DC／DC辐照损伤与VDMOS器件1／f噪声相关性研究

由图3可以看出，在辐照前，无论24 V还是32 V输入，输出电压在不同负载下都表现出良好的稳定性；在辐照20 krad(Si)之后，输出电压在特定负载下就会出现明显的下降，32V输入时，输出电压下降点出现在40％负载；24 V输入时，输出电压下降点出现在60％负载。在辐照30 krad(Si)之后，无论是32 V输入还是24 V输入，输出电压均明显下降，随负载的增加，输出电压趋近于零。随着辐照总剂量的累积，样品输出功率的效率也明显变化，在总剂量达到30 krad(Si)之后，其输出功率趋近于零，此时，可认为样品已经损坏。
测得DC／DC转换器输出噪声功率谱图后，需要进一步对频谱图进行拟合，提取DC／DC转换器的1/f噪声幅值日，研究其在辐照前后的变化。实验测得DC／DC转换器的噪声功率谱密度可写为

其中的三个表征参量A、B以及γ分别表示白噪声的幅度、1／f噪声的幅度以及频率指数因子。数学上可以根据最小二乘法对曲线进行拟合，提取出A、B、γ。
西安电子科技大学噪声及无损检测实验室自主研发的噪声分析软件能很好地实现噪声频谱的拟合与参数的提取。
为了清楚地表明辐照前后低频噪声的变化程度与常规电参数的变化程度，将噪声参数与电参数的变化百分比计算出来，如图4。

从图4可以看出，样品器件的低频噪声B值在辐照前后的变化幅度要远大于传统的电参数的变化，对辐照更加敏感。因此，可以将噪声作为表征DC／DC转换器抗辐照性能的一种有效补充。此外，商用级样品与普军级样品辐照前的低频噪声数据相比较时，商用级样品在辐照前的噪声幅值B无论在何种负载条件下均大于普军级样品，而且商用级样品在经过20 krad(Si)的辐照后即彻底破坏，而普军级样品在辐照总剂量达到40 krad(Si)之后才完全损坏。由此可以初步判断，DC／DC转换器辐照前的噪声幅值曰可以用来判别器件的抗辐照性能，用来筛选可靠性更高的器件。但这一结论仍需要对多种型号的器件进行大量重复性实验来予以验证，这也是下一步需要加以关注的方向之一。

3 DC／DC转换器辐照失效噪声参数与电参数相关性分析
从前面的实验可以得出，DC／DC转换器的1/f噪声在辐照前后有明显变化，1／f噪声的这种变化是来源于DC／DC转换器内部器件的辐照失效。在电路中，l/f噪声发生变化的位置正是影响DC／DC转换器电参数变化的位置，二者的来源具有一致性。本实验以降压式直流转换器的工作原理为例，分析DC／DC转换器辐照失效的一般原理。
图5(a)所示的是降压式直流转换器的简化线路组成图；图5(b)为由单刀双掷开关S、电感原件L和电容C组成的降压型转换器基本原理图。