一种抗辐射LVDS驱动电路IP设计*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0208

电子与封装 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (2): 020306 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0208

一种抗辐射LVDS驱动电路IP设计^*

马艺珂;汪逸垚;姚进;花正勇;殷亚楠;周昕杰;颜元凯

中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡? 214035

收稿日期:2021-11-01 出版日期:2022-02-23 发布日期:2022-01-24
作者简介:马艺珂（1991—），男，江苏无锡人，硕士，工程师，研究方向为模拟集成电路的设计与ESD防护。

IP Design of Anti-Radiation LVDS Driving Circuit

MA Yike, WANG Yiyao, YAO Jin, HUA Zhengyong, YIN Yanan, ZHOU Xinjie, YAN Yuankai

ChinaElectronics Technology Group Corporation No. 58ResearchInstitute, Wuxi 214035,China

Received:2021-11-01 Online:2022-02-23 Published:2022-01-24

摘要/Abstract

摘要： 低压差分信号（Low Voltage Differential Signaling，LVDS）在航天通讯领域有着广泛的应用，为解决LVDS驱动器电路在宇宙辐射环境中的单粒子闩锁和总剂量问题，给出了低成本抗辐射解决方案，提出了一种改进结构的抗辐射加固技术，不仅解决了现有工艺下带隙基准电路的温漂问题，而且还可以利用设计的抗辐射单元库来满足抗辐射加固要求，简化了电路设计。基于0.18 μm CMOS工艺模型库，利用Hspice进行仿真，该电路传输速率达到400 Mb/s，具有抗单粒子特性，满足航空航天领域对抗辐射LVDS驱动电路的使用要求。

关键词: LVDS, 驱动器电路, 单粒子闩锁, 总剂量, 抗辐射加固, 温漂问题

Abstract: Low-voltage differential signals (LVDS) are widely used in the field of aerospace communication. In order to solve the single-event latch-up and total dose problems of the LVDS driver circuit in the cosmic radiation environment, a low-cost anti-radiation solution is provided, and an improved structure and anti-radiation solution are proposed. The radiation hardening technology not only can solve the temperature drift problem of the band gap reference circuit under the existing technology, but also can use the designed anti-radiation unit library to meet the anti-radiation hardening requirements, simplifying the circuit design. Based on the 0.18 μm CMOS process model library and simulated by Hspice, the circuit has a transmission rate of 400 Mb/s, and has anti-single event characteristics, which meets the requirements of radiation-resistant LVDS drive circuits in the aerospace field requirements.

Key words: LVDS, drivercircuit, singleeventlatch-up, totaldose, radiationhardening, temperaturedriftproblem

中图分类号:

TN402

马艺珂;汪逸垚;姚进;花正勇;殷亚楠;周昕杰;颜元凯. 一种抗辐射LVDS驱动电路IP设计^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(2): 020306 .

MA Yike, WANG Yiyao, YAO Jin, HUA Zhengyong, YIN Yanan, ZHOU Xinjie, YAN Yuankai. IP Design of Anti-Radiation LVDS Driving Circuit[J]. Electronics & Packaging, 2022, 22(2): 020306 .

