UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 9
V11..11
N
EGN = −( 2 −1) − EOFF
(9.4)
VLSB
El valor V11..11 apenas cambia durante la irradiación. Además, el valor inicial de EOFF es
prácticamente nulo. Por tanto:
E E E
(9.5)
GN GN , TID= 0 OFF −
EGN,TID=0 es un valor situado en torno a 10-20 LSB. A medida que la irradiación se
desarrolla, EOFF >> EGN,TID=0 y, por tanto:
E −E
(9.6)
GN OFF
Una vez aclarado la manera en que los parámetros eléctricos del conversor son afectados
por la degradación de las entradas del conversor, hay que preguntarse qué mecanismo físico
produce este comportamiento. Obviamente, estos mecanismos deben estar relacionados con la
radiación ionizante y los transistores MOS. Como se vio en el capítulo 3, existen dos fenómenos
que podían producir la destrucción de un circuito digital: El desplazamiento de la tensión umbral
y el crecimiento de las corrientes de fuga por debajo de la tensión umbral. Con estos dos
mecanismos, se explica con facilidad por qué se producen las corrientes de fuga y por qué se
destruye el conversor. Curiosamente, la destrucción parcial de las entradas ha sido hallada
también por otros autores en conversores D/A de naturaleza bipolar irradiados con rayos gamma
[Bri02]. Sin embargo, fue necesario llegar hasta 1 MGy para observar este fenómeno. Esta dosis
de radiación es más de 500 veces superior a la dosis residual recibida por cualquiera de los
conversores, tanto bipolares como CMOS, mostrados en este capítulo.
Sin embargo, la teoría de la aparición de fugas y el desplazamiento de las tensiones umbral
tiene un grave fallo. De acuerdo con fig. 4.52, los transistores NMOS que forman los dos canales
del conmutador son similares. Por tanto, ambos transistores se degradarían de la misma manera y
no sólo se esperarían fugas hacia la tierra virtual del amplificador operacional sino que también
se producirían hacia la tierra real. Sorprendentemente, estas corrientes de fuga no aparecieron
puesto que, en caso de que existiesen, se observaría una disminución del valor de V11..11 a medida
que progresa la irradiación, hecho que no fue constatado.
Por tanto, el mecanismo de degradación de un conversor de este tipo debe ser más
complejo. Posiblemente, haya que tener también en cuenta la degradación de la etapa lógica, la
mayor o menor distancia en el chip entre los transistores y el nudo de tierra virtual, etc.
Desafortunadamente, no se disponen de datos precisos sobre los componentes.
9.3.3 Consumo en los conversores D/A en tecnología CMOS
En el segundo capítulo, se puso de manifiesto que una de las consecuencias de irradiar un
componente CMOS con radiación ionizante es el incremento del consumo debido a la aparición
de corrientes de fuga entre transistores por debajo del óxido de protección. En principio, este
fenómeno puede aparecer también en los dispositivos bipolares aunque ya se vio que el consumo
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