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論文

Applicability of redundant pairs of SOI transistors for analog circuits and their applications to phase-locked loop circuits

槙原 亜紀子*; 横瀬 保*; 土屋 義久*; 宮崎 良雄*; 阿部 浩之; 新藤 浩之*; 海老原 司*; 丸 明史*; 森川 剛一*; 久保山 智司*; et al.

IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(1), p.230 - 235, 2013/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:44.21(Engineering, Electrical & Electronic)

デジタル回路において放射線耐性を飛躍的に向上させる技術として既に確立されているRadiation Hardening By Design (RHBD)技術の一つであるSOIトランジスタペアをカレントミラー回路等のアナログ回路にも拡大可能であることを検証した。具体的にはそのアナログ回路を適用したPLL回路を実際に作製し、TIARAサイクロトロン加速器を用いてイオン照射を実施した。その結果すぐれた耐放射線性を有することを確認した。

論文

Applicability of redundant pairs of SOI transistors for analog circuits

槇原 亜紀子*; 横瀬 保*; 土屋 義久*; 谷 幸一*; 森村 忠昭*; 阿部 浩之; 新藤 浩之*; 海老原 司*; 丸 明史*; 森川 剛一*; et al.

Proceedings of 10th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-10) (Internet), p.119 - 122, 2012/12

これまでおもにディジタル回路へ使用していたSOI(Silicon On Insulator)とペアのトランジスタを配置する冗長化技術を活用したアナログ回路用の新たなRHBD(Radiation Hardening By Design)技術を提案して、PLL(Phase-Locked Loop)等のアナログ回路へ応用することで、その耐放射線の向上を検討した。この技術は、従来の三重の冗長系を組むRHBD技術に比べ、非常にシンプルであるとともに電力消費や面積増大の損失も比較的少ないという特徴を持つ。このRHBD技術を600MHz、0.15$$mu$$m技術でFD(Fully Depleted)SOI基板上に作製したPLLに適用したところ、LET(Linear Energy Transfer)が68.9MeV/(mg/cm$$^2$$)という高い値でも誤動作を生じないことが実証された。

論文

Optimization for SEU/SET immunity on 0.15 $$mu$$m fully depleted CMOS/SOI digital logic devices

槇原 亜紀子*; 浅井 弘彰*; 土屋 義久*; 天野 幸男*; 緑川 正彦*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 中嶋 康人*; et al.

Proceedings of 7th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-7), p.95 - 98, 2006/10

RHBD(Radiation Hardness by Design)技術を用いてSEU(Single Event Upset)/SET(Single Event Transient)対策ロジックセルを、沖電気の完全空乏型0.15$$mu$$m CMOS/SOI民生プロセスを用いて設計し、製造したサンプルデバイスの放射線評価を実施した。SETフリーインバータと呼ばれるSET対策付きインバータ構造を有するロジックセルは、非常に優れたSET耐性を示すが、面積・動作スピード・消費電力のペナルティも大きいため、本研究では、最低限の耐性を維持しつつペナルティを低減するための設計の最適化をMixedモードのTCAD(Technology Computer Aided Design)シミュレータを用いて行った。その結果、LET(Linear Energy Transfar)が64MeV/(mg/cm$$^2$$)までは、本研究により最適化されたロジックセルが宇宙用として有用であることを示した。

報告書

50MW蒸気発生機試験施設における水リーク検出システム評価試験-第9報- : コールドトラップ効率試験,バックグラウンド水素濃度試験 拡散水素量評価試験

金子 義久*; 錦見 正和*; 白土 清一*; 土屋 毎雄*

PNC TN941 85-22, 142 Pages, 1985/02

PNC-TN941-85-22.pdf:3.57MB

「もんじゅ」プラントの蒸気発生器における小リークのナトリウムー水反応検出システムを開発するため,50MW蒸気発生器試験施設を用いて一連の水リーク検出システム評価試験が実施されている。本報では,通常運転時の水素挙動を明らかにするために,1976年10月から1983年7月までの間に実施した2次系コールドトラップの水素除去効率,バックグランド水素濃度,蒸気発生器伝熱管から2次系ナトリウム中への拡散水素量の試験結果について報告する。主な試験結果は,以下の通りである。1)コールドトラップの水素除去効率は,70$$sim$$80%であった。しかし,コールドトラップと主系統との水素濃度差が小さい場台,コールドトラップの水素除去効率が小さくなる傾向がみられた。2)通常運転時の拡散水素量は,50MW蒸気発生器試験施設における水リーク検出システム評価試験の第1報で得られた値より低い値であった。3)当施設の2次系ナトリウムのバックグランド水素濃度が十分低いことを確認した。4)「もんじゅ」プラントの2次系ナトリウムのバックグランド水素濃度を評価し169ppbより低くなる見通しを得た。