参考文献

[1] 侯利民，苏淑靖. 基于低压差分信号(LVDS)总线的数字信号源设计与实现[J]. 科学技术与工程，2013，13(32)：1671-1815.
[2] 花正勇，马艺珂，殷亚楠，等. 0.13 μm全耗尽绝缘体上硅晶体管单粒子效应仿真研究[J]. 电子与封装, 2019, 19(8): 36-38,43.
[3] 藏范军，常玉春，刘洋，等. CMOS图像传感器LVDS驱动器电路设计[J]. 吉林大学学报（信息科学版）, 2018, 36(4): 386-391.
[4] HUANG Y H, SHIH J Y, CHEN C C. Low-voltage differential signaling driving circuit[P]. 美国: US20170026037, 2017-01-26.
[5] RAFAL K. The design of low power 11.6 mW high speed 1.8 Gb/s stand-alone LVDS driver in 0.18-μm CMOS[C]// Proceedings of the 17th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, 2010: 337-342.
[6] GUPTA H S, PARMAR R M, DAVE R K. High speed LVDS driver for SERDES[C]// International Conference on Emerging Trends in Electronic and Photonic Devices & Systems, 2009: 92-95
[7] 马娟. 基于40 nm工艺下的LVDS设计与实现[D]. 北京: 北京交通大学, 2014.
[8] FENG J, LOH C I, LIN E, et al. Coupling impact of single ended signals to LVDS interface[C]// 2014 IEEE 64th Electronic Components and Technology Conference, 2014: 748-752.
[9] 张艳飞，曹正州. 一种集成于系统芯片的低功耗温度传感器设计[J]. 电子与封装，2020, 20(11): 110302.
[10] ACEDO L, TORTAJADA I A, BARBERO M, et al. Design of large scale sensors in 180 nm CMOS process modified for radiation tolerance[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment, 2020, 980: 164403.
[11] BRAY E, FALCONE A D, WAGES M, et al. High-energy proton radiation damage experiment on a hybrid CMOS detector[J]. Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, 2020, 6(1): 016002.
[12] 米丹，左玲玲. 体硅CMOS集成电路抗辐射加固设计技术[J]. 电子与封装，2016, 16(9): 40-43.
[13] 张敏，孟令军，王志国，等. 单粒子翻转效应及加固技术的测试研究[J]. 电子测量技术, 2019, 42(2): 43-46.

[1]	廖远宝,谢雅晴. 一种抗辐射Trench型N 30 V MOSFET器件设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(5): 50401-.
[2]	张跃为,于宗光,陆皆晟. 一种基于FPGA的AD936x基带接口设计^*[J]. 电子与封装, 2024, 24(3): 30303-.
[3]	蒋红利, 江月艳, 孙志欣, 邵卓, 钟涛, 高欣宇. 一种高压驱动器的抗辐射加固设计[J]. 电子与封装, 2023, 23(8): 80303-.
[4]	徐政;郑若成;吴素贞;徐海铭;廖远宝;唐新宇. 基于衬底材料优化的抗辐射功率器件SEB加固技术[J]. 电子与封装, 2023, 23(4): 40402-.
[5]	徐海铭, 汪敏. 30 V SGT N-Channel MOSFET总剂量效应研究[J]. 电子与封装, 2023, 23(11): 110402-.
[6]	陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟. 辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(7): 70405-.
[7]	姚进, 周晓彬, 左玲玲, 周昕杰. 基于0.18 μm CMOS加固工艺的抗辐射设计[J]. 电子与封装, 2022, 22(1): 10401-0.
[8]	马红跃，方健，雷一博，黎明，卜宁，张波. 一种总剂量辐照加固的双栅LDMOS器件[J]. 电子与封装, 2021, 21(8): 80401-.
[9]	唐常钦, 王多为, 龚敏, 马瑶, 杨治美. SiC MOSFET伽马辐照效应及静态温度特性研究[J]. 电子与封装, 2021, 21(8): 80402-.
[10]	马阔,乔明,周锌,王卓. 高压SOI pLDMOS器件电离辐射总剂量效应研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(6): 60403-.
[11]	吴素贞;徐政;徐海铭;宋思德;谢儒彬;洪根深;吴建伟;贺琪. MIS型GaN HEMT器件的X-ray辐射总剂量效应研究[J]. 电子与封装, 2020, 20(12): 120403-.
[12]	李燕妃，朱少立，吴建伟，徐　政，洪根深. 抗辐射高压SOI NMOS器件的背栅效应研究[J]. 电子与封装, 2019, 19(2): 38-41.
[13]	徐海铭，洪根深，吴建伟，徐政，刘国柱. 抗辐射高压SOI埋氧总剂量效应研究[J]. 电子与封装, 2019, 19(1): 41-43.
[14]	曹　靓, 田海燕, 王　栋. 一种抗单粒子瞬态辐射效应的自刷新三模冗余触发器设计[J]. 电子与封装, 2018, 18(9): 36-38.
[15]	朱少立，汤偲愉，刘国柱，曹立超，洪根深，吴建伟，郑若成. 90nm浮栅型P-FLASH器件总剂量电离辐射效应研究[J]. 电子与封装, 2018, 18(8): 36-40.

中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

一种抗辐射LVDS驱动电路IP设计^*

IP Design of Anti-Radiation LVDS Driving Circuit

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价