单粒子瞬态测试实例分析

（一）LM124单粒子瞬态测试方案

由于LM124四运放电路具有电源电压范围宽、静态功耗小、价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。LM124器件包含4个独立的高增益、频率补偿型的运算放大器，具有较大的输入电压范围。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图4-14所示的符号来表示。它有5个引出脚，其中“+”“-”为两个信号输入端，“V+”“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM124器件采用14脚双列直插封装，外形如图4-15所示。

图4-14　LM124器件基本结构示意图

图4-15　LM124器件的外形封装形式

为了有效检测到SET现象，选用LM124样品的同相放大电路，在不同的偏置条件下开展试验研究。由于LM124器件的电源电压和输入电压的范围较大，可以达到3～32 V。在测试方案设计中，主要考虑样品的电源偏压对SET敏感性的影响和样品的输入电压对SET敏感性的影响。试验DUT测试设计中，采用LM124器件的同相电压放大电路，使用直流电源分别对样品的电源电压和输入电压进行调控，样品与电源共地，用示波器实时监测样品的输出信号，如果发现SET脉冲波形就传送到测控计算机，LM124单粒子瞬态测试原理图示于图4-16中。

图4-17是LM124器件的单粒子瞬态测试电路连接图。

图4-16　LM124单粒子瞬态测试原理图

图4-17　LM124器件的单粒子瞬态测试电路连接图

在DUT设计调试过程中，为了准确检测单粒子瞬态脉冲，示波器的脉冲触发沿幅值应当尽量接近LM124器件VOUT的输出值，以便被触发的SET脉冲都能够被示波器“发现”。调试过程中发现，在器件未受激光照射条件下，LM124器件输出一个放大的正电平信号，而当脉冲激光照射到被测试件表面后，单粒子瞬态现象被触发，这时器件的输出端输出一个瞬时的低电平脉冲信号，图4-18中给出了这种脉冲激光诱发的单粒子瞬态脉冲波形。

图4-18　LM124器件发生单粒子瞬态的脉冲波形

（二）LM139单粒子瞬态测试方案

LM139集成电路内部含有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点为：失调电压小，典型值为2 mV；电源电压范围宽，单电源为2～36 V，双电源电压为±18 V±1 V；对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，为0～（VCC-1.5 V）VO；差动输入电压范围较大，可以等于电源电压；输出端电位可灵活方便地选用。LM139集成块采用C-14型封装，图4-19为LM139外形及管脚排列图。

图4-19　LM139外形及管脚排列图

在被测试件电路设计中，利用LM139器件的单限比较器功能，来研究单粒子瞬态造成的输出信号变化情况。图4-20（a）给出了一个基本单限比较器电路。输入信号VIN，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）VR。当输入电压VIN＞VR时，输出为高电平VOH。图4-20（b）为其电压传输特性。(www.xing528.com)

图4-20　LM139单限比较器及其传输特性

（a）电路；（b）传输特性

在LM139器件单粒子瞬态测试研究中，测试电路连接成电压比较器，图4-21是LM139器件的单粒子瞬态测试电路。

试验评估中，主要考虑试验样品的输入电压和参考电压之间的压差对LM139样品SET敏感性的影响。测试过程中，示波器的触发电平设置尽量接近LM139器件的输出电平信号。在正常条件下，LM139的输出电平为低电平信号，当脉冲激光触发SET脉冲后，输出端出现一个瞬时的高电平脉冲信号，图4-22中给出了脉冲激光诱发的LM139器件中捕获的单粒子瞬态的脉冲波形。

图4-21　LM139器件单粒子瞬态测试电路连接图

图4-22　LM139器件发生单粒子瞬态的脉冲波形