在這篇博客中，我們將更多地研究通常更臨時的單偶效應（SEE）。雖然其中一些單一事件效果可能會造成永久性傷害，但本博客系列的重點將更多地放在非永久性單一事件效果上。這些影響通常會持續很短的時間，之后設備可以恢復正常運行。我們將討論一些可能僅出于完整性而產生永久影響的 SEE。

回想一下，當設備被放置在惡劣的太空環境中時，它可能會看到可能導致不同類型的不良行為的輻射。在將設備放入空間應用之前，需要了解這些影響。因此，測試在德克薩斯A&M大學的回旋加速器等輻射設施中進行。加州大學伯克利分校也有一個設施。加州大學伯克利分校和德克薩斯A&M大學的這些設施通常用于觀察單個事件的影響。

現在讓我們來看看各種單個事件效果。當測試這些類型的干擾時，設備暴露在以MeV-cm表示的LET（線性能量轉移）表示的某些水平的輻射下2/毫克。通常，應用的LET范圍從幾MeV-cm2/毫克高達 80 MeV-厘米2/毫克，有時更高。SEE的開始是通過從較低的LET值開始并在監測SEE的同時增加水平來發現的。LET增加以達到SEE的飽和點。根據這些數據，可以生成威布爾擬合曲線，以查看設備的SEE行為的可視化圖。此圖顯示了器件開始顯示 SEE 的位置、SEE 如何隨著 LET 的增加而增加，以及 SEE 數量不隨 LET 的增加而增加的飽和點。就像累積效應測試一樣，設備將偏向于正常工作模式，以模擬設備在太空應用中看到的相同條件。在此測試中觀察到的單事件效應包括單事件閂鎖 （SEL）、單事件翻轉 （SEU）、單事件故障中斷 （SEFI）、單事件瞬態 （SET）、單事件燒毀 （SEB） 和單事件門破裂 （SEGR）。

輻射暴露引起的單事件效應

單事件閂鎖 （SEL） 幾乎與聽起來一樣，該器件表現出閂鎖條件，其中電源電流異常高。通常，這種情況的發生與設備通常僅在這種情況下閂鎖時發生的情況非常相似，在這種情況下，來自輻射的離子是導致閂鎖的原因。SEL 的一個這樣的例子是當離子撞擊感應寄生 BJT（雙極結型晶體管）時，導致高電流從電源流向地。這種類型的 SEE 可能會導致設備永久損壞，但可以采取措施防止 SEL 造成永久性損壞。如果 SEL 沒有發生永久性損壞，則設備的電源循環可以將設備恢復到正常運行。

單事件翻轉（SEU）是在輻射暴露期間發生的軟錯誤，其中設備可以快速恢復。這可能是配置寄存器中的位不安或多位不安。這是非永久性的，持續時間很短。這些不安不需要設備重置即可恢復正常運行。

單事件故障中斷 （SEFI） 也是一個軟錯誤，但在這種情況下，設備可以重置清除設備設置、以某種可檢測的方式發生故障或完全鎖定。在SEFI的情況下，設備可能需要復位才能恢復正常運行，但不需要電源循環。

單事件瞬變（SET）是由離子沖擊引起的電路中節點上的短暫電壓尖峰。在這種情況下，它可能是諸如輸出電壓瞬時增加的驅動器或放大器的輸出。此類事件本質上是暫時的，設備在短時間內恢復正常運行，無需設備重置或電源重啟。瞬態可以穿過器件，并影響信號鏈中的下一個器件。

單事件燒毀（SEB）是指離子撞擊導致在集成電路的一小部分區域產生高電流。高電流會導致設備損壞，并可能導致災難性故障。通常，這些類型的SEE與功率器件一起出現。

單事件柵極破裂 （SEGR） 是指離子撞擊導致 MOSFET 柵極氧化物退化，導致電流流過晶體管的柵極。該事件可能導致氧化物擊穿，從而導致漏電流增加。如果足夠嚴重，MOSFET 可能會損壞到足以使器件不再正常工作并造成災難性損壞。這些事件通常發生在功率 MOSFET 器件中。

這絕不是對集成電路中輻射暴露產生的各種SEE細節的廣泛研究。有許多期刊論文和技術文章提供了有關這些SEE的更多詳細信息。出于本博客的目的，討論保持在較高水平，以簡單地概述觀察到的 SEE。在接下來的博客中，我們將主要關注 SEL、SEU、SEFI 和 SET，因為它們適用于 ADC 的操作。

隨著我們繼續討論，我們將研究這些特定的SEE如何應用于ADC以及如何觀察它們。鑒于我在ADC方面的背景，將這兩個領域放在一起是一個很好的邏輯聯系。我認為一些真實的例子也將有助于說明集成電路發生的輻射效應。

審核編輯：郭婷