Architectural Radiation Hardening of CMOS Power Management Circuits through Bias Tuning
Architectural Radiation Hardening of CMOS Power Management Circuits through Bias Tuning
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通过偏置调节对 CMOS 电源管理电路进行架构辐射强化
DOI：
10.1109/vts56346.2023.10140031
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kitchen, Jennifer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koli, Gauri;Nguyen, Liam;Kitchen, Jennifer
在空间电子工业中，已经实施了几种策略来减轻CMOS工艺中重离子、中子和质子诱导的辐射效应，包括通过工艺技术改变和通过电路设计、布局和架构产生的辐射。在这项工作中，提出了一种新的方法，通过偏置调谐自适应校准CMOS体技术中的集成模拟电路，以创建一个辐射硬化系统。在该技术中，使用内置自检电路监测由于总电离剂量辐射而变化的器件参数。这些监测参数用于调谐和校准电路电平性能参数。本文分析了三个关键电源管理电路中TID辐射引起的性能变化，并在每个电路中使用偏置调谐来恢复电路性能。这三种电路包括：环形振荡器、带隙基准电压和非重叠（死区）时钟发生器。
Within the space electronics industry, several strategies have been implemented to mitigate heavy ion, neutron, and proton induced radiation effects in CMOS processes, including radiation through process technology alterations and through circuit design, layout, and architecture. In this work, a new method is proposed that adaptively calibrates integrated analog circuits in CMOS bulk technology through bias tuning to create a radiation hardened system. In this technique, the device parameters that vary due to total ionizing dose radiation are monitored using built-in-self-test circuitry. These monitored parameters are used to tune and calibrate circuit level performance parameters. This work analyzes the TID radiation induced performance shifts in three critical power management circuits and uses bias tune in each circuit to recover circuit performance. The three circuits include: a ring oscillator, a bandgap voltage reference, and a non-overlap (dead-time) clock generator.
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DOI：
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通讯作者：
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