專利名稱：基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體輻照實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于閾值變化的劑量率 遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
對(duì)空間輻射環(huán)境的研究始于上世紀(jì)四十年代。隨著地球磁場(chǎng)俘獲帶電粒子形成的 強(qiáng)輻射帶(Van-Allen帶)的發(fā)現(xiàn)和相繼發(fā)生的輻射引起的衛(wèi)星運(yùn)行故障，空間輻射環(huán)境的 研究越來(lái)越受到重視，各種空間輻射探測(cè)技術(shù)和設(shè)備相繼得到了應(yīng)用，其中也包括一些用 于輻射總劑量監(jiān)測(cè)的技術(shù)，如熱釋光(TLD)劑量計(jì)、尼龍薄膜劑量計(jì)、G-M計(jì)數(shù)管、PIN 二極 管、半導(dǎo)體探測(cè)器等。這些技術(shù)雖然取得了一定的成功，但也存在各自的缺陷。如難以實(shí)現(xiàn) 在軌動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，有的存在著測(cè)量或讀出電路復(fù)雜，系統(tǒng)體積或重量龐大，劑量計(jì)記錄信息與 電子學(xué)系統(tǒng)接口困難，數(shù)據(jù)處理繁瑣等問(wèn)題。二十世紀(jì)七十年代，英國(guó)的Holmes-Siedle提出了空間電荷劑量計(jì)的概念。特定 工藝的P溝道金屬-氧化物-半導(dǎo)體晶體管(PM0SFET)受到電離輻射后，在其氧化層中產(chǎn) 生的俘獲正電荷和界面態(tài)會(huì)導(dǎo)致閾值電壓的漂移，閾值電壓漂移的幅度與輻射劑量呈現(xiàn)近 乎于線性的單調(diào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，可以利用電離輻射引起PM0SFET閾值電壓的變化 作為輻射敏感參量，進(jìn)行輻射總劑量測(cè)量。但是目前存在的一系列劑量計(jì)仍然存在著一些問(wèn)題。目前存在的劑量計(jì)都不能實(shí) 現(xiàn)對(duì)劑量率遠(yuǎn)程在線測(cè)量。在地面CO-60源γ射線環(huán)境下可以模擬空間總劑量輻照環(huán)境， 但是、射線特別是劑量比較大的、射線對(duì)人體損傷比較大，因此必須進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試，本發(fā) 明就是為滿足此種極限環(huán)境的測(cè)試而產(chǎn)生的。目前的劑量計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)電腦主控、電腦精確讀數(shù)的功能。這導(dǎo)致了測(cè)試精度偏差 比較大，人為讀數(shù)誤差比較大。本發(fā)明也是在目前這種測(cè)試條件下應(yīng)用而生的，以實(shí)現(xiàn)精確 讀數(shù)、沒(méi)有人為誤差的功能。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，以實(shí) 現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)人員無(wú)法進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的總劑量輻照環(huán)境中對(duì)劑量率的遠(yuǎn)程在線精確測(cè)量，并在計(jì)算 機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示測(cè)試曲線，實(shí)時(shí)顯示和處理測(cè)試結(jié)果劑量率。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試方法，以實(shí)現(xiàn)總劑量 輻照環(huán)境下的劑量率遠(yuǎn)程在線精確測(cè)量，并在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示測(cè)試曲線，實(shí)時(shí)顯示 和處理測(cè)試結(jié)果劑量率。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè) 試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
主控計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)，接收數(shù)據(jù) 采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果并顯示；數(shù)據(jù)采集卡，用于根據(jù)接收自主控計(jì)算機(jī)的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信 號(hào)；測(cè)試開(kāi)發(fā)板，用于根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字 信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至-30V的程控電 壓，然后將該0至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，同時(shí)用于對(duì)DUT 測(cè)試結(jié)果的采集；以及輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，用于將接收的0至-30V的程控電壓施加至待測(cè)SOI PM0S 上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試結(jié)果通過(guò) 電纜線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)。上述方案中，所述主控計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行一圖形監(jiān)控測(cè)試程序，該圖形監(jiān)控測(cè)試程 序包括兩個(gè)While循環(huán)和一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，由LABVIEW程序語(yǔ)言通過(guò)模塊化可視化的編程實(shí) 現(xiàn)，用于主控?cái)?shù)據(jù)采集卡輸出時(shí)鐘信號(hào)。上述方案中，所述數(shù)據(jù)采集卡為6210USB數(shù)據(jù)采集卡，用于進(jìn)行模擬電壓采集、脈 沖信號(hào)輸出，以及波形編程輸出。上述方案中，所述測(cè)試開(kāi)發(fā)板包括計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信 號(hào)輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬 信號(hào)輸出給運(yùn)算放大器；運(yùn)算放大器，用于對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至10V的程控電壓；數(shù)據(jù)采集模塊，用于從DUT開(kāi)發(fā)板中采集數(shù)據(jù)；以及高壓模塊，用于將0至10V的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0 至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。上述方案中，所述計(jì)數(shù)器為54HC590計(jì)數(shù)器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器由DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換 芯片實(shí)現(xiàn)，所述運(yùn)算放大器為L(zhǎng)F351運(yùn)算放大器，上述方案中，所述電纜線為35米長(zhǎng)3芯屏蔽電纜線，用于將接收自測(cè)試開(kāi)發(fā)板的 0至-30V的程控電壓傳遞至輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。上述方案中，所述輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板內(nèi)部可插器件1個(gè)，通過(guò)3芯屏蔽電纜線與 測(cè)試開(kāi)發(fā)板相連接，器件有3個(gè)引出端口。為達(dá)到上述另一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng) 測(cè)試方法，該方法包括主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)；數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)接收的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)；測(cè)試開(kāi)發(fā)板根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn) 行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至-30V的程控電壓，然后 將該0至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板；輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板將接收的0至-30V的程控電壓施加至待測(cè)S0IPM0S上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)環(huán)境的劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試結(jié)果通過(guò)電
