Fraunhofer-Gesellschaft

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Strahlungstolerantes Fluxgate CMOS Mixed Signal ASIC

 
: Hauer, J.; Oberst, M.; Magnes, W.; Valavanoglou, A.

VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik -GMM-; Informationstechnische Gesellschaft -ITG-:
Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen. 23. GI/GMM/ITG-Workshop 2011 : 27. Februar - 1. März 2011, Hotel Weisser Hase, Passau
Passau: Universität Passau, 2011
S.125-128
Workshop Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen <23, 2011, Passau>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IIS ()

Abstract
Für den Einsatz in Satelliten- und Weltraummissionen wurde eine CMOS Mixed Signalschaltung für die Auswertung von Fluxgate-Magnetometern, basierend auf einem DS-Konzept entwickelt. Das Verfahren zeigt einige wesentliche Neuerungen auf. So wird der externe Sensor ohne komplexe analoge Signalverarbeitung nur über einen Vorverstärker direkt an den DS-Modulator angekoppelt und über diesen ausgeregelt. Der Baustein wurde auf einer 0.35 um Standard CMOS Technologie implementiert. Die erforderliche Strahlungsfestigkeit konnte durch die Architekturwahl und die analoge Layoutoptimierung verbessert werden. Das Messsystem erreicht bei einer Bandbreite von 30 Hz einen Signalrauschabstand von 89 dB. Magnetische Feldstärken von < 10 Picotesla können damit erfasst werden. Der IC, der aus drei Magnetmesskanälen und einem Spannungsmesskanal besteht, benötigt 60 mW. Bei einer Strahlungsbelastung bis 170 krad Total Ion Dose (TID) blieb der Baustein innerhalb der spezifizierten Performance. Bei Belastungen bis 300 krad zeigte sich zwar eine Reduzierung des Signalrauschabstands und eine Erhöhung der digitalen Stromaufnahme, jedoch kein Funktionsausfall. Die Schwelle für Latchup-Effekte, Single Event Latchup (SEL) lag im digitalen Teil bei einer Cyclotron- Linear Energy Transfer (LET) von 14.1 MeV cm2 mg-1.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-179413.html