報告書

50MW蒸気発生器試験施設における水リーク検出システム評価試験(第11報) 水素計の使用経験

白土 清一*; 金子 義久*; 古村 史朗*; 錦見 正和*; 鈴木 雅和*; 土屋 毎雄*; 福田 達*

PNC TN941 84-136, 258 Pages, 1984/10

PNC-TN941-84-136.pdf:41.93MB

高速増殖炉では,蒸気発生器内で生じる水リーク(ナトリウム-水反応)を早期に検出する必要があり,水リーク検出用の水素計の開発が進められている。当50MW蒸気発生器試験施設でも,高速増殖原型炉"もんじゅ"用水リーク検出系へ反映させることを目的として,ナトリウム中水素計およびカバーガス中水素計の開発を進めている。本報告は,当室でこれまでに開発を進めてきた各水素計の開発経過,使用経験および性能評価について述べるとともに,これまでに得られた経験をもとに"もんじゅ"用水リーク検出系に対して設計,製作,運用および保守・補修等に対する改善提案についても提言している。

報告書

圧力開放板の環境効果試験(I)

金子 義久*; 中村 光明*; 錦見 正和*; 土屋 毎雄*; 福田 達*

PNC TN941 84-93, 139 Pages, 1984/06

PNC-TN941-84-93.pdf:14.96MB

50MW蒸気発生器試験施設において1975年9月から1983年1月の間に使用した蒸気発生器用圧力開放板(反転型)と収納容器用圧力開放板(引張型)およびこれらの未使用品の破裂試験および材料試験(蒸気発生器のみ)を実施し使用環境による破裂特性の変化,ナトリウムによる腐食金属組織の変化,機械的・物理的性質の変化を明らかにした。主な試験結果は,以下の通りである。(1)蒸気発生器および収納容器用圧力開放板の破裂圧力は、使用品、未使用品共に製作時の破裂試験結果より低かったがいずれも購入時の仕様を満足していた。(2)蒸気発生器用圧力開放板は,温度200$$sim$$430$$^{circ}C$$,圧力0.7$$sim$$1.4kg/cm$$times$$2gの使用環境下での10,138$$sim$$12,387時間運転後においても破裂特性の変化はみられなかった。(3)蒸気発生器および収納容器用圧力開放板は,破裂試験時いずれも完全開口した。(4)使用後の圧力開放板は,腐食の進行がほとんど認められなかった。(5)使用環境により圧力開放板材料(インコネルX―750)の金属組織が変化し(時効硬化)機械的・物理的性質の変化が認められた。(6)蒸気発生器用圧力開放板の材料は,インコネルX―750を正規の時効処理を実施して使用するか時効硬化のない耐熱・腐食性の高いインコネル600またはインコネル625を用いることが望ましい。

口頭

完全空乏型0.15$$mu$$m CMOS/SOIプロセスデバイスへの放射線対策の最適化

槇原 亜紀子*; 浅井 弘彰*; 土屋 義久*; 天野 幸男*; 緑川 正彦*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 中嶋 康人*; et al.

no journal, , 

RHBD(Radiation Hardness by Design)技術を用いてSEU(Single Event Upset)/SET(Single Event Transient)対策ロジックセルを、沖電気の完全空乏型0.15$$mu$$mCMOS/SOI民生プロセスを用いて設計し、製造したサンプルデバイスの放射線評価を実施した。SETフリーインバータと呼ばれるSET対策付きインバータ構造を有するロジックセルは、非常に優れたSET耐性を示すが、面積・動作スピード・消費電力のペナルティも大きいため、本研究では、最低限の耐性を維持しつつペナルティを低減するための設計の最適化を行った。その結果、論理セルのみにRHBD手法を用いることで十分な放射線耐性を維持できることを明らかにした。

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