耐放射線CMOS水晶発振器：宇宙電子機器向け300krad TID耐性クロック

少なくとも300kradの総電離線量（TID）免疫を持つ耐放射線水晶安定化クロックソースのニーズがあります。一般的な解決策は、市販品（COTS）パーツをスポットシールドするか、ボールトに収めることです。耐放射線クロックソースは、メイン電子基板（MEB）と、危険な宇宙環境で動作する必要がある読み出しエレクトロニクスで必要とされます。リモートセンシングとテレメトリでは、読み出し回路がセンサーと同一場所に配置され、データ処理エレクトロニクスから任意の距離で分離されている必要があります。

ローカルに生成されたクロック信号により、読み出し回路が独自のクロック信号を生成し、結果データをリモートレシーバーに送信できます。水晶安定化キャリア信号が利用可能であれば、読み出しはそのキャリアの整数分の一のクロック信号を導出し、クロック信号から生成されたデータでキャリアを変調できます。設計による耐放射線（RHBD）CMOS水晶発振器は、直接使用するか、アプリケーション回路をクロックするために周波数スケーリングして使用できます。

RHBD CMOS水晶発振器は、圧電水晶を用いたコンパレータベースのピアース発振器で、正確で安定した周波数生成を行います。この発振器スキームは、必要な利得を得るために少なくとも1つのインバータに依存する古典的なピアース発振器とは異なります。RHBD CMOS水晶発振器では、高速コンパレータが水晶と線形化フィードバック抵抗（コンパレータ出力と反転入力間に接続）で利得を提供します。コンパレータの非反転入力は、抵抗分割器、電圧リファレンス、またはD/Aコンバータ（DAC）などのDC信号源から駆動でき、フィードバック信号の可変コモンモードまたは可変デューティサイクルクロック信号を実現します。発振器信号のデューティサイクルを調整する能力により、入力オフセットなどの放射線誘起変化をシステムが補償できます。

コンパレータは、絶対温度に比例（PTAT）バイアスセルを持つモノリシックCMOSレールツーレール設計で、囲い込みレイアウトトランジスタ（ELT）デバイスとデュアルガードリングで製造されています。ELTはTID誘起リークに対する高い免疫を提供し、デュアルガードリングはシングルイベントラッチアップ（SEL）免疫を提供します。ELT、デュアルガードリング、デューティサイクル調整が組み合わさり、高TIDと重イオン存在下でも回路の堅牢な動作を保証します。

NASAはこの技術の商業化に向け、ライセンシーを積極的に募集しています。NASAライセンシングコンシェルジュ（ This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. または 202-358-7432）までご連絡ください。ライセンス協議を開始します。

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