单粒子锁定触发后如果不采取限流和断电措施,就会导致器件持续升温,直至烧毁。而迅速关断输入电源,待锁定消失后重新供电是实施保护的最有效方法。通常用一个电源控制电路在很短的时间内(一般在几毫秒以内)迅速关断电源,以保护试验样品不被烧毁。如图4-25所示,在控制电路中加入一个内部电压比较器,并设定一个初值,来检测电源输入端电流的变化。当取样电阻R上的电压值超过比较器的设定值后,比较器就会发出一个脉冲信号,使得电路控制系统迅速导通,同时关闭电源输入端电源。
图4-25 单粒子锁定电源控制电路示意图
如图4-26所示,在锁定状态被触发后,如果电源满足保持电压、电流条件,那么输入电流将会迅速增加,形成锁定大电流,如图4-26中区域Ⅱ所示。在保持电压点以上,器件都处于单粒子锁定状态;在保持电压点以下,锁定状态开始被解除,并且输入电流缩小到几毫安,如图4-26中区域Ⅰ所示。
图4-26 单粒子锁定电压与电流关系示意图
在单粒子锁定试验研究中,采用单片机控制模拟开关来控制施加在试验样品上的电源输入。图4-27给出了单粒子锁定试验的测试原理图,当通过取样电阻R上的电压值超过电压比较器的设定值时,电压比较器输出一个高电平信号到单片机。单片机经过对采样电压和正常输入电压值的比较之后,输出高电平给模拟开关,切断试验样品的电源输入,再经过一定时间的延迟以后,重新输出高电平给模拟开关,打开试验样品的电源输入。这种测试过程可以有效保护试验样品,并记录锁定发生的次数,其不足之处是采用这种方法给出锁定截面时要仔细分析样品断电时段引起的误差。
图4-27 单粒子锁定测试原理图(www.xing528.com)
图4-28是单粒子锁定测试系统在试验中测得的试验样品电源输入电流的变化状况。从图中可以看出,单粒子锁定发生的频度很高,锁定发生后,带来大量的翻转错误数目。
图4-28 锁定状态下HM6116电源输入电流变化曲线
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