総電離線量下での宇宙用eGaN HEMTのLDO（低ドロップアウト）レギュレータにおける過渡応答モデリングとループ安定性

Diego de Azcuénaga著

宇宙用プラットフォームのパワー・マネージメント（電源管理）・システムのアーキテクチャには、継続的な電離放射線照射下でも決定論的に動作可能な半導体デバイスが求められます。従来の宇宙品質LDO（低ドロップアウト）リニア・レギュレータでは、シリコンMOSFETが主な回路素子として使われています。ただし、TID（総電離線量）に長時間さら曝されると、これらのデバイスのゲート絶縁膜内で電子‐正孔対が生成されます。酸化膜界面にトラップされた正孔は、しきい値電圧（V_th）を変動させ、トランスコンダクタンス（g_m）を不可逆的に劣化させます。その劣化幅は通常20%を超えます。このパラメータの劣化は、アナログ・フィードバック・ループに深刻な非線形性を生じさせます。この結果、設計者は、ミッション期間を通じて制御ループの発振や電圧ハンチングを防ぐために、過剰な設計マージンを確保したり、複雑な動的補償回路を組み込んだりしなければなりません。

記事を読む ：英ニュース・サイトCIE（Components in Electronics）