多晶体管电荷共享收集在单事件瞬态中的双重作用

简介：
本研究探讨了多晶体管电荷共享现象在单事件瞬态中的影响，分析其如何同时导致信号增强与电路故障，为提高电子设备辐射抗性提供理论依据。 随着技术的进步，集成电路的尺寸不断缩小，单个离子事件影响多个晶体管的现象变得越来越普遍，并导致了一些新的效应。本段落研究了在单个离子事件瞬态中由于相邻多个晶体管电荷共享收集作用而出现的一些现象。 为了理解这些现象及其背后的机制，我们需要从高能粒子对集成电路的影响开始讨论。当这类粒子穿过一个晶体管时，会产生电子-空穴对，后者可以被附近的其他晶体管吸收，导致电路状态的改变——即单事件效应（SEE）。随着芯片尺寸减小，这种电荷共享收集作用变得愈发重要。 文章中提到的现象可能涉及两个方面的影响： 1. 瞬态脉冲宽度和幅度的变化：当离子穿过时产生的电子-空穴对被周边晶体管吸收会导致电路瞬态脉冲的特性发生变化。这些变化对于确保电路功能至关重要，因为它们会影响电路的整体可靠性。 2. 电荷共享收集作用导致的敏感度改变：随着芯片工艺技术的进步，由于电荷在不同区域间的共享现象变得更为复杂和多样，这使得设计时需要特别注意以保证电子设备的稳定性和可靠性。 文中提到的研究涵盖了单事件瞬态脉冲宽度与幅度对温度依赖性的研究、90纳米CMOS工艺下PMOS和NMOS晶体管中单事件瞬态行为以及25纳米FinFET技术下单事件瞬态特性。这些研究表明电荷共享收集作用在不同制造技术和节点下的影响是复杂且多样的。 特别地，“多晶体管电荷共享收集”这一概念被强调为理解集成电路设计的重要因素，因为它不仅是一个物理现象，还涉及到系统级的问题和电路的稳定性与可靠性。 文章进一步探讨了单事件瞬态恢复的重要性——尤其是在动态存储器单元中的应用；PMOS晶体管中观察到的寄生双极放大效应以及电荷共享对CMOS逻辑门响应的影响。这些研究有助于设计出更抗辐射、性能稳定的CMOS逻辑电路，从而确保电子器件在面临各种环境条件下的可靠性和稳定性。 总体而言，这项工作强调了深入理解单个离子事件影响下晶体管行为的重要性，并指出纳米尺度技术进步背景下准确模拟和分析晶体管间相互作用的必要性。随着集成电路工艺不断向更小尺寸发展，对这些现象的研究对于提高电子器件的设计质量和可靠性具有重要意义。