用于VDMOS器件单粒子效应测试的自闭环系统的制作方法

用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统
技术领域
1.本发明涉及航天测试领域，具体地，涉及一种用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统。


背景技术：

2.随着对深空探测的不断推进，宇航电子产品对vdmos器件的抗辐射指标提出更为苛刻的要求。为了满足宇航器件的自主可控需求，摆脱国外禁运风险，实现加快对各类国产化vdmos器件的单粒子效应应用验证。
3.单粒子效应主要是太空中高能带电粒子穿过微电子器件灵敏区引起器件状态非正常改变的一种辐射效应，主要包括单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿等。vdmos器件作为宇航电子产品核心器件，在开关电路、浪涌抑制电路等广泛使用，其单粒子效应主要为单粒子烧毁和单粒子栅击穿，一旦发生单粒子效应将会使整个产品功能受到影响。因此，对vdmos器件单粒子效应进行精确、快速摸底试验是保证航天电子产品高可靠运行的重要保证。通过对各类vdmos器件在不同工况下进行单粒子效应摸底试验，编制器件可靠性评估分析报告以达到自闭环测试，实现对vdmos器件的全覆盖性摸底试验。
4.目前，国内关于vdmos器件的单粒子测试系统还没有统一的、标准化的测试方法。常规做单粒子效应测试时，完成对vdmos器件的开帽处理，做一次辐照试验，人员需要进入辐照房间进行一次数据记录以及器件偏置电压阈值调整，试验人员需多次进入辐照房间，整个试验效率低下，并且对试验人员身体造成潜在危害。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于vdmos器件的单粒子效应测试的自闭环系统，实现多类、多个vdmos器件的高效测试，并完成测试数据实时采集、观测。
6.根据本发明提供的用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统，包括程控计算机、中转计算机、程控电源、抗辐照电路板以及微安表；
7.所述程控计算机，用于控制操作中转计算机；
8.所述中转计算机，用于驱动控制器转发遥控指令；
9.所述抗辐照电路板，用于接收所述遥控指令并根据所述遥控指令产生0c脉冲，通过所述0c脉冲控制磁保持继电器阵列通断，利用磁保持继电器阵列及程控电源实现多组vdmos器件的栅源、漏源分压；
10.所述微安表，用于当将抗辐照电路板上各vdmos器件进行单粒子照射时，检测vdmos 器件的漏源电流，所述漏源电流用于判断dmos器件在单粒子作用下失效与否。
11.优选地，所述中转计算机通过rs422串口通信发送遥控指令。
12.优选地，在对vdmos器件进行单粒子照射时，具体为，将各vdmos器件开帽后进行重离子照射。
13.优选地，通过所述抗辐照电路板上fpga进行解码产生oc脉冲。
14.优选地，根据所述fpga的可编程特性以及所述fpga的外围电路产生oc脉冲指令作为vdmos器件的驱动信号，以实现多通道、多类型vdmos器件控制。
15.优选地，所述中转计算机通过串口驱动器发送所述遥控指令。
16.优选地，所述中转计算机通过对程控电源进行阈值设定，调节vdmos的漏源及栅源电压，以满足器件在不同工况下进行单粒子效应测试。
17.优选地，所述继电器阵列，用于完成多个vdmos器件的电压通断，通过对多个继电器进行通断组合的阵列设计可以满足同一pcb印制板上对多通道、多种vdmos器件进行验证。
18.优选地，所述中转计算机分别通过程控电源、串口驱动器以及所述微安表连接所述抗辐照电路板。
19.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
20.本发明具有集成度高、研制周期短、通用性强、可扩展、易于维护等优点，实现了对各类vdmos器件单粒子效应快速测试功能，整个测试系统可实现不同工况下，不同类型vdmos器件的测试覆盖性。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的模块图；
23.图2为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的控制过程原理图；
24.图3为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的测试流程图。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
