Design of a Total-Dose Radiation Hardened Monolithic CMOS DC-DC Boost Converter
抗总剂量Boost型 DC-DC转换器设计

采用设计加固方法，基于标准商业0.35微米CMOS工艺，设计了抗总剂量Boost型 DC-DC转换器芯片。从系统设计角度出发，综合采用了同步整流、高开关频率、自适应动态斜坡补偿等技术提高DC-DC转换器性能和抗辐照能力；分别从电路级和器件级对转换器进行了加固设计。考虑DC-DC转换器总剂量效应，电路级加固分别从模拟电路加固和数字电路加固着手；提高环路稳定裕度，有效的提高转换器反馈环路的抗总剂量能力。为有效的降低场区辐射寄生漏电，器件级采取的加固措施是转换器的控制部分MOS管采用H栅实现，输出功率MOS管采用环形栅实现。辐照实验结果表明，设计的抗总剂量Boost型 DC-DC转换器在总剂量超过120 krad (Si )后才出现功能失效,而非加固的电路在总剂量超过80 krad (Si )后才出现功能失效；加固电路的辐照后电流明显小于非加固电路；加固电路的辐照后效率也高于非加固电路。