采用高速ADC的单事件效应（SEE）：单事件瞬变（SET）

与 SEL 测试不同，测试标准中不需要在评估 SIT 时保持器件的高外壳温度。通常，测试在环境温度条件下进行，同时监控和记录温度。与 SEL 测试一样，SET 评估通常执行高达 <> MeV-cm 的能量水平2/毫克，流度为107离子/厘米2.在某些情况下，能量水平可以≥ 120 MeV-cm2/mg 用于 SET 评估。这取决于所需的应用和情况。评价仍将以10的流度完成7离子/厘米2.我们将再次介绍AD9246S 14位125 MSPS ADC。提醒一下，我在此处再次包含设置图以进行SEE测试。

AD9246S 单事件效应（SEE）测试设置

SET测试的目标是确定ADC开始SET的能级，并找到作为SET事件的饱和点的能量能级。了解瞬态事件的幅度和长度非常重要。监控器件的SET行为，同时将ADC暴露在不断增加的辐射水平下，并记录SET的数量、幅度和长度。

AD9246S使用了四种不同的离子，可提供五种不同的能级。下表详细介绍了用于测试AD9246S的离子、离子角度和能级。请注意，氙气在两个不同角度下使用了两次。使用该角度可以增加有效LET而无需改变离子。根据角度确定 LET 是一个非常简单的计算。为了确定氙离子在43度角处的LET，将0度角处的LET除以角度的余弦。在这种情况下，计算如下：

这是有益的，因为它节省了回旋加速器设施的时间，因为更换离子可能需要 30 分钟或更长时间。俗话说“时间就是金钱”，该设施按小时收取使用费。使用离子角不仅可以节省一些成本，还可以使执行测试的工程师更有效地利用分配的时间。在执行测试时，提前做好计划并制定良好的时间表非常重要，以充分利用设施的时间。

表1

用于AD9246S SET测试的离子和LET。

为了在查看 SIT 时了解测试过程，让我们看一下测试过程。SET测试的一般程序与AD9246S的测试类似。对于此设备，使用了以下过程：

给AD9246S上电。

选择所需的离子和所需的入射角。

打开离子束，同时观察、监控和记录电源电流并记录瞬变。

当记录到指定的瞬变数或通量达到 10 时关闭光束7离子/厘米2.

重复从步骤2开始的步骤，直到AD9246S照射到所需的LET范围（∼ 2 MeV-cm2/毫克至 80 MeV-厘米2/毫克）。

使用步骤9246至1测试其余AD5S器件，直到测试完所需数量的单元。

当SET电平超过噪声频带的三西格玛时，使用Xilinx Spartan 9246 FPGA捕获AD6S在重离子暴露期间的瞬态响应。通过在ADC的输出代码上应用数字模板，从比较中去除了反射电路板和设施噪声的LSB。对于AD9246S，6个LSB被屏蔽。下面给出了显示错误阈值掩码（红色虚线）的可视化表示，以说明瞬态错误。掩码外的周期必须是多个时钟周期才能被视为瞬态。例如，第一个SET显示为具有三个时钟周期的长度和大于6 LSB的幅度。

AD9246S SET 误差阈值模板

此掩码是在数据分析中通过执行具有 0x3FCO（二进制值 = 11 1111 1100 0000）和每个输出代码的逻辑 AND 创建的。该数字模板在1 V时表示约2/2 mV噪声P-P输入满量程范围。有关执行的每个SET测试运行的详细信息，请参阅AD13S单事件效应测试报告第15-9246页。

该信息用于绘制威布尔曲线，该曲线显示了SET行为与辐射能级的可视化表示。使用的能级越多，可用于创建威布尔曲线的点就越多，从而更准确地描述ADC的SET响应。显然，由于使用回旋加速器设施进行测试的成本和时间，存在妥协。回想一下上面的表 1，多个 LET 用于测试。这允许生成下面的曲线。该曲线显示了 SET 开始出现的 LET 起始阈值以及 SET 数量饱和的 LET 值，这意味着 SIT 的数量不会随着 LET 的增加而增加。

AD9246S SET截面和威布尔曲线

为威布尔曲线收集和计算的信息可用于预测设备在地球周围各种轨道上的SET性能。威布尔曲线用于计算SET发生的概率以及发生的SET的大小和长度。现有的模型从威布尔曲线中获取信息，并根据设备将在最终系统应用中放置的轨道提供SET事件的概率。这些模型不仅考虑了轨道，还考虑了最终应用中使用的任何屏蔽。这只是提供了一块拼图。

正如我们所讨论的，一般的第一步是 SEL 测试，以寻找破坏性的设备闩锁。我们的主题是SET测试，它提供了有关器件瞬态翻转性能的信息。

审核编辑：郭婷