Dipl.-Ing. Kay Gorontzi :

HTPAL, ein programmierbarer Logikbaustein für den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen

Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik, 2003-12-22

BetreuerIn: Prof. Dr.-Ing. Horst-Lothar Fiedler , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik

GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Horst-Lothar Fiedler , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik
GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerd Scarbata , Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

Schlüsselwörter in Deutsch: PROM, PAL, Hochtemperatur, OTP, SIMOX, TOXFET, strahlungsfest, temperaturfest
Schlüsselwörter in Englisch: high temperature, radiation hard, one-time-programmable, configurable

  
   
 Klassifikation     
    Sachgruppe der DNB: 620 Ingenieurwissenschaften
  
   
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

Anwenderprogrammierbare Logikbausteine bieten eine einfache, kompakte und kostengünstige Möglichkeit zur Realisierung von Logikschaltungen im Umfeld von Microcontrollern. Besonders in elektronikfeindlichen Umgebungen, z. B. bei Temperaturen von 250 °C, waren sie jedoch bisher nicht erhältlich. Ausgehend vom aktuellen Stand der SIMOX-Technologie wird ein HTPAL als Vertreter einer neuen Klasse von Hochtemperaturbausteinen vorgestellt, dessen Eigenschaften in ähnlicher Kombination zuvor nicht verfügbar waren: ein grosser Temperaturbereich von -50 °C bis 250 °C und darüber, hohe Toleranz gegenüber ionisierender Strahlung, flexible und dauerhafte Programmierung durch den Endanwender. Der grosse Temperaturbereich resultiert aus dem Einsatz der SIMOX Technolgie mit einer besonders günstigen Schaltungstopologie und einem speziellen Layout für Hochtemperaturtransistoren. Die dauerhafte Programmierbarkeit wird durch die Verwendung eines neuen Transistortyps möglich, dem sog. TOXFET. Dieses einmal-programmierbare Element besteht aus einem SIMOX-Hochvolttransistor, dessen Drain-Anschluß durch ein Tunneloxid vom übrigen Transistor isoliert wurde.

Abstrakt in Englisch

Field programmable logic devices provide a cost and time efficient way to create new microcontroller designs. These qualities are particular useful and desirable for high temperature applications in Starting from summarizing the present state-of-the-art in SIMOX high temperature developement the presented work introduces HTPAL devices as an example of a new class of programmable logic devices. These class is characterized by a range of features that were not available in am similar combination before: a wide temperature range from -50 °C up to 250 °C and above, high resistance against ionizing radiation, flexible and permanent field programmability by the end user. The wide temperature range results from an avantageous circuit structure combined with the SIMOX technology. Permanent field programmability is achieved by using a new One-time-programmable (OTP) MOSFET device, called a TOXFET. The new device consists of a high voltage NMOS transistor combined with a thin tunnel oxide to initially insulate the drain lead from the transistor structure.