrEn=30 kEv; Xj=0.322 um; N0=1.16*10²⁰ (cm^-3)

p: DrTime=30 min; DrEn=15 kEv; Xj=0.26 um; N0=3,39 *10¹⁹ (cm^-3).

С использованием средств приборного моделирования рассчитаны пороговое напряжение, крутизна по затвору и удельная крутизна n- и p-канальных МОП-транзисторов.

nMOS: ChDose=1.15*10¹³ (cm^-2); Vt0= 0.6 (V); Gm=37,4*10^-6; K0=13,1*10^-5 A/V²

pMOS: ChDose=2.6*10¹² (cm^-2); Vt0= – 0.6 (V); Gm=11,5*10^-6; K0=40,2*10^-5 A/V²

Также рассчитано семейство выходных ВАХ n- и p-канальных МОП-транзисторов.

Разработано устройство защиты от тиристорного эффекта в устройстве синхронизации и коммутации с помощью устройств функциональной защиты, которые позволяют отключать электропитание непосредственно в момент воздействия излучения.

Применённая схема активного резервирования позволяет предотвратить несанкционированные отключения электропитания, повысить надёжность, а также решить проблему разрядки конденсаторов после отключения питания.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Методические указания к выполнению курсового проекта и содержанию пояснительной записки по курсу Микросхемотехника ЦИС, ред. 2011г;

2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника – СПб.:БХВ-Петербург, 2004. – 528с.: ил;

3. Старосельский В.И. Физика полупроводниковых приборов микроэлектроники: уч. пособие. –М.: Высшее образование; Юрайт-Издат, 2009.

4. Артамонова Е.А., Балашов А.Г., Ключников А.С., Красюков А.Ю., Поломошнов С.А. Лабораторный практикум по курсу «Моделирование в среде TCAD»: В 2-х ч. / Под ред. Т.Ю. Крупкиной. – М.: МИЭТ, 2009.

5. Глазова Г.И., Исакина С.Г., Ревелева М.А. Лабораторный практикум по курсу «Математическое моделирование технологических процессов» / Под ред. М.А. Ревелевой. – М.: МГИЭТ, 1995.

6. Федотов Я.А. Кремниевые планарные транзисторы. - М.: Советское радио, 1973. - 335 с.

7. Troutman R.R. Latch-up in CMOS Technology. The problem and it´s cure. - Boston, 1986. - P. 47-48.

8. Эннс В. И., Кобзев М. Ю. Проектирование аналоговых КМОП ИС (Краткий справочник разработчика). М.: Горячая линия ТЕЛЕКОМ. 2005.

9. Чумаков А.И. Действие космической радиации на ИС. М.: Радио и связь, 2004. - 320 с.