數(shù)字鎖相環(huán)電路可靠性預(yù)測.pdf

1、隨著半導(dǎo)體加工工藝進(jìn)入深亞微米時(shí)代，集成電路向著高集成度發(fā)展，器件的工藝尺寸變得越來越小，其性能提高的同時(shí)也帶來了電路的可靠性問題。電路受到失效機(jī)理作用時(shí)，其性能會(huì)受到影響，而在長時(shí)間失效機(jī)理作用下，電路失效情況會(huì)加劇，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致電路功能錯(cuò)誤甚至系統(tǒng)失敗。在某些可靠性要求較高的領(lǐng)域，如航空航天等，可靠性甚至成為整個(gè)系統(tǒng)的主導(dǎo)因素。
　　數(shù)字鎖相環(huán)可以產(chǎn)生高性能的時(shí)鐘信號，經(jīng)常被應(yīng)用到航空航天設(shè)備中，所以其可靠性至關(guān)重要。論文設(shè)

2、計(jì)的數(shù)字鎖相環(huán)電路主要包括時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器、數(shù)控振蕩器以及分頻器四個(gè)模塊。時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用延時(shí)鏈型結(jié)構(gòu)、濾波器采用三階低通FIR濾波器、數(shù)控振蕩器采用數(shù)控交叉耦合型LC振蕩器、分頻器為可以實(shí)現(xiàn)二、四、八分頻的電路結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明所實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鎖相環(huán)電路的頻率范圍為15-40MHz，鎖定時(shí)間約為1.2μs。
　　論文將電路失效機(jī)理——熱載流子效應(yīng)、負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性和輻射的器件級模型應(yīng)用到數(shù)字鎖相環(huán)電路的可靠性分析中，并

3、得到針對數(shù)字鎖相環(huán)電路的可靠性預(yù)測模型。論文實(shí)現(xiàn)的是關(guān)于數(shù)字鎖相環(huán)電路延時(shí)的預(yù)測模型，在不同失效機(jī)理作用下，數(shù)字鎖相環(huán)電路的各模塊以及整體電路的延時(shí)預(yù)測值與仿真值結(jié)果近似相等，驗(yàn)證了數(shù)字鎖相環(huán)預(yù)測模型的正確性；同時(shí)，結(jié)果表明在單獨(dú)一種失效機(jī)理作用下，數(shù)字鎖相環(huán)電路延時(shí)10％的時(shí)間為4年多，當(dāng)兩種失效機(jī)理作用時(shí)，延時(shí)10%所用時(shí)間減小，當(dāng)三種失效機(jī)理共同作用時(shí)，延時(shí)10%的時(shí)間減小到1年多，說明作用在電路上的失效機(jī)理越多，電路的老化越嚴(yán)重