纜線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)； 主控計(jì)算機(jī)接收并顯示數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果。上述方案中，所述測(cè)試開(kāi)發(fā)板執(zhí)行的處理步驟，具體包括測(cè)試開(kāi)發(fā)板的計(jì)數(shù)器根據(jù)接收自數(shù)據(jù)采集卡的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù) 字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)輸 出給運(yùn)算放大器；運(yùn)算放大器對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至10V的程控電壓。高壓模塊把0至10V的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0至-30V 的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明提供的這種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及方法，以 LABVIEW軟件為開(kāi)發(fā)環(huán)境，并結(jié)合目前業(yè)界現(xiàn)有的測(cè)試儀器，進(jìn)行劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè) 試。其測(cè)試結(jié)果可與圖形接口并存儲(chǔ)成報(bào)表格式與圖形文件，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示劑量率，完成 后的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)節(jié)省測(cè)試成本、測(cè)試精度、測(cè)試時(shí)間都有很大益處，大大減小了各種輻 照實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的電離輻射損傷，有效改善了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。2、本發(fā)明提供的這種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn) 了總劑量輻照環(huán)境下的劑量率遠(yuǎn)程在線精確測(cè)量，并在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示測(cè)試曲線， 實(shí)時(shí)顯示和處理測(cè)試結(jié)果劑量率，從而實(shí)時(shí)的知道環(huán)境的劑量率。


圖1是基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是LABVIEW程序前面板圖；圖3是LABVIEW程序圖；圖4是數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是測(cè)試開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是測(cè)試開(kāi)發(fā)板低壓模塊內(nèi)部電路圖部分；圖7是測(cè)試開(kāi)發(fā)板高壓模塊內(nèi)部電路圖部分；圖8是測(cè)試開(kāi)發(fā)板與DUT開(kāi)發(fā)板連接圖；圖9是輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板電路圖；圖10是基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)包括主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、測(cè)試開(kāi)發(fā)板和輻照源內(nèi)被測(cè)器件(device under test, DUT)開(kāi)發(fā)板。其中，主控計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)，接 收數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果并顯示。數(shù)據(jù)采集卡，用于根據(jù)接收自主控計(jì)算機(jī) 的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)。測(cè)試開(kāi)發(fā)板，用于根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù) 功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信 號(hào)放大得到0至-30V的程控電壓，然后將該0至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照 源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，同時(shí)用于對(duì)DUT測(cè)試結(jié)果的采集。輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，用于將接收的0 至-30V的程控電壓施加至待測(cè)SOI PM0S (絕緣體上的硅P型金屬-氧化物-金屬場(chǎng)效應(yīng) 晶體管)上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試 結(jié)果通過(guò)電纜線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行一圖形監(jiān)控測(cè)試程序，如圖2和圖3所示，該圖形監(jiān)控測(cè)試程 序包括兩個(gè)While循環(huán)和一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，由LABVIEW程序語(yǔ)言通過(guò)模塊化可視化的編程實(shí) 現(xiàn)，用于主控?cái)?shù)據(jù)采集卡輸出時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡為6210USB數(shù)據(jù)采集卡，用于進(jìn)行模擬電壓采集、脈沖信號(hào)輸出，以及 波形編程輸出。如圖4所示，圖4是數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)框圖。I/O端口主要包括模擬輸入、 模擬輸出、數(shù)字端口、計(jì)數(shù)器、PFI接口，內(nèi)部模塊主要有時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、接口模塊等。圖5是測(cè)試開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)框圖，該測(cè)試開(kāi)發(fā)板包括低壓模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和高 壓模塊。低壓模塊包括計(jì)數(shù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器。其中，計(jì)數(shù)器根據(jù)接收的時(shí)鐘信 號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器。