一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法与流程

本发明涉及电子，具体涉及一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法。

背景技术：

1、运算放大器是最为典型的双极型模拟集成电路，也是许多大规模模拟电路的组成单元，在航天、核能领域有着重要的应用，这些特殊环境不同于普通地面环境，通常运算放大器会受到这类环境中高能射线的影响，从而产生电离辐射效应，芯片功能出现退化，进而对整个电路系统甚至空间飞行器的安全运行带来极大隐患。因此产生了很多对双极型运算放大器抗辐射加固的特殊工艺，使得运算放大器抗总剂量辐射能力得以提升，但是在同批次或者不同批次的同一电路中，其抗辐射能力不同，也就是说同一条生产线生产出来的运算放大器，其抗电离辐射能力存在显著差异，因此研究人员发明出了超低总剂量辐照等选型办法来从同一批次运算放大器中找出抗辐射能力较强的一类。

2、以往的筛选方法往往需要消耗大量的人力物力来得以实现，且超低总剂量预辐照对器件性能会产生损伤。因此，亟需设计一种快速无损筛选方法，以实现对运算放大器抗总剂量效应能力的测试。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，该方法不仅能实现同批以及不同批次芯片的无损筛选，达到鉴别同类型号运算放大器抗辐射能力的目的，且具有筛选时间短的优点。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，获取需要进行筛选的运算放大器的输入偏置电流ib0，基于运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关，鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力。

4、现有运算放大器抗总剂量效应能力的测试采用地面总剂量辐照试验，传统地面总剂量辐照试验，往往需要数月的试验时间，花费不菲，且试验员不可避免的需要进入放射源内部进行操作，存在一定的人员安全隐患。

5、本发明仅仅需要测试运算放大器的输入偏置电流ib0，可达到鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力，所需试验时间极短，且不需要花费大量的财力物力，试验过程不需要接触放射源，并且不会对运算放大器的电学性能不造成任何损伤。即本发明所述无损筛选方法不仅能实现同批以及不同批次芯片的无损筛选，达到鉴别同类型号运算放大器抗辐射能力的目的，且具有筛选时间短的优点。

6、进一步地，包括以下步骤：

7、s1、获取需要进行筛选的运算放大器的输入偏置电流ib0；

8、s2、将步骤s1所提取的所有输入偏置电流ib0按照大小进行排序；

9、s3、基于运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关，鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力。

10、进一步地，步骤s1的具体过程为：

11、按照器件手册对运算放大器进行电学性能测试，提取需要进行筛选的运算放大器的输入偏置电流ib0。

12、本发明的快速无损比较对象为地面电离辐射模拟试验，单个运算放大器筛选试验时间不超过1min，试验中运算放大器工作区间在器件手册要求的工作电压与室内温湿度环境中，对运算放大器的电学性能不造成任何损伤。

13、进一步地，当所有输入偏置电流ib0按照从大到小的顺序进行排序时，进行筛选的运算放大器的抗辐射能力呈递增趋势；当所有输入偏置电流ib0按照从小到大的顺序进行排序时，进行筛选的运算放大器的抗辐射能力呈递减趋势。

14、进一步地，运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关是基于试验方法获得，该试验方法包括以下步骤：

15、步骤一、同一类型的运算放大器，通过电离辐射试验分别获取其辐照前的输入偏置电流ib0和辐照后的输入偏置电流ib；

16、步骤二、基于步骤一获得的输入偏置电流ib0和输入偏置电流ib；绘制输入偏置电流ib0和输入偏置电流ib的关系曲线图，基于该关系曲线图确定运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关。

17、运算放大器抗电离辐射能力与其输入偏置电流大小依次对应，表示经过本方法测试得到运算放大器的输入偏置电流初值后排序，初值越小，其抗电离辐射的能力越强，这种能力与电离辐射累计的总剂量以及辐照温度无关。

18、进一步地，还包括通过以下方式确定运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关：

19、计算同一个运算放大器的输入偏置电流在电离辐射试验结束后的增量；基于输入偏置电流增量越大，表示运算放大器的抗电离辐射能力越弱的原则，确定输入偏置电流增量与运算放大器的抗电离辐射能力呈负相关；将输入偏置电流增量进行排序，结合辐照前的输入偏置电流ib0，确定输入偏置电流ib0与输入偏置电流增量具有相同排序。

20、申请人通过上述试验方法确定了运算放大器抗电离辐射能力为输入偏置电流在电离辐射试验结束后的增量大小，增量越大，表示抗电离辐射能力越弱。

21、进一步地，所述运算放大器基于双极工艺制备。

22、进一步地，运算放大的电路的主要晶体管为bjt。

23、进一步地，输入偏置电流ib0为敏感电学参数指标，其测试方法为特性型号对应的器件手册中规定的试验方法。

24、进一步地，运算放大器工作环境为电离辐射环境，电离辐射环境包括伽马、质子、重离子或电子射线。

25、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

26、本发明仅仅需要测试运算放大器的输入偏置电流ib0，可达到鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力，不仅能实现同批以及不同批次芯片的无损筛选，达到鉴别同类型号运算放大器抗辐射能力的目的，且具有筛选时间短的优点。

技术特征：

1.一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，获取需要进行筛选的运算放大器的输入偏置电流ib0，基于运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关，鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力。

2.根据权利要求1所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，步骤s1的具体过程为：

4.根据权利要求2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，当所有输入偏置电流ib0按照从大到小的顺序进行排序时，进行筛选的运算放大器的抗辐射能力呈递增趋势；当所有输入偏置电流ib0按照从小到大的顺序进行排序时，进行筛选的运算放大器的抗辐射能力呈递减趋势。

5.根据权利要求1或2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关是基于试验方法获得，该试验方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，还包括通过以下方式确定运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流ib0呈负相关：

7.根据权利要求1或2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，所述运算放大器基于双极工艺制备。

8.根据权利要求1或2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，所述运算放大的电路的主要晶体管为bjt。

9.根据权利要求1或2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，所述输入偏置电流ib0为敏感电学参数指标，其测试方法为特性型号对应的器件手册中规定的试验方法。

10.根据权利要求1或2所述的一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，其特征在于，所述运算放大器工作环境为电离辐射环境，电离辐射环境包括伽马、质子、重离子或电子射线。

技术总结
本发明涉及电子技术领域，具体公开了一种运算放大器抗总剂量效应能力的无损筛选方法，获取需要进行筛选的运算放大器的输入偏置电流I<subgt;B0</subgt;，基于运算放大器抗总剂量辐射能力与其输入偏置电流I<subgt;B0</subgt;呈负相关，鉴别同类型号运算放大器的抗辐射能力。本发明所述方法不仅能实现同批以及不同批次芯片的无损筛选，达到鉴别同类型号运算放大器抗辐射能力的目的，且具有筛选时间短的优点。

技术研发人员：周航,张光辉,刘杨,孟德超
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院电子工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12