내방사선 CMOS 크리스털 오실레이터: 우주 전자용 300 krad TID 내성 클록

최소 300 krad 총이온화선량(TID) 면역성 가진 내방사선 크리스털 안정화 클록 소스 필요. 일반적인 해결책은 시판 부품 스팟 실딩하거나 볼트에 넣기. 내방사선 클록 소스는 메인 전자 보드(MEB)와 위험 우주 환경서 작동해야 하는 판독 전자회로 필요. 원격 감지·텔레메트리 위해 판독 회로 센서와 동일 위치, 데이터 처리 전자회서와 임의 거리 분리 가능.

국소 생성 클록 신호로 판독부 자체 클록 신호 생성해 결과 데이터 원격 수신기 전송 가능. 크리스털 안정화 캐리어 신호 이용 가능하면 판독부 그 캐리어 정수 분주 클록 신호 유도해 클록 신호서 생성된 데이터로 캐리어 변조 가능. 방사선 경화 설계(RHBD) CMOS 크리스털 오실레이터 직접 쓰거나 주파수 스케일링해 애플리케이션 회로 클록으로 사용 가능.

RHBD CMOS 크리스털 오실레이터는 압전 크리스털 이용 정확·안정 주파수 생성하는 비교기 기반 피어스 오실레이터. 오실레이터 방식은 최소 한 개 인버터로 필요 이득 얻는 고전 피어스 오실레이터와 다름. RHBD CMOS 크리스털 오실레이터에서 고속 비교기 크리스털과 선형화 피드백 저항으로 비교기 출력과 반전 입력 사이 연결해 이득 제공. 비교기 비반전 입력은 DC 신호 소스(저항 분배기, 전압 레퍼런스, DAC)로 구동 가능해 피드백 신호 가변 공통 모드나 가변 듀티 사이클 클록 신호 가능. 오실레이터 신호 듀티 사이클 조정 능력으로 시스템이 방사선 유도 변화(입력 오프셋 등) 보상 가능.

비교기 단일칩 CMOS 레일투레일 설계, 비례절대온도(PTAT) 바이어스 셀, 밀폐 레이아웃 트랜지스터(ELT) 소자와 듀얼 가드 링으로 제작. ELT는 TID 유도 누설 높은 면역성 제공, 듀얼 가드 링 단일 이벤트 래치업(SEL) 면역성 제공. ELT, 듀얼 가드 링, 듀티 사이클 조정 함께 고 TID와 중이온 존재에도 회로 견고 동작 보장.

NASA 이 기술 상용화 라이선시 적극 모색. NASA 라이선싱 컨시어지(이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호 중, 자바스크립트 활성화 필요) 또는 202-358-7432 연락해 라이선스 논의 시작.