數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)接收 的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)輸出給運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大 器對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到o至10V的程控電壓。數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從DUT開(kāi) 發(fā)板中采集數(shù)據(jù)。高壓模塊把0至10V的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0 至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。計(jì)數(shù)器為54HC590計(jì)數(shù)器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器由DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算放大器 為L(zhǎng)F351運(yùn)算放大器。再參照?qǐng)D5，計(jì)數(shù)器54HC590接受到時(shí)鐘輸入，然后輸出一數(shù)字信號(hào)，此數(shù)字信號(hào) 經(jīng)DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出一模擬信號(hào)，此模擬信號(hào)經(jīng)LF351N放大為0至10V的程控電壓。 0至10V的程控電壓經(jīng)過(guò)高壓模塊后得到0至-30V程控電壓，0至-30V程控電壓通過(guò)電纜 線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。圖6示出了一種測(cè)試開(kāi)發(fā)板低壓模塊內(nèi)部電路圖。數(shù)據(jù)采集卡輸出的方波信號(hào)輸 入到54HC590AJ計(jì)數(shù)器，8位計(jì)數(shù)器54HC590AJ正常工作輸出數(shù)字信號(hào)，此數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字 模擬轉(zhuǎn)換器DAC0832轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，此模擬電壓信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大為0-10V循環(huán)線 形變化程控電壓。圖7示出了一種測(cè)試開(kāi)發(fā)板高壓模塊內(nèi)部電路圖。低壓模塊輸出的0-10V循環(huán)線 形變化程控電壓經(jīng)過(guò)高壓模塊后變?yōu)?至-30V程控電壓。圖8為測(cè)試開(kāi)發(fā)板與DUT開(kāi)發(fā)板連接圖。測(cè)試開(kāi)發(fā)板通過(guò)電纜線與DUT開(kāi)發(fā)板相 連，由于數(shù)據(jù)采集卡量程的限制，E端電壓在被采集前經(jīng)過(guò)了一個(gè)分壓電路。上述電纜線為35米長(zhǎng)3芯屏蔽電纜線，用于將接收自測(cè)試開(kāi)發(fā)板的0至-30V的 程控電壓傳遞至輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。
如圖9所示，圖9是輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板電路圖，該輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板內(nèi)部至少 可插器件1個(gè)，通過(guò)3芯屏蔽電纜線與測(cè)試開(kāi)發(fā)板相連接，器件3個(gè)引出端口，即源(S)、漏 (D)、背柵(E)?；谏鲜鰧?duì)基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的描述，圖10示出了 基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試的方法流程圖，該方法包括步驟101 主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)；步驟102 數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)接收的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)；步驟103 測(cè)試開(kāi)發(fā)板根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至-30V的程控 電壓，然后將該0至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板；步驟104 輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板將接收的0至-30V的程控電壓施加至待測(cè)S0I PM0S上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)環(huán)境的劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè) 試結(jié)果通過(guò)電纜線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)；步驟105 主控計(jì)算機(jī)接收并顯示數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果。上述步驟103，即測(cè)試開(kāi)發(fā)板執(zhí)行的處理步驟，具體包括1)、測(cè)試開(kāi)發(fā)板的計(jì)數(shù)器根據(jù)接收自數(shù)據(jù)采集卡的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一 數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器；2)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬信 號(hào)輸出給運(yùn)算放大器；3)、運(yùn)算放大器對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至10V的程控電壓；4)、高壓模塊把0至10V的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0至-30V 的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。步驟1 首先按附圖1所示連接好整個(gè)系統(tǒng)，把輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板置于輻照環(huán)境 中，通過(guò)電纜線連接到外部安全環(huán)境中。步驟2 執(zhí)行計(jì)算機(jī)中圖形監(jiān)控測(cè)試程序，單擊LABVIEW圖形界面的運(yùn)行按鈕，此 時(shí)數(shù)據(jù)采集卡輸出一方波，54HC590計(jì)數(shù)器循環(huán)計(jì)數(shù)，此數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓，此模擬電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器LF351N及高壓模塊后輸出為0至-30V線形 變化的電壓。步驟3 測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出的0至-30V線形變化電壓經(jīng)電纜線施加在器件DUT的背 柵端，器件DUT的漏端經(jīng)電纜線及電流采樣電阻后和輻照外加偏置相連接，源端經(jīng)電纜線 接地。步驟4 在給器件DUT施加線形變化電壓的同時(shí)，數(shù)據(jù)采集卡采集器件背柵電壓和 電流采樣電阻兩端電壓，電流采樣電阻兩端電壓經(jīng)變換演變?yōu)槠骷碾娏?，圖形監(jiān)控測(cè)試 程序通過(guò)一數(shù)據(jù)圖像實(shí)時(shí)顯示器件背柵電壓和器件電流，每過(guò)一定時(shí)間計(jì)算一次劑量率并 顯不。步驟5 如需停止測(cè)試，只需點(diǎn)擊停止按鈕。