Кварцевый генератор с радиационно-стойким КМОП

Существует потребность в радиационностойких кристаллических стабилизированных источниках часов с невосприимчивостью к полной ионизирующей дозе (TID) не менее 300 крад. Обычное решение состояло в том, чтобы скрыть готовую коммерческую часть или поместить ее в хранилище. Источники радиационно-стойких часов необходимы для основных электронных плат (MEB) и считывающей электроники, которые должны работать в опасных космических средах. Дистанционное зондирование и телеметрия требуют, чтобы схемы считывания были совмещены с датчиками, которые могут находиться на произвольном расстоянии от электроники обработки данных.

Локально генерируемый тактовый сигнал позволяет устройству считывания генерировать собственные тактовые сигналы и передавать полученные данные на удаленный приемник. Если бы был доступен кварцево стабилизированный несущий сигнал, устройство считывания могло бы получить тактовый сигнал, который является целой долей этой несущей, и использовать данные, сгенерированные из тактового сигнала, для модуляции несущей. Радиационно стойкий по конструкции (RHBD) кварцевый генератор CMOS может использоваться напрямую или масштабироваться по частоте для тактирования прикладной схемы.

Кварцевый генератор RHBD CMOS представляет собой генератор Пирса на основе компаратора, в котором используется пьезоэлектрический кристалл для точной и стабильной генерации частоты. Схема генератора отличается от классических генераторов Пирса, которые полагаются как минимум на один инвертор для достижения требуемого усиления. В кварцевом генераторе RHBD CMOS высокоскоростной компаратор обеспечивает усиление с помощью кварцевого и линеаризующего резистора обратной связи, подключенного между выходом компаратора и инвертирующим входом. Неинвертирующий вход компаратора может управляться от источника сигнала постоянного тока, такого как резистивный делитель, источник опорного напряжения или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), для переменного синфазного сигнала в сигнале обратной связи или переменного тактового сигнала рабочего цикла. сигнал. Возможность регулировать рабочий цикл сигнала генератора позволяет системе компенсировать изменения, вызванные излучением, такие как входное смещение.

Компаратор представляет собой монолитную КМОП-рельсовую конструкцию с ячейкой смещения, пропорциональной абсолютной температуре (PTAT), изготовленной из транзисторов закрытой компоновки (ELT) и двойными защитными кольцами. ELT обеспечивают высокую устойчивость к утечке, вызванной TID, а двойные защитные кольца обеспечивают устойчивость к блокировке одиночного события (SEL). Вместе ELT, двойные защитные кольца и регулировка рабочего цикла обеспечивают надежную работу схемы даже в присутствии высоких TID и тяжелых ионов.

НАСА активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем НАСА по лицензированию:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвоните нам по телефону 202-358-7432, чтобы начать обсуждение лицензирования.