26.图1为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的模块图，如图1所示，本发明提供的vdmos器件单粒子效应测试的自闭环装置，包括程控计算机、中转计算机、程控电源、串口驱动器(moxa)、高精度数字微安表以及抗辐照电路板；
27.所述程控计算机用于实现对中转计算机的远程控制操作；
28.所述中转计算机，通过多路串口分别完成对程控电源控制，与抗辐照板通信及与高精度数字微安表通信；控制程控电源完成vdmos器件的栅源、漏源阈值电压以及控制所述程控电源给抗辐照电路板供电；所述中转计算机通过串口驱动器发送遥控指令码，由所述抗辐照电路板上的fpga完对指令码进行解析，控制fpga外围电路输出80ms的oc 脉冲指令；所述中转计算机接收高精度数字微安表检测的vdmos器件漏源电流数据，并进行实时记录，
通过串口将数据反馈到中转计算机，将所述漏源电流数据作为器件单粒子效应失效与否依据；
29.所述抗辐照电路板上继电器阵列根据预设置的逻辑功能组合接收oc脉冲指令实现继电器的通断，通过继电器阵列的通断组合逻辑实现各类vdmos器件的测试覆盖性，完成对不同类vdmos器件的测试。
30.在本发明一实施例中，所述程控计算机通过长网线控制操作中转计算机，解决辐射房间与控制室长距离数据传输与，实现数据监控与是实时测试；
31.在本发明一实施例中，利用串口通信控制程控电源多路连续输出，满足每种vdmos 器件不同工况下的测试条件；
32.在本发明一实施例中，抗辐照印制板通信模块接收串口数据，利用fpga对串口数据进行解析，结合fpga可编程特性，通过外围电路产生复杂逻辑oc脉冲指令，作为vdmos 器件的驱动信号，实现多通道、多类型vdmos器件控制；
33.在本发明一实施例中，利用带串口的高精度数据微安表检测vdmos器件的漏源电流，漏源电流作为表征器件是否发生单粒子效应，串口实时读取检测数值；
34.在本发明一实施例中，通过逻辑功能组合使得继电器阵列完成对vdmos器件的栅源、漏源电压通断控制以及高精度数据微安表对检测通路的选择，整个测试方案灵活、简便，能够做到快速测试验证。
35.在本发明一实施例中，根据通信指令实现磁保持继电器开断，结合程控电源设置供电电压对各组vdmos器件进行拉偏分压，将各开帽器件进行重离子照射，利用高精度数字微安表检测不同能量重离子照射下vdmos器件的单粒子效应。
36.图2为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的控制过程原理图，如图2所示，上电进行初始化，包括fpga初始化以及测试器件初始化设置，后对程控电源及继电器阵列进行相关配置，适应需要测试的vdmos器件，判断上电初始器件是否完好。
37.根据测试需要设置辐射源，包括重离子束流选择、束流强度、束流均匀性和束流注量率等，对待测器件进行重离子照射，并实时监控记录高精度数字微安表反馈数据。
38.图3为本发明实施例中用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统的测试流程图，图3所示，当使用本发明提供的用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统时，包括下述步骤：
39.步骤1：试验前对vdmos器件进行开帽处理，在用x光对开帽后的器件拍照，检查开帽后的器件内部是否完好，并在抗辐射电路板上进行实验前参数测试；
40.步骤2：测试系统的安装调试，将整个系统搭建起来，配置程控电源、根据遥控指令配置继电器阵列，将vdmos器件设置在工作状态；
41.步骤3：根据试验条件选择重离子束流，设置相应的束流强度、束流均匀性和束流注量率，选择需要测试器件进行照射；
42.步骤4：设置不同漏源、栅源偏置电压及不同重离子条件，使得vdmos器件在不同工况下进行不同等级辐照试验，同时观测、记录试验数据，测试器件不同工况下的单粒子效应；
43.步骤5：按照上述方法，分别对2～n只器件进行试验，能够快速、高效的测试出各类
vdmos器件各种工况下的单粒子效应；
44.步骤6：试验结束，对试验数据进行分析统计，得出不同vdmos器件各种工况下的单粒子栅穿和单粒子烧毁数值。
45.本发明提供的用于vdmos器件单粒子效应测试的自闭环系统进行vdmos器件单粒子效应测试中，可同时兼容多类vdmos器件测试，并做到实时数据监控，大大缩短了多种类批量性vdmos器件的单粒子测试时间，整个试验过程为远程监控测试，一旦试验开启，器件工况、重离子束流设定均为远程设定，全程无需人员多次反复进入辐射房间，一方面提高了重离子束流利用率，同时也对人员安全更有保障。
46.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。