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括主控計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)，接收數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果并顯示；數(shù)據(jù)采集卡，用于根據(jù)接收自主控計(jì)算機(jī)的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)；測(cè)試開(kāi)發(fā)板，用于根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至-30V的程控電壓，然后將該0至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，同時(shí)用于對(duì)DUT測(cè)試結(jié)果的采集；以及輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，用于將接收的0至-30V的程控電壓施加至待測(cè)SOI PMOS上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試結(jié)果通過(guò)電纜線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述主控計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行一圖形監(jiān)控測(cè)試程序，該圖形監(jiān)控測(cè)試程序包括兩個(gè)While 循環(huán)和一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，由LABVIEW程序語(yǔ)言通過(guò)模塊化可視化的編程實(shí)現(xiàn)，用于主控?cái)?shù)據(jù) 采集卡輸出時(shí)鐘信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述數(shù)據(jù)采集卡為6210USB數(shù)據(jù)采集卡，用于進(jìn)行模擬電壓采集、脈沖信號(hào)輸出，以及 波形編程輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述測(cè)試開(kāi)發(fā)板包括計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸 出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào) 輸出給運(yùn)算放大器；運(yùn)算放大器，用于對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至IOV的程控電壓；數(shù)據(jù)采集模塊，用于從DUT開(kāi)發(fā)板中采集數(shù)據(jù)；以及高壓模塊，用于將0至IOV的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0至-30V 的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述計(jì)數(shù)器為54HC590計(jì)數(shù)器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器由DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)，所述運(yùn) 算放大器為L(zhǎng)F351運(yùn)算放大器，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述電纜線為35米長(zhǎng)3芯屏蔽電纜線，用于將接收自測(cè)試開(kāi)發(fā)板的0至-30V的程控電 壓傳遞至輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在 于，所述輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板內(nèi)部可插器件1個(gè)，通過(guò)3芯屏蔽電纜線與測(cè)試開(kāi)發(fā)板相連 接，器件有3個(gè)引出端口。
8.一種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試方法，其特征在于，該方法包括主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)；數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)接收的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)； 測(cè)試開(kāi)發(fā)板根據(jù)接收的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù) 模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到O至-30V的程控電壓，然后將該 O至-30V的程控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板；輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板將接收的O至-30V的程控電壓施加至待測(cè)SOIPMOS上，通過(guò)對(duì) 背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)環(huán)境的劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試結(jié)果通過(guò)電纜 線、測(cè)試開(kāi)發(fā)板、數(shù)據(jù)采集卡返回給主控計(jì)算機(jī)；主控計(jì)算機(jī)接收并顯示數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試方法，其特征在 于，所述測(cè)試開(kāi)發(fā)板執(zhí)行的處理步驟，具體包括測(cè)試開(kāi)發(fā)板的計(jì)數(shù)器根據(jù)接收自數(shù)據(jù)采集卡的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信 號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器；數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)輸出給 運(yùn)算放大器；運(yùn)算放大器對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至IOV的程控電壓。 高壓模塊把O至IOV的電壓放大并反向得到0至-30V的電壓，并將該0至-30V的程 控電壓通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于閾值變化的劑量率遠(yuǎn)程在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括主控計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行圖形監(jiān)控測(cè)試程序，向數(shù)據(jù)采集卡輸出主控信號(hào)，接收數(shù)據(jù)采集卡返回的的劑量率測(cè)試結(jié)果并顯示；數(shù)據(jù)采集卡，用于根據(jù)接收自主控計(jì)算機(jī)的主控信號(hào)向測(cè)試開(kāi)發(fā)板輸出時(shí)鐘信號(hào)；測(cè)試開(kāi)發(fā)板，用于執(zhí)行計(jì)數(shù)功能得到一數(shù)字信號(hào)，對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到一模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大得到0至-30V的程控電壓，然后通過(guò)電纜線輸出給輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，同時(shí)用于對(duì)DUT測(cè)試結(jié)果的采集；輻照源內(nèi)DUT開(kāi)發(fā)板，用于將接收的0至-30V的程控電壓施加至待測(cè)SOI PMOS上，通過(guò)對(duì)背柵閾值電壓變化的測(cè)試對(duì)劑量率進(jìn)行測(cè)試，并將得到的劑量率測(cè)試結(jié)果返回給主控計(jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)G01T1/02GK101839990SQ200910080059
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者劉剛, 劉夢(mèng)新, 卜建輝, 盧爍今, 韓鄭生 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所