池田 博一

本文データは学協会の許諾に基づきCiNiiから複製したものである宇宙空間におけるプラズマ波動観測用のアナログ回路のASICによる小型集積化が進められており, その一部として開発した温度補償を適用したG_m-C LPF(Low-Pass Filter)について述べる.温度補償方式は, 人工衛星の搭載機器であるプラズマ波動観測器に求められる性能から, クロックを用いずまた大規模な回路を必要としない方式として, 区分的に線形な温度特性をもつ電流源を用いる回路を採用する.G_m-C LPFを構成するOTA(Operational Transconductance Amplifier)にそのG_mの温度依存性を補償するように電流を入力することによってG_m-C LPFの特性を補償する.SPICEシミュレーションでは, 想定温度-30〜60℃の範囲内で±1%以内の温度特性を実現し, TSMC 0.25-μmプロセスを利用した試作の結果では, 特性の悪化が見られたが温度補償がなされた特性が得られた.プラズマ波動観測器に用いる温度補償を適用したG_m-C LPFについて試作を行った回路の性能を確認し, 目標とする性能をほぼ達成する結果を得た.

放射線によって論理LSI内に誘起されるスパイクノイズがソフトエラー源として顕在化してきている.論理LSIはチップ内部に多数のフリップフロップ(FF)やラッチ回路を保持しており,その記憶データが反転するとソフトエラーが起きる.論理LSIでは,放射線がFFやラッチ回路に当たってソフトエラーが起きるだけでなく,組み合わせ論理回路に当たって発生するスパイクノイズによってもソフトエラーが起きる.発生するスパイクノイズの長さが長くなるとソフトエラーの発生率が増加してしまう.そのため,スパイクノイズの放射線入射空LET依存性を測定した.また,放射線がFFやラッチ回路に当たって発生するソフトエラーだけでなく,組み合わせ論理回路に当たって発生するソフトエラー両方の影響をそれぞれ評価する必要がある.さらに各FFでどれだけデータが反転,すなわちソフトエラーが起きたか知る必要がある.これらの要求を満たす新しいLSIテスト技術を開発し,その妥当性